第7章網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

1、第第7章章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 7.5 其它形狀網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)其它形狀網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.6 7.6 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的選型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的選型第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述7.1.1 特點(diǎn)n 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)：桿件按一定規(guī)律布置，通過節(jié)點(diǎn)連接而成的曲面狀空間桿系結(jié)構(gòu)。n 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，即為網(wǎng)狀的殼體結(jié)構(gòu)，或者說是曲面狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。其外形為殼，其構(gòu)成為網(wǎng)格狀，是格構(gòu)化的殼體，也是殼形的網(wǎng)架。n 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)： （1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的桿件主要承受軸力，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較均勻，應(yīng)力峰值較小，

2、因此可以充分發(fā)揮材料強(qiáng)度作用。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述 7.1.1 特點(diǎn) （2）曲面形式，豐富的造型，通過使結(jié)明暗對(duì)比、虛實(shí)對(duì)比。 （3）由于桿件尺寸與整個(gè)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相比很小，可把網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)近似地看成各向同性或各向異性連續(xù)體，用薄殼結(jié)構(gòu)分析結(jié)果進(jìn)行定性的分析。 （4）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中網(wǎng)格的桿件可以用直桿代替曲桿，如果桿件布置和構(gòu)造處理得當(dāng)，可以具有與薄殼結(jié)構(gòu)相似的良好的受力性能。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述 7.1.1 特點(diǎn)n 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)： （1）桿件和節(jié)點(diǎn)偏差以及曲面的偏離影響敏感，這也使加工難度加大。 （2）大空間網(wǎng)殼時(shí)，網(wǎng)殼的屋面面積及建筑高度增加較多，材料及能源消耗增加較多。

3、 （3）網(wǎng)殼的桿件主要受壓，穩(wěn)定性影響了材料的強(qiáng)度作用，浪費(fèi)較大。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述7.1.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分類n 1）按層數(shù)分 單層網(wǎng)殼：適合中小跨度（40米） 雙層網(wǎng)殼：具有較高的穩(wěn)定性和承載力，可有效利用空間，方便天花或吊頂構(gòu)造。n 2、按曲面形式分 單曲面：筒網(wǎng)殼（柱面殼） 雙曲面：球網(wǎng)殼扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述7.1.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分類n 分類單層柱面網(wǎng)殼柱面網(wǎng)殼雙層柱面網(wǎng)殼單斜桿柱面網(wǎng)殼弗普爾柱面網(wǎng)殼交叉斜桿型柱面網(wǎng)殼聯(lián)方網(wǎng)格型柱面網(wǎng)殼三向網(wǎng)格型柱面網(wǎng)殼交叉桁架體系四角錐體系三角錐體系正放四角錐柱面網(wǎng)殼抽空正放四角錐柱面網(wǎng)殼斜置正放四角錐柱面網(wǎng)殼三角錐柱面網(wǎng)殼抽空

4、三角錐柱面網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述7.1.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分類n 分類單層球面網(wǎng)殼球面網(wǎng)殼雙層球面網(wǎng)殼肋環(huán)型球面網(wǎng)殼施威德勒球面網(wǎng)殼聯(lián)方型球而網(wǎng)殼三向網(wǎng)格型球面網(wǎng)殼凱威特型球面網(wǎng)殼短程線球面網(wǎng)殼交叉桁架體系角錐體系肋環(huán)型四角錐球面網(wǎng)殼聯(lián)方型四角錐球面網(wǎng)殼聯(lián)方型三角錐球面網(wǎng)殼平板組合式球面網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.1 概述7.1.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分類n 3）按材料分 木網(wǎng)殼：早期建筑中應(yīng)用，現(xiàn)在有膠木材料代替； 鋼筋混凝土網(wǎng)殼：常見單層，一般用于跨度60米； 鋼網(wǎng)殼、鋁合金網(wǎng)殼、塑料網(wǎng)殼、玻璃鋼網(wǎng)殼等。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.1 單層筒網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7

5、.2.1 單層筒網(wǎng)殼圖圖7-2-1 單層簡網(wǎng)殼的形式單層簡網(wǎng)殼的形式 筒網(wǎng)殼筒網(wǎng)殼也稱為柱面柱面網(wǎng)殼網(wǎng)殼，是單曲面結(jié)構(gòu)，其橫截面常為圓弧形，也可采用橢圓形、拋物線形和雙中心圓弧形等。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.1 單層筒網(wǎng)殼n 聯(lián)方型筒網(wǎng)殼聯(lián)方型筒網(wǎng)殼受力明確，屋面荷載從兩個(gè)斜向拱的方向傳至基礎(chǔ)，簡捷明了。n 室內(nèi)呈菱形網(wǎng)格，猶如撒開的漁網(wǎng)，美觀大方。其缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差，由于網(wǎng)格中每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的桿件數(shù)少，故常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。n 弗普爾型筒網(wǎng)格弗普爾型筒網(wǎng)格和單斜桿型筒網(wǎng)殼單斜桿型筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式簡單，用鋼量少，多用于小跨度或荷載較小的情況，雙斜桿型筒網(wǎng)殼雙斜桿型筒網(wǎng)殼和三向網(wǎng)格

6、型筒網(wǎng)殼三向網(wǎng)格型筒網(wǎng)殼具有相對(duì)較好的剛度和穩(wěn)定性，構(gòu)件比較單一，設(shè)計(jì)及施工都比較簡單，可是用于跨度較大和不對(duì)稱荷載較大的屋蓋中。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.1 單層筒網(wǎng)殼悉尼國際水上運(yùn)動(dòng)中心悉尼國際水上運(yùn)動(dòng)中心第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.1 單層筒網(wǎng)殼n 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度措施：三向網(wǎng)格型圖圖7-2-3 上海某中學(xué)體育館三向網(wǎng)格型單層筒網(wǎng)殼屋蓋上海某中學(xué)體育館三向網(wǎng)格型單層筒網(wǎng)殼屋蓋端部設(shè)橫向端肋拱端部設(shè)橫向端肋拱（相當(dāng)于局部雙層）（相當(dāng)于局部雙層）中部設(shè)橫向加強(qiáng)肋拱中部設(shè)橫向加強(qiáng)肋拱設(shè)置下部支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置下部支撐結(jié)構(gòu)第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.2 雙層筒網(wǎng)

7、殼圖圖7-2-4 雙層筒網(wǎng)殼的形式雙層筒網(wǎng)殼的形式1 1）按幾何組成）按幾何組成規(guī)律分類規(guī)律分類（1 1）交叉桁架）交叉桁架體系雙層筒網(wǎng)體系雙層筒網(wǎng)殼（殼（a、b b、c c）; ;（2 2）四角錐體）四角錐體系雙層筒網(wǎng)殼系雙層筒網(wǎng)殼（di）; ;（3 3）三角錐體）三角錐體系雙層筒網(wǎng)殼系雙層筒網(wǎng)殼（j、k、l）。）。（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）（i）（j）（k）（l）第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.2 雙層筒網(wǎng)殼圖圖7-2-4 北京體育大學(xué)網(wǎng)球競技館北京體育大學(xué)網(wǎng)球競技館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.2 雙層筒網(wǎng)殼圖圖7-2-5 正放四角錐形雙層網(wǎng)殼

8、結(jié)構(gòu)實(shí)例正放四角錐形雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)例第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.2 雙層筒網(wǎng)殼n 2 2）按弦桿布置方向分類）按弦桿布置方向分類n 與平板網(wǎng)架一樣，雙層筒網(wǎng)殼主要受力構(gòu)件為上、下弦桿，因此可按上、下弦桿的布置方向分成三類。n （1）正交類雙層筒網(wǎng)殼：）正交類雙層筒網(wǎng)殼：正交類雙層筒網(wǎng)殼的上、下弦桿與網(wǎng)殼的波長方向正交或平行。圖中兩向正交正放、折線形、正放四角錐、正放抽空四角錐網(wǎng)殼等屬于這一類結(jié)構(gòu)。n （2）斜交類雙層筒網(wǎng)殼：）斜交類雙層筒網(wǎng)殼：斜交類雙層筒網(wǎng)殼的上、下弦桿與網(wǎng)殼的波長方向可形成任意夾角。只有兩向斜交斜放網(wǎng)殼屬于這一類結(jié)。n （3）混合類雙層筒網(wǎng)殼：）混合類雙層筒網(wǎng)

9、殼：混合類雙層筒網(wǎng)殼的部分弦桿與網(wǎng)殼的波長方向正交，部分斜交。圖中除上述6種外均屬于這一類結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)殼的厚度網(wǎng)殼的厚度 雙層柱面網(wǎng)殼的厚度可取跨度的雙層柱面網(wǎng)殼的厚度可取跨度的1/501/501/201/20；雙層球面網(wǎng)殼的厚度一般可取跨度的；雙層球面網(wǎng)殼的厚度一般可取跨度的1/601/601/301/30。研究表明，當(dāng)雙層網(wǎng)殼的厚度在。研究表明，當(dāng)雙層網(wǎng)殼的厚度在正常范圍內(nèi)時(shí)，結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)整體失穩(wěn)現(xiàn)象，正常范圍內(nèi)時(shí)，結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)整體失穩(wěn)現(xiàn)象，桿件的應(yīng)力用得比較充分，這也是雙層網(wǎng)殼比桿件的應(yīng)力用得比較充分，這也是雙層網(wǎng)殼比單層網(wǎng)殼經(jīng)濟(jì)的主要原因之一。單層網(wǎng)殼經(jīng)濟(jì)的主要原因之一。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

10、7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.3 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn) 正交類網(wǎng)殼的外荷載主要由波長方向的弦桿承受正交類網(wǎng)殼的外荷載主要由波長方向的弦桿承受，縱向弦桿的內(nèi)力很小。很明顯結(jié)構(gòu)是處于單向受力狀態(tài)，以拱的作用為主，網(wǎng)殼中內(nèi)力分布比較均勻，傳力路線短。 斜交類網(wǎng)殼的上、下弦桿是與殼體波長方向斜交的，因此外荷載也是沿著斜向逐步卸荷的，拱的作用不是表現(xiàn)在波拱的作用不是表現(xiàn)在波長方向，而是表現(xiàn)在與波長斜交的方向。長方向，而是表現(xiàn)在與波長斜交的方向。通常最大內(nèi)力集中在對(duì)角線方向，形成內(nèi)力最大的“主拱”，主拱內(nèi)上、下弦桿均受壓。 混合類網(wǎng)殼受力比較復(fù)雜混合類網(wǎng)殼受力比較復(fù)雜。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2

11、.4 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承n 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力與其支承條件有很大關(guān)系。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承一般有兩對(duì)邊支承、四邊支承、多點(diǎn)支承等。n 1）兩對(duì)邊支承）兩對(duì)邊支承n 兩對(duì)邊支承的筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，按支承邊位置的不同，有兩種情況。n 當(dāng)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以跨度方向?yàn)橹ё鶗r(shí)，即成為筒拱結(jié)構(gòu)，拱腳常支承于墻頂圈梁、柱頂連系梁，或側(cè)邊桁架上，或者直接支承于基礎(chǔ)上，為解決拱腳推力問題，可采用以下四種方案：第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.4 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承n （1）設(shè)拉桿：柱間拉桿的間距為網(wǎng)格縱向尺寸的倍數(shù)，一般為1.53m。n （2）設(shè)墻垛：為取消室內(nèi)拉桿，可用斜墻垛來抵抗拱腳推力。n （3）設(shè)斜柱、墩：把柱軸線按斜推

12、力方向設(shè)置來承受側(cè)向推力。n （4）拱腳落地：即采用落地拱式筒網(wǎng)殼，其斜推力直接傳入基礎(chǔ)，故用料最為經(jīng)濟(jì)，但對(duì)基礎(chǔ)要求較高。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.4 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承n 當(dāng)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在波長方向設(shè)支座時(shí)，網(wǎng)殼以縱向梁的作用網(wǎng)殼以縱向梁的作用為主。為主。n 這時(shí)網(wǎng)殼的端支座網(wǎng)殼的端支座若為墻，應(yīng)在墻頂設(shè)橫向端拱肋，承受由網(wǎng)殼傳來的順剪力，成為受拉構(gòu)件為受拉構(gòu)件，其端支座若為變高度梁，則為拉彎構(gòu)件為拉彎構(gòu)件。n 梁式筒殼的縱向兩側(cè)邊應(yīng)同時(shí)設(shè)側(cè)邊構(gòu)件梁式筒殼的縱向兩側(cè)邊應(yīng)同時(shí)設(shè)側(cè)邊構(gòu)件，如設(shè)置邊梁或邊桁架。最簡單的方法是在拱腳部分網(wǎng)殼邊設(shè)縱向長網(wǎng)肋構(gòu)成邊桁架，可垂直設(shè)置或水平設(shè)置，

13、一般以水平設(shè)置為佳當(dāng)跨度大時(shí)，可在拱腳做成三角形截面的立體邊桁架。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.4筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承n 2）四邊支承與多點(diǎn)支承）四邊支承與多點(diǎn)支承n 四邊支承或多點(diǎn)支承的筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可分為短殼、長殼和中長殼。n 筒網(wǎng)殼的受力同時(shí)有拱式受壓和梁式受彎兩個(gè)方面，兩種作用的大小同網(wǎng)格的構(gòu)成及網(wǎng)殼的跨度與波長之比有關(guān)。n 短網(wǎng)殼的拱式受壓作用比較明顯，而長網(wǎng)殼表現(xiàn)出更多的梁式受彎構(gòu)件，中長殼的受力特點(diǎn)則界于兩者之間。由于拱的受力性能要優(yōu)于梁，因此在工程中多采用短殼。n 長網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)時(shí)，可在筒網(wǎng)殼縱向的中部增設(shè)加強(qiáng)肋。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2.4 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承圖

14、圖7 -2 -6 黑龍江省展覽館某網(wǎng)殼屋蓋黑龍江省展覽館某網(wǎng)殼屋蓋（a）網(wǎng)殼平面圖；）網(wǎng)殼平面圖；(b)邊拱架；邊拱架；(C)加強(qiáng)拱架加強(qiáng)拱架 如黑龍江省展如黑龍江省展覽館某屋蓋，采用覽館某屋蓋，采用了三向單層筒網(wǎng)殼了三向單層筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼的波長結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼的波長S=20.72mS=20.72m，跨度，跨度L=48.04mL=48.04m，矢高為，矢高為6m6m。在跨度方向中。在跨度方向中間設(shè)了兩個(gè)加強(qiáng)拱間設(shè)了兩個(gè)加強(qiáng)拱架，將長殼轉(zhuǎn)化為架，將長殼轉(zhuǎn)化為兩個(gè)短殼，如圖所兩個(gè)短殼，如圖所示。示。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)例同濟(jì)大學(xué)大禮堂同濟(jì)大學(xué)大禮堂第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)例

15、同濟(jì)大學(xué)大禮堂同濟(jì)大學(xué)大禮堂1.鋼筋混凝土聯(lián)方網(wǎng)格型筒殼鋼筋混凝土聯(lián)方網(wǎng)格型筒殼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2.2.預(yù)制桿件，高空拼裝并現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)混凝土預(yù)制桿件，高空拼裝并現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)混凝土3.3.平面平面40m40m* *56m56m ，矢高，矢高8-8.5m第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.2 筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)例第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)n 分類單層球面網(wǎng)殼球面網(wǎng)殼雙層球面網(wǎng)殼肋環(huán)型球面網(wǎng)殼施威德勒球面網(wǎng)殼聯(lián)方型球而網(wǎng)殼凱威特型球面網(wǎng)殼三向網(wǎng)格型球面網(wǎng)殼短程線球面網(wǎng)殼交叉桁架體系角錐體系肋環(huán)型四角錐球面網(wǎng)殼聯(lián)方型四角錐球面網(wǎng)殼聯(lián)方型三角錐球面網(wǎng)殼平板組合式球面網(wǎng)殼 球網(wǎng)殼的關(guān)鍵球網(wǎng)殼的關(guān)鍵在于球面的劃分。在于球面的劃分。球

16、面劃分的基本要球面劃分的基本要求有二：求有二：（1 1）構(gòu)件規(guī)格盡可）構(gòu)件規(guī)格盡可能少，以便制作與能少，以便制作與安裝；安裝；（2 2）形成的結(jié)構(gòu)必）形成的結(jié)構(gòu)必須是幾何不變體。須是幾何不變體。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層球網(wǎng)殼n 1）肋環(huán)型網(wǎng)格n 2）施威特勒型網(wǎng)格圖圖7-3-1 肋環(huán)型球面網(wǎng)殼肋環(huán)型球面網(wǎng)殼圖圖7-3-3 施威特勒型網(wǎng)格施威特勒型網(wǎng)格只有經(jīng)向桿和緯向桿，無斜桿，大部分網(wǎng)格呈四邊形，其平面圖酷似蜘蛛網(wǎng)。節(jié)點(diǎn)一般為剛性連接。經(jīng)向網(wǎng)肋、環(huán)向網(wǎng)肋和斜向網(wǎng)肋構(gòu)成。規(guī)律性明顯。剛度較大，能承受較大非對(duì)稱荷載，可用于大中跨度穹頂。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7

17、.3.1 單層網(wǎng)殼圖圖7-3-4 聯(lián)方型網(wǎng)格聯(lián)方型網(wǎng)格圖圖7-3-5 中國科技館球形影院中國科技館球形影院3）聯(lián)方型網(wǎng)格）聯(lián)方型網(wǎng)格由左斜肋與右斜肋構(gòu)成菱形網(wǎng)格，也可加設(shè)環(huán)向肋，形成三角形網(wǎng)格。特點(diǎn)是沒有徑向桿件，規(guī)律性明顯，造型美觀，仰視，像葵花一樣。其缺點(diǎn)是網(wǎng)格周邊大，中間小，不夠均勻。聯(lián)方型網(wǎng)格網(wǎng)殼剛度好，可用于大中跨度的穹頂。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 4）凱威特型網(wǎng)格凱威特型網(wǎng)格圖圖7-3-6 凱威特形網(wǎng)格凱威特形網(wǎng)格凱威特型網(wǎng)格其選用n根（n為偶數(shù)，且不小于6根）通長的徑向桿將球面分成n個(gè)扇形曲面，然后在每個(gè)扇形曲面內(nèi)用緯向桿和斜向桿劃分成比較均勻的三

18、角形網(wǎng)格。在每個(gè)扇區(qū)中各左斜桿相互平行，各右斜桿也相互平行，故亦稱為平行聯(lián)方型網(wǎng)格。這種網(wǎng)格由大小均勻，避免了其它類型網(wǎng)格由外向內(nèi)大小不均的缺點(diǎn)，其內(nèi)力分布均勻，剛度好，故常用于大中跨度的穹頂中。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼圖圖7-3 -7大慶林源煉油廠多功能廳屋蓋大慶林源煉油廠多功能廳屋蓋 圖為大慶林源煉油廠多功能廳屋蓋，采用1/3球形，落地直徑為30m，矢高10m。采用單層鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼呈凱威特形網(wǎng)格，曲率半徑16.05m，設(shè)計(jì)跨度25.6m，矢高6.2m。網(wǎng)殼下部的承重結(jié)構(gòu)為12個(gè)鋼筋混凝土支架，支架上部設(shè)圈梁連接成整體，網(wǎng)殼邊節(jié)點(diǎn)全部與圈梁整澆。第7章 網(wǎng)殼

19、結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 5）三向網(wǎng)格型n 6）短程線型網(wǎng)格圖圖7-3-8 三向網(wǎng)格型三向網(wǎng)格型圖圖7-3-9 短程線型網(wǎng)格短程線型網(wǎng)格 由豎平面相交成60度的三族豎向網(wǎng)肋構(gòu)成，如圖所示。其特點(diǎn)是桿件種類少，受力比較明確?？捎糜谥行】缍鹊鸟讽?。 所謂短程線，是指球面上兩點(diǎn)間最短的曲線，這條最短的曲線必定是位于由該兩點(diǎn)球心所組成的平面與球面相交的大圓圓周上。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 6）短程線型網(wǎng)格n 圓球內(nèi)接的最大正多面體是正二十面體，把內(nèi)接正二十面體各邊正投影到球面上，把球面劃分成二十個(gè)全等的球面正三角形，其分割線在球面上所形成的網(wǎng)格，是桿

20、長規(guī)格最少且桿長最短的球殼網(wǎng)格。n 但該網(wǎng)格的邊長為0.5257D,桿長太大，在建筑工程中并不實(shí)用，而要把這些球面正三角形再全等分成更小的球面正三角形又不可能，因此以后只能根據(jù)弧長相等的原則進(jìn)行二次劃分（圖b），所得到的網(wǎng)格稱為短程線型網(wǎng)格，二次劃分的次數(shù)稱為短程線型網(wǎng)格的頻率。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 6）短程線型網(wǎng)格n 通過不同的劃分方法，可以得到三角形，菱形、半菱形、六角形等不同的網(wǎng)格形式。二次劃分后的所有小三角形雖不完全相等，但相差甚微（圖c）。n 因此，短程線形網(wǎng)格規(guī)整均勻，桿件和節(jié)點(diǎn)種類在各種球面網(wǎng)殼中是最少的，適合于在工廠大批量生產(chǎn)。n 短程線網(wǎng)格

21、穹頂受力性能好，內(nèi)力分布均勻，傳力路線短，而且剛度大，穩(wěn)定性好，因此具有良好的應(yīng)用前景。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 6）短程線型網(wǎng)格圖圖7-3-10 單層短程線球網(wǎng)殼實(shí)例單層短程線球網(wǎng)殼實(shí)例第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 7)雙向子午線網(wǎng)格圖圖7-3 -11 雙向子午線網(wǎng)格雙向子午線網(wǎng)格 雙向子牛線網(wǎng)格是由位于兩組子午線上的交叉桿件所組成，如圖所示。它所有桿件都是連續(xù)的等曲率圓弧桿，所形成的網(wǎng)格均接近方形且大小接近。該結(jié)構(gòu)用料省，施工方便，是經(jīng)濟(jì)有效的大跨度空間結(jié)構(gòu)之一，已被用作許多石油及化學(xué)品儲(chǔ)藏罐的頂蓋。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼

22、結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼n 8)混合型圖圖7-3-12 上?？萍拣^上?？萍拣^第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.1 單層網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼n 1）雙層球網(wǎng)殼的形成圖圖7-3-13 短程線型的雙層球面網(wǎng)殼短程線型的雙層球面網(wǎng)殼 當(dāng)跨度大于40m時(shí)，不管是從穩(wěn)定性還是從經(jīng)濟(jì)性的方面考慮，雙層網(wǎng)殼要比單層網(wǎng)殼好得多。雙層球殼是由兩個(gè)同心的單

23、層球面通過腹桿連接而成。各層網(wǎng)格的形成與單層網(wǎng)殼相同，對(duì)于肋環(huán)型、施威特勒型、聯(lián)方型、凱威特型和雙向子牛線型等雙層球面網(wǎng)殼，通常多選用交叉桁架體系。三向網(wǎng)格型和短程線型等雙層球面網(wǎng)殼，一般均選用角錐體系。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼n 1）雙層球網(wǎng)殼的形成圖圖7-3-13 短程線型的雙層球面網(wǎng)殼短程線型的雙層球面網(wǎng)殼第一種是內(nèi)外兩層節(jié)點(diǎn)不在同一半徑延線上，如外層節(jié)點(diǎn)在內(nèi)層三角形網(wǎng)格的中心上，則可以形成六邊形和五邊形，內(nèi)三角形的劃分（圖a）；第二種是內(nèi)外兩層節(jié)點(diǎn)在同一半徑延線上，實(shí)際上是兩個(gè)劃分完全相同但大小不等的單層網(wǎng)殼通過腹桿連接而成，（圖b）是抽掉部分外層節(jié)點(diǎn)時(shí)

24、的情形。 凱威特型和有緯向桿的聯(lián)方型雙凱威特型和有緯向桿的聯(lián)方型雙層球面網(wǎng)殼也可選用角錐體系，短層球面網(wǎng)殼也可選用角錐體系，短程線型的雙層球面網(wǎng)殼，根據(jù)內(nèi)外程線型的雙層球面網(wǎng)殼，根據(jù)內(nèi)外層球面網(wǎng)格劃分形式的不同，可以層球面網(wǎng)格劃分形式的不同，可以得到常見的兩種連接方式。得到常見的兩種連接方式。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼圖圖7-3-14 北京科技館穹幕影院北京科技館穹幕影院 （a）總體；）總體；(b)內(nèi)層；內(nèi)層；(c)外層外層 北京科技館穹幕影院為內(nèi)經(jīng)32m，外徑35m，高25.5m的四分之三雙層球面網(wǎng)殼，內(nèi)層采用6頻劃分的完整的短程線穹頂，外層則是內(nèi)層徑向沿伸并抽

25、掉一部分外層桿件和節(jié)點(diǎn)形成六邊形與五邊形組合圖案，見圖。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼雙層短程線型雙層短程線型雙層聯(lián)方型雙層聯(lián)方型第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼n 2）雙層球網(wǎng)殼的布置圖圖7-3-15 球網(wǎng)殼厚度的變化球網(wǎng)殼厚度的變化 已建成的雙層球網(wǎng)殼大多數(shù)是等跨度的，即內(nèi)外兩層殼面是同心的。但從桿件內(nèi)里分布來看，一般情況下，周邊部分的桿件內(nèi)力大于中央部分桿件的內(nèi)里。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，為了使網(wǎng)殼既具有單雙層網(wǎng)殼的主要優(yōu)點(diǎn)，又避免它們的缺點(diǎn)，既不收單層網(wǎng)殼網(wǎng)殼穩(wěn)定性控制，又能充分發(fā)揮桿件的承載力，節(jié)省材料，可采用變厚度或局部雙層網(wǎng)殼。（1）從支

26、承周邊到頂部，網(wǎng)殼的厚度均勻地減少；（2）網(wǎng)殼的下部為雙層，頂部為單層；（3）網(wǎng)殼的大部分為單層，僅在支承區(qū)域?yàn)殡p層；（4）在雙層等厚度網(wǎng)殼上大面積抽空布置。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼n 3）雙層球網(wǎng)殼的案例圖圖7-3-17 老山自行車館網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)剖面老山自行車館網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)剖面第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼圖圖7-3-17 老山自行車館老山自行車館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼圖圖7-3-18 濟(jì)源體育館屋蓋球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)平面圖濟(jì)源體育館屋蓋球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)平面圖第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.2 雙層球網(wǎng)殼圖圖7-

27、3-19 濟(jì)源體育館屋蓋結(jié)構(gòu)剖面圖濟(jì)源體育館屋蓋結(jié)構(gòu)剖面圖第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.3.3 球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn) 球殼具有內(nèi)在的有效性，可使自重降到最?。?從理論上講，半球殼結(jié)構(gòu)在豎向均布荷載作用下環(huán)梁內(nèi)拉力為零，非半球殼結(jié)構(gòu)則可通過設(shè)置斜向支承結(jié)構(gòu)直接平衡球殼內(nèi)的水平拉力。但一般情況下，設(shè)置環(huán)梁有利于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。 隨網(wǎng)殼支座約束的增強(qiáng)，球網(wǎng)殼內(nèi)力逐漸均勻，且最大內(nèi)力也相應(yīng)減小，同時(shí)整體穩(wěn)定系數(shù)也不斷提高。因此球網(wǎng)殼周邊支座節(jié)點(diǎn)以采用固定剛接支座為宜。 球網(wǎng)殼應(yīng)沿其邊緣設(shè)置連續(xù)的支承結(jié)構(gòu)。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)n 扭網(wǎng)殼位直紋曲線，殼面上每一點(diǎn)可作兩根互相垂直的直線

28、。因此，扭網(wǎng)殼可以采用之線桿件直接形成，采用簡單的施工方法就能準(zhǔn)確的保證桿件按殼面布置。由于扭網(wǎng)殼為負(fù)高斯曲殼，可避免其他扁殼所具有的聚焦現(xiàn)象，能產(chǎn)生良好的室內(nèi)聲響效果。扭網(wǎng)殼造型輕巧活潑，適應(yīng)性強(qiáng)，很受建筑師和業(yè)主的歡迎。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.1 單層扭網(wǎng)殼圈圈7-4-1 單層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格形式單層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格形式 單層扭網(wǎng)殼桿件種類少，節(jié)點(diǎn)連接簡單，施工方便。單層扭網(wǎng)殼按網(wǎng)格形式的不同，有正交正放網(wǎng)格和正交斜放網(wǎng)格兩種。如圖所示。 圖a、b所示桿件沿兩個(gè)直線方向設(shè)置，組成的網(wǎng)格為正交正放。在實(shí)際工程中，一般都在第三個(gè)方向再設(shè)置桿件，即斜桿，從而構(gòu)成三角形網(wǎng)格。圖a所示為全

29、部斜桿沿曲面的壓拱方向布置。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.1 單層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-2 益陽市人民法院公判廳屋蓋益陽市人民法院公判廳屋蓋第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.1 單層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-3 宜春地區(qū)醫(yī)院門診大廳屋蓋宜春地區(qū)醫(yī)院門診大廳屋蓋 為宜春地區(qū)醫(yī)院門診大廳屋蓋，平面尺寸為48m18m，采用兩個(gè)18m18m的扭殼，每個(gè)網(wǎng)殼中三個(gè)角點(diǎn)，如圖中的bac與egh均在同一標(biāo)高上，中間角點(diǎn)d與f下降7.35m。采用焊接角鋼單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，桿件與邊界成45度斜放，網(wǎng)格為1.149m1.149m，耗鋼量17.kg/。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n

30、2）雙層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-4 雙層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格雙層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格 雙層扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成與雙層筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相似。網(wǎng)格的形式與單層扭網(wǎng)殼相似，也可分為兩向正交正放網(wǎng)格和兩向正交斜放網(wǎng)格，見圖。為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，雙層扭網(wǎng)殼一般都設(shè)置斜桿形成三角形網(wǎng)格。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n 2）雙層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-4 雙層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格雙層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格 1)兩向正交正放網(wǎng)格的扭網(wǎng)殼：兩組桁架垂直相交且平行或垂直于邊界。這時(shí)每榀桁架的尺寸均相同，每榀桁架的上弦為一直線，節(jié)間長度相等。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是桿件規(guī)格少，制作方便。缺點(diǎn)是體系的穩(wěn)定性較差，需設(shè)置適當(dāng)?shù)乃街渭暗谌蜩旒軄碓鰪?qiáng)

31、體系的穩(wěn)定性并減少網(wǎng)殼的垂直變形，而這又會(huì)導(dǎo)致用鋼量的增加。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n 2）雙層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-4 雙層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格雙層扭網(wǎng)殼的網(wǎng)格 2)兩向正交斜放網(wǎng)格的扭網(wǎng)殼: 兩組桁架垂直相交但與邊界成45度斜角,兩組桁架中一組受拉（相當(dāng)于懸索受力），一組受壓（相當(dāng)于拱受拉），充分發(fā)揮了扭殼的受力特性。并其上、下弦受力同向，變化均勻，形成了殼體的工作狀態(tài)。這種體系的穩(wěn)定性好，剛度較大，變性較小，不需設(shè)置較多的第三向桁架。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-5 北京體育學(xué)院體育館北京體育學(xué)院體育館 圖為北京體育學(xué)院體育館，屋

32、蓋結(jié)構(gòu)為四塊組合型扭網(wǎng)殼，采用了正交正放網(wǎng)格的雙層扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。建筑平面尺寸59.2m59.2m，跨度52.2m，挑檐3.5m，四角帶落地斜撐，矢高3.5m，網(wǎng)格尺寸2.90m2.90m。整個(gè)結(jié)構(gòu)桁架中上、下弦等長、豎腹桿也等長，大大簡化了網(wǎng)殼的制作與安裝。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼北京體育學(xué)院體育館北京體育學(xué)院體育館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼北京體育學(xué)院體育館北京體育學(xué)院體育館 內(nèi)景內(nèi)景第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.

33、4.2 雙層扭網(wǎng)殼圖圖7-4-6 四川省德陽市體育館四川省德陽市體育館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n 圖為四川省德陽市體育館，屋蓋平面為菱形，邊長74.87m，對(duì)角線長105.80m，四周懸挑，兩翅角部位最大懸挑長度為16.5m，其余周邊懸挑長度為6.60m。屋蓋結(jié)構(gòu)為兩向正交斜放網(wǎng)格的雙層扭網(wǎng)殼。網(wǎng)殼去面矢高14.5m，最高點(diǎn)上弦球中心標(biāo)高32.1m，屋蓋復(fù)蓋平面面積為5575.68。網(wǎng)殼上面鋪設(shè)四棱錐形GRC屋面板，構(gòu)成了新穎、美觀、別具一格的建筑造型

34、。 GRC網(wǎng)架屋面板系用GRC面板與予應(yīng)力混凝土肋復(fù)合而成。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼 圖圖7-4-7 北京石景山體育館北京石景山體育館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n 圖為北京石景山體育館。該建筑平面是邊長為99.7m的正三角形，屋蓋有三片四邊形的雙曲拋物面雙層鋼網(wǎng)殼組成，各網(wǎng)殼支承在中央的三叉形格構(gòu)式鋼剛架和外緣的鋼筋混凝土邊梁上。每片網(wǎng)殼由兩組立方的直線形平行弦桁架組成基本網(wǎng)格，再加上第三方向（網(wǎng)格的對(duì)角線方向）的桁架（不再是直線形），形成完整的網(wǎng)殼。網(wǎng)殼的厚度為1.5m。三叉形剛架的每個(gè)叉梁由箱形截面的立體型鋼桁架組成，與鋼筋混凝

35、土剛架方案比較，其優(yōu)點(diǎn)是自重輕、溫度應(yīng)力小、便于制作安裝、施工工期短。整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)體系受力明確，剛架拔地而起形成三足鼎立之勢，而網(wǎng)殼的三個(gè)角高高翅起，呈現(xiàn)出展翅欲飛的建筑造型。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n 平面為三角形，三斜柱形成一個(gè)“三角架” 。從三角形平面每個(gè)邊長中點(diǎn)處(斜柱基礎(chǔ)附近)分別向上伸出兩根變斜面斜梁，相交在三角形三頂點(diǎn)上空。這樣，總體上看出體育館屋面是由三塊扭曲的四邊形組成，每塊四邊形屋蓋結(jié)構(gòu)由沿著四邊形邊長方向布置的網(wǎng)架組成扭殼曲面，稱網(wǎng)殼。網(wǎng)殼比平面網(wǎng)架受力更合理,荷載下的變形也更小。 第

36、7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼n 網(wǎng)架沿平行于四邊形邊長方向布置時(shí)，天棚分格比較簡潔，但在局部荷載和風(fēng)荷作用下會(huì)產(chǎn)生一定的彎矩和扭矩，所以這樣布置的網(wǎng)殼一般應(yīng)布置成雙層網(wǎng)殼，即網(wǎng)殼有上、下兩層弦桿，中間設(shè)有斜桿。宏觀來看，就象兩個(gè)方向交叉布置的桁架，每個(gè)網(wǎng)架上的荷載都傳給周圍的四邊形邊框，最后傳給基礎(chǔ)。四邊形邊框翹起的三個(gè)角，正好是體育館的三個(gè)入口。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼直線網(wǎng)架直線網(wǎng)架直線網(wǎng)架直線網(wǎng)架曲線檁條曲線檁條第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼斜柱兩肢間開天窗斜柱兩肢間開天窗第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)

37、構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼石景山體育館石景山體育館 斜柱柱腳斜柱柱腳第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼湖南游泳跳水館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.2 雙層扭網(wǎng)殼湖南游泳跳水館第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.3 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)n 單層扭網(wǎng)殼本身具有較好的穩(wěn)定性，但其平面外剛度較小，因此控制扭網(wǎng)殼的撓度成了設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。n 在扭網(wǎng)屋脊處設(shè)加強(qiáng)桁架，能明顯地減少屋脊附近的撓度，但隨著與屋

38、脊距離的增加，加強(qiáng)桁架的影響則下降。由于扭網(wǎng)殼的最大撓度并不一定出現(xiàn)在屋脊處，因此在屋脊處設(shè)加強(qiáng)桁架只能部分地解決問題。n 邊緣構(gòu)件剛度對(duì)于扭網(wǎng)殼的變形控制具有決定意義。有分析表面，相同結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件無垂直變位（如網(wǎng)殼直接支承在柱頂上）比邊緣構(gòu)件有垂直變位的網(wǎng)殼撓度幾乎增大兩倍，在扭殼的驟變，布置水平斜桿，以形成周邊加強(qiáng)帶，可提高抗側(cè)力能力。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.4.3 扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)n 對(duì)于四邊簡支的組合型扭網(wǎng)殼，如圖7-4-2所示的益陽市人民法院大公判廳，在十字脊線附近會(huì)出現(xiàn)負(fù)彎矩，而殼面上測以薄膜力為主，同時(shí)在十字脊線交叉點(diǎn)附近區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生明顯的負(fù)撓度?？煽紤]在十字脊線

39、及邊界處制作成成帶下弦和腹桿的局部桁架，以提高網(wǎng)殼剛度。n 扭網(wǎng)殼的支承考慮到其脊線為直線，會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，如采用固定約束，對(duì)網(wǎng)殼受力不利，對(duì)于支承柱也會(huì)產(chǎn)生較大的水平推理，因此做成橡膠支座，有助于放松水平約束。為抵抗網(wǎng)殼的水平推理，可在相鄰柱間設(shè)拉桿或做落地斜撐。如北京體育學(xué)院體育館，四角落地斜撐的設(shè)置承受了水平荷載及部分豎向荷載，起到了很好的效果。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)n 當(dāng)建筑平面呈長橢圓形時(shí)，可采用柱面與球面向組合的殼面形式。即在中部的一個(gè)柱面網(wǎng)殼，在兩端分別用四分之一球網(wǎng)殼，形成一個(gè)猶如半個(gè)雞蛋殼的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式

40、往往用于平面尺寸和大的情況，如日本的秋田體育館，平面尺寸為99m169m，中間的柱面網(wǎng)殼長70m，兩端的四分之一球殼半徑為43m，四周以斜柱支承。由于跨度大，結(jié)構(gòu)常常采用雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，且一般為等厚的。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)n 由于柱面殼部分和球面殼部分具有不同的曲率和剛度，如何處理兩者之間的連接和過渡是結(jié)構(gòu)選型中首先要遇到的問題。一般的過渡方式有圖所示的三種方式。n 圖a在柱面殼與球殼之間設(shè)縫，把屋蓋分為獨(dú)立的三部分；n 圖b中柱面殼與球殼網(wǎng)格的劃分相對(duì)獨(dú)立，但兩者通過節(jié)點(diǎn)連接在一起；n 圖c、d中柱面殼與球面殼整體連接在一起，且兩者在

41、網(wǎng)格劃分時(shí)采取自然過渡的辦法。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圖圖7-5-1 柱面殼與球面殼連接過渡柱面殼與球面殼連接過渡第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圖圖17-5-2 哈爾濱速滑館哈爾濱速滑館圖圖7-5 -3 石家莊市某大廳網(wǎng)殼曲面石家莊市某大廳網(wǎng)殼曲面第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)哈爾濱速滑館內(nèi)景第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合

42、的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)哈爾濱速滑館外景哈爾濱速滑館外景第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.1 柱面與球面相結(jié)合的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)n 圖為我國目前覆蓋面積最大的屋蓋結(jié)構(gòu)哈爾濱速滑館屋蓋。n 其主要結(jié)構(gòu)采用由中部圓柱面殼和兩端半球殼組成的巨型雙層網(wǎng)殼，輪廓尺寸為86.2m191.2m；如果包括下部支承框架在內(nèi)，則地面標(biāo)高處的輪廓尺寸可達(dá)101.2m206.2m。n 網(wǎng)殼中部的柱面殼部分采用正放四角錐體系，兩端球面殼部分采用三角錐體系，一律采用螺旋球節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)格尺寸為3m左右。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.2 雙曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雙曲扁殼原因矢高小，空間利用充分，故常有應(yīng)用。扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)常采用平

43、移曲面，這樣可使桿件的種類最小。 圖為石家莊市新華集貿(mào)中心商業(yè)大廳屋蓋的曲面形式。網(wǎng)殼布置為正交正放立體桁架形式，網(wǎng)格在曲面上沿兩個(gè)主軸方向劃分，兩向均為13格。網(wǎng)殼四邊設(shè)拱形邊桁架，周邊支承在鋼筋混凝土連梁上，網(wǎng)殼上鋪玻璃鋼屋面板，屋蓋上部中央設(shè)一個(gè)天窗。該工程采用圓弧平移曲面的好處。圖圖7-5-3 某網(wǎng)殼曲面某網(wǎng)殼曲面第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.2 雙曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圖圖7-5-4 國家大劇院國家大劇院第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.2 雙曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.2 雙曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)n 大劇院總建筑面積約165 000 m2，內(nèi)有歌劇院、音樂廳、戲劇場以及藝術(shù)展廳、藝術(shù)交流中心、音像商店等配套設(shè)施，建設(shè)工期為年，已于2007年末投入使用。椐報(bào)道, 國家大劇院主體工程實(shí)際總造價(jià)為人民幣 30.67 億元。第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5 其他形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.5.2 雙曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 主體建筑由外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部主體建筑由外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2 416個(gè)坐席的個(gè)坐席的歌劇院歌劇院、2 017個(gè)坐席的個(gè)坐席的音樂廳音樂廳、1 040個(gè)個(gè)坐席的坐席的戲劇院（共戲劇院（共5 473個(gè)坐席）個(gè)坐席）、公共大廳及配、公共大廳及配套