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1、8.1 概 述8.2筒网壳结构8.3 球网壳结构8.4 扭网壳结构 8.5 网壳结构的选型 网壳结构即为网状的壳体结构，或者说是曲面状的网架结构。其外形为壳，其构成为网格状，是格构化的壳体，也是壳形的网架。本世纪5060年代，钢筋混凝土壳体得到了较大的发展；但人们发现，钢筋混凝土壳体结构很大一部分材料是用来承受自重的，只有较少部分的材料用来承担外荷载，并且施工很费事。所以，近三十年来，以钢结构为代表的网壳结构得到了很大的发展。8.1概 述网壳结构具有以下优点:1.网壳结构的杆件主要承受轴力，结构内力分布比较均匀，应力峰值较小，因而可以充分发挥材料强度作用。2.由于它可以采用各种壳体结构的曲面形
2、式，在外观上可以与薄壳结构一样具有丰富的造型，无论是建筑平面或建筑形体，网壳结构都能给设计人员以充分的设计自由和想象空间，通过使结构动静对比、明暗对比、虚实对比，把建筑美与结构美有机地结合起来，使建筑更易于与环境相协调。8.1概 述网壳结构具有以下优点:3.由于杆件尺寸与整个网壳结构的尺寸相比很小，可把网壳结构近似地看成各向同性或各向异性的连续体，利用钢筋混凝土薄壳结构的分析结果进行定性的分析。4.网壳结构中网格的杆件可以用直杆代替曲杆，即以折面代替曲面，如果杆件布置和构造处理得当，可以具有与薄壳结构相似的良好的受力性能。同时又便于工厂制造和现场安装，在构造上和施工方法上具有与平板网架结构一样
3、的优越性.8.1概 述网壳结构兼有薄壳结构和平板网架结构的优点，是一种很有竞争力的大跨度空间结构，近年来发展十分迅速。网壳结构的缺点是计算、构造、制作安装均较复杂，使其在实际工程中应用受到限制。但是随着计算机技术的发展，网壳结构的计算和制作中的复杂性将由于计算机的广泛应用而得到克服，而网壳结构优美的造型、良好的受力性能和优越的技术经济指标将日益明显，其应用将越来越广泛.8.1概 述 网壳结构按杆件的布置方式分类有：单层和双层网壳一般来说，中小跨度（一般为40m以下）时可采用单层网壳，单层网壳杆件少、重量轻、节点简单、施工方便，因而具有更好的技术经济指标。但单层网壳曲面外刚度差、稳定性差，各种因
4、素都会对结构的内力和变形产生明显的影响，因此在结构杆件的布置、屋面材料的选用、计算模式的确定、构造措施的落实及结构的施工安装中，都必须加以注意。8.1概 述 网壳结构按杆件的布置方式分类有：单层和双层网壳跨度(一般为40m以上)时可采用采用双层网壳,双层网壳可以承受一定的弯矩，具有较高的稳定性和承载力。当屋顶上需要安装照明、音响、空调等各种设备及管道时，选用双层网架能有效地利用空间，方便天花或吊顶构造，经济合理。双层网壳根据厚度的不同有等厚度与变厚度之分。 8.1概 述 网壳结构按材料分类有：木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑料网壳、玻璃钢网壳等。木网壳结构仅在早期的少数建筑中采用
5、，近年来在一些木材丰富的国家也有采用胶合木建造网壳，有的跨度已超过160m。但总的来说，木结构网壳用的并不多。8.1概 述 网壳结构按材料分类有：木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑料网壳、玻璃钢网壳等。钢筋混凝土网壳结构常常是单层的，且常采用预制混凝土杆件装配整体式结构，但由于自重大、节点构造复杂，一般用于跨度在60m以下的建筑中。8.1概 述钢网壳结构目前在我国应用最多，它可以是单层的，也可以是双层的；钢材可以采用钢管、工字钢、角钢、薄壁型钢等，具有重量轻、强度高、构造简单、施工方便等优点。铝合金网壳结构重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工、制造和安装方便，在欧美国家已被大量应用于大跨
6、度建筑，杆件可为圆形、椭圆形、方形或矩形截面的管材。8.1概 述网壳结构按曲面形式分类有：单曲面和双曲面两种。单曲面网壳即为筒网壳或称为柱网壳。双曲面网壳目前常用的有球网壳和扭网壳（包括双曲抛物面鞍型网壳、单块扭网壳、四块组合型扭网壳）两种，有时也采用其他曲面的扁网壳及各种曲面经切割组合后的网壳。8.1概 述 网壳结构也存在不足之处，主要有：计算、构造、制作安装均较复杂，使其在实际工程中应用受到限制。杆件和节点几何尺寸的偏差以及曲面的偏离对网壳的内力、整体稳定性和施工精度影响较大，这就给结构设计带来了困难。另外，为减小初始缺陷，对于杆件和节点的加工精度应提出较高的要求，这就给制作加工增加了困难
7、。这些缺点在大跨度网壳中显得更加突出。8.1概 述网壳结构可以构成大空间，但当矢高很大时，增加了屋面面积和不必要的建筑空间，增加建筑材料和能源的消耗。随着计算机技术的发展，网壳结构的计算和制作中的复杂性将由于计算机的广泛应用而得到克服，而网壳结构优美的造型、良好 的受力性能和优越的技术经济指标将日益明显，其应用将越来越广泛。8.1概 述筒网壳结构称为柱面网壳，是单曲面结构，其横截面常为圆弧形，也可采用椭圆形、抛物线形和双中心圆弧形等。8.2筒网壳结构单层筒网壳的结构刚度较差，在筒壳端部须设置横隔，如桁架或肋拱。必要时，在筒壳中部也要加设肋拱。大跨建筑多采用双层网壳结构形式，其构成方式可以由上述
8、几种单层网壳发展成为双层，并增设中间连杆，还可以采用平板网壳中的方法8.2筒网壳结构一单层筒网壳1联方网格型筒网壳8.2筒网壳结构单层筒网壳若以网格的形式及其排列方式分类有以下五种形式:一单层筒网壳2弗普尔型筒网壳8.2筒网壳结构单层筒网壳若以网格的形式及其排列方式分类有以下五种形式一单层筒网壳3单斜杆型筒壳8.2筒网壳结构单层筒网壳若以网格的形式及其排列方式分类有以下五种形式一单层筒网壳4双斜杆型筒网壳8.2筒网壳结构单层筒网壳若以网格的形式及其排列方式分类有以下五种形式一单层筒网壳5三向网格型筒网壳8.2筒网壳结构单层筒网壳若以网格的形式及其排列方式分类有以下五种形式 联方型网壳受力明确，
9、屋面荷载从两个斜向拱的方向传至基础，简捷明了。室内呈菱形网格，犹如撒开的渔网，美观大方。其缺点是稳定性较差。由于网格中每个节点连接的杆件数少，故常采用钢筋混凝土结构。施工安装方法均为预制杆件高空拼装并现浇节点混凝土。8.2筒网壳结构一单层筒网壳8.2筒网壳结构一单层筒网壳同济大学大礼堂,平面尺寸为4056m,矢高为885m；8.2筒网壳结构一单层筒网壳可容纳3000人大礼堂，建成于1962年，主要建筑师黄家骅，胡纫茉，主要结构师俞载道，冯之椿。在当时国家经济困难时期，能够建造出规模这样大的建筑真不容易！当年由同济大学设计院的俞载道为主设计的兼作学生饭厅的“大礼堂”，采用拱型结构，跨度达50米，
10、有效利用40米，建筑面积3600m2。该建筑所采用的钢筋混凝土预应力联方网架、双曲薄壳屋面结构，其设计，施工之新颖，跨度之大，在当时的我国建筑界产生了很大的影响。该设计不仅在结构形式和建筑造型上表现出它的创造性，先进性和科学性，同时在建筑功能与建筑形式的结合，统一上也取得了巨大的成功。尽管它的体量和容量十分庞大，内部却没有一根柱子，而拱形结构自身又赋予建筑真实而独具特色的形式，给人以简洁，轻盈的视觉感受。建成之时，是亚洲地区最大的无柱中空大礼堂。8.2筒网壳结构一单层筒网壳 弗普尔型和单斜杆型筒网壳结构形式简单,用钢量少，多用于小跨度或荷载较小的情况。双斜杆型筒网壳和三向网格型筒壳具有相对较好
11、的刚度和稳定性，构件比较单一，设计及施工都比较简单，可适用于跨度较大和不对称荷载较大的屋盖中。为了增强结构刚度，单层筒网壳的端部一般都设置横向端肋拱(横隔)，必要时也可在中部增设横向加强肋拱。对于长网壳，还应在跨度方向边缘设置边桁架。8.2筒网壳结构一单层筒网壳上海某中学体育馆，平面尺寸为30m50m，矢高8m，采用了三向单层筒网壳结构。网壳沿波长方向划分14格，形成的网格为等腰三角形，斜杆长度为2820m，水平杆长度为2500m。网壳两端山墙处及离一端山墙1 0m处共有三列柱子，可作为网壳支承，在纵向50m长度内，每隔10m增加一道由杆件组成的加强拱肋，以提高其稳定性。网壳的水平推力依靠建筑
12、物自身的刚度和适当放大檐口断面尺寸来承受，通过设置大天沟，把网壳的水平推力集中传到两端山墙。8.2筒网壳结构一单层筒网壳二双层筒网壳 由于单层筒网壳在刚度和稳定性方面的不足，不少工程采用双层筒网壳结构。双层筒网壳结构的形式很多。一般可按几何组成规律分类，也可按弦杆布置方向分类。8.2筒网壳结构二双层筒网壳8.2筒网壳结构 1按几何组成规律分类 (1)平面桁架体系双层筒网壳 平面桁架体系双层筒网壳是由两个或三个方向的平面桁架交叉构成。 二双层筒网壳8.2筒网壳结构 1按几何组成规律分类 (2)四角锥体系双层筒网壳 四角锥体系双层筒网壳是由四角锥按一定规律连接而成。二双层筒网壳8.2筒网壳结构 1
13、按几何组成规律分类(3)三角锥体系双层筒网壳三角锥体系双层筒网壳是由三角锥单元按一定规律连接而构成。二双层筒网壳8.2筒网壳结构2.按弦杆布置方向分类与平板网架一样，双层筒网壳主要受力构件为上、下弦杆。力的传递与上、下弦杆的走向有直接关系，因此可按上、下弦杆的布置方向分成三类.二双层筒网壳8.2筒网壳结构2.按弦杆布置方向分类 (1)正交类双层筒网壳 正交类双层筒网壳的上、下弦杆与网壳的波长方向正交或平行。 (2)斜交类双层筒壳斜交类双层筒网壳的上、下弦杆件与网壳的波长方向的夹角均小于或大于9O0 。 (3)混合类双层筒网壳 混合类双层筒网壳的部分弦杆与网壳的波长方向正交，部分斜交。二双层筒网
14、壳8.2筒网壳结构根据双层筒网壳的几何外形及其支承条件，网壳结构的作用可看成为波长方向拱的作用与跨度方向梁的作用的组合，其内力分布规律及变形也与两铰拱相似。但由于各种形式的双层筒网壳杆件排列方式不一样，拱作用的表现也形态不一。正交类网壳的外荷载主要由波长方向的弦杆承受，纵向弦杆的内力很小。很明显，结构是处于单向受力状态，以拱的作用为主，网壳中内力分布比较均匀，传力路线短。二双层筒网壳8.2筒网壳结构斜交类网壳的上、下弦秆是与壳体波长方向斜交的，因此外荷载也是沿着斜向逐步卸荷的，拱的作用不是表现在波长方向而是表现在与波长斜交的方向。通常最大内力集中在对角线方向，形成内力最大的“主拱”，主拱内上、
15、下弦杆均受压。二双层筒网壳8.2筒网壳结构混合类网壳受力比较复杂，对于斜放四角锥网壳、星形四角锥网壳，其上弦平面内力类似于斜交类网壳，而下弦内力分布却类似于正交类网壳，棋盘形四角锥网壳与它们相反，上弦内力分布与正交类网壳相似，下弦内力分布与斜交类网壳相似。三角锥类网壳以及三向桁架网壳的内力分布也有上述特点，即荷载向各个方向传递结构空间作用明显。三筒网壳的结构受力特点网壳结构的受力与其支承条件有很大关系。网壳结构的支承一般有两对边支承、四边支承、多点支承等。8.2筒网壳结构1两对边支承两对边支承的筒网壳结构，按支承边位置的不同，有两种情况。当筒网壳结构以跨度方向为支座时，即成为筒拱结构。当筒网壳
16、结构在波长方向设支座时，网壳以纵向粱的作用为主。8.2筒网壳结构三筒网壳的结构受力特点四边承受或多点支承 四边支承或多点支承的筒网壳结构可分为短壳、长壳和中长壳。其中短网壳的拱式受压作用比较明显，而长网壳表现出更多的梁式受弯特性，中长壳的受力特点则界于两者之间。由于拱的受力性能要优于梁，因此在工程中多采用短壳。对于因建筑功能要求必须为长网壳结构时，可考虑在筒网壳纵向的中部增设加强肋，把长壳分隔成两个甚至多个短壳，充分发挥短壳空间多向抗衡的良好力学性能，以增强拱的作用。8.2筒网壳结构三筒网壳的结构受力特点四边承受或多点支承黑龙江省展览馆某屋盖采用了三向单层筒网壳结构。网壳的波长S为2072m，
17、跨度L=4804m，矢高为6m。在跨度方向中间设了两个加强拱架，将长筒壳转化为两个短壳。8.2筒网壳结构三筒网壳的结构受力特点黑龙江省展览馆某屋盖第三节 球网壳结构球壳的关键在于球面的划分。球面的划分的基本要求有二：（1） 杆件规格尽可能少，以便制作与装配；（2)形成的结构必须是几何不变体。一 单层球网壳单层球网壳的网格形式有以下几种。1. 肋环型网格肋环型网格只有经向杆和环向杆，无斜向杆，大部分网格呈四边形，其平面图酷似蜘蛛网，（如图）它的杆件种类少，每个节点只相交四根杆件，节点构造简单，但节点一般为刚性连接。第三节 球网壳结构这种网壳通常用于中小跨度的穹顶。1967年建成的郑州体育馆，平面
18、直径64m，矢高914m，为我国跨度最大的单层球面网壳。2. 施威特肋型网格 施威特肋型网格由经向网肋，环向网肋和斜向网肋构成（如图）其特点是规律性明显，内部及周边无不规则网格，刚度较大，能承受比较大的非对称荷载，可用于大中跨度的穹顶。第三节 球网壳结构 3. 联方型网格联方型网格由左斜肋与右斜肋构成菱形网格，两斜肋的夹角为3050度（如图a)。为增加刚度和稳定性，也可加设环向肋，形成三角形网格（如图b)。联方，规律性明显，造型美观，从室内仰望，象葵花一样。其缺点是网格周边大，中间小，不够均匀。联方型的网格网壳刚度好，可用于大中跨度的穹顶。第三节 球网壳结构3. 联方型网格第三节 球网壳结构
19、第三节 球网壳结构中国科技馆球形影院以一个直径为27m的单层球网壳作为银幕的支架，采用了联方型网格，如图所示。中国科技馆球形影院4.凯威特型网格凯威特形网格其先用n根(n为偶数，且不小于6)通长的径向杆将球面分成n个扇形曲面，然后在每个扇形曲面内用纬（环)向杆和斜向杆划分成比较均匀的三角形网格，如图所示。在每个扇区中各左斜杆相互平行，各右斜杆也相互平行，故亦称为平行联方型网格。这种网格由于大小均匀，避免了其他类型网格由外向内大小不均的缺点，且内力分布均匀，刚度好，故常用于大中跨度的穹顶中。第三节 球网壳结构4.凯威特型网格第三节 球网壳结构 图为大庆林源炼油厂多功能厅屋盖，采用13球形，落地直
20、径为30m，矢高l0m。采用单层钢网壳结构，网壳呈凯威特形网格，曲率半径l 6.05m，设计跨度25.6m，矢高6.1m。网壳下部的承重结构为12个钢筋混凝土支架，支架上部设圈梁连接成整体，网壳边节点全部与圈梁整浇。 5. 三向网格型 由竖平面相交成60度的三族竖向网肋构成（如图）其特点是杆件种类少，受力比较明确。可用于中小跨度的穹顶。济南动物园亚热带鸟馆分东西两舍，采用单层斜放三向网格型球网壳。 第三节 球网壳结构网壳结构技术规程(JGJ61-2003J258-2003)/中华人民共和国行业标准6. 短程线型网格所谓短程线，是指球面上两点间最短的曲线，这条最短的曲线必定是位于由该两点及球心所
21、组成的平面于球面相交的大圆圆周上，把球面划分成二十个全等的球面正三角形，其分割线在球面上所形成的网格，是杆件规格最少且杆长最短的球壳网格（如图a).第三节 球网壳结构6. 短程线型网格图a该网格的边长为0.5257D（D为球的直径），杆长太长等分成更小的球面正三角形不可能，只能根据弧长相等的原则进行二次划分（如图b)所的到的网格称为短程线型网格。二次划分的次数称为短程线型网格形式。通过不同的划分方法，可以得到三角形，菱形，半菱形，六角形等不同的网格形式。二次划分后的所有小三角形虽不完全相等，但相差很小（如图 c).第三节 球网壳结构6. 短程线型网格短程线型网格规整均匀，杆件和节点种类在各种球
22、面网壳中是最少的。适合于在工厂大批量生产。短程线网格穹顶受力性好内力分布均勾，传力路线短，而且刚度大，稳定性能好，因此具有良好的应用前景。如图a)为北京东城区少年宫气象厅，网壳直径12m，为5频划分的单层短程线球壳，网壳支承在一根略有高低起伏的圈梁上。图b)为潍坊艺海大厦屋顶水箱，球体直径102m，矢高991m，为5频划分的单层短程线球壳。第三节 球网壳结构7. 双向子午线网格双向子午线网格是由位于两组子午线上的交叉杆件所组成，如图所示。它所有杆件都是连续的等曲率圆弧杆，所形成的网格均接近方形且大小接近。该结构用料节省，施工方便，是经济有效的大跨度空间结构之一，已被用作许多石油及化学品储藏罐的
23、顶盖。第三节 球网壳结构二.双层球壳1.双层球壳的形成 当跨度大于40m时，不管是从稳定性还是从经济性的方面考虑，双层球壳要比单层网壳好。双层球壳是由两个同心的单层球面通过腹杆连接而成。各层网格的形成与单层网壳相同，对于肋环型，施威特勒型，联方型，凯威特型和双向子午线型等等双层球面网壳，通常多选用交叉桁架体系。三向网格型和短程线型等双层球面网壳，一般均选用角锥体系。第三节 球网壳结构二.双层球壳1.双层球壳的形成最常见的两种连接形式（如图）。第一种是内外两层节点不在同一半径延线上，如外层节点在内层三角形网格的中心上，则可以形成六边形和五边形，内三角形的划分（如图）,第二种是内外两层节点在同一半
24、径延线上，实际上是两个划分完全相同但大小不等的单层网壳通过腹杆连接而成，（图b）是抽掉部分外层节点时的情形。第三节 球网壳结构二.双层球壳1.双层球壳的形成北京科技馆穹幕影院为一个内径32m，外径35m，高25.5m的四分之三双层球网壳，内层采用6频划分的完整的短程线穹顶，外层则是内层径向沿伸并抽掉一部分外层杆件和节点形成六边形与五边形组合的图案，见图。第三节 球网壳结构2. 双层球网壳的布置已建成的双层球壳大多数是等厚度，即内外两层壳面是同心的。但从杆件内力分布来看，一般情况下，周边部分的杆件内力大于中央部分杆件的内力。因此，在设计时，为了使网壳既具有单双层网壳的主要优点，又避免它们的缺点，
25、既不受单层网壳稳定性控制，又能充分发挥杆件的承载力，节省材料，可采用变厚度或局部双层网壳。第三节 球网壳结构2. 双层球网壳的布置双层球壳主要形式有以下几种： （1）.从支撑周边到顶部，网壳的厚度均匀地减少（如图a） （2）. 网壳的下部为双层，顶部为单层。 （3）.网壳的下部为双层，顶部为单层。（如图b) （4） 在双层等厚度网壳上大面积抽空布置。第三节 球网壳结构三 .球网壳结构的受力特点球网壳是格构化的球壳，其受力状态与第6章圆顶的受力相似，网壳的杆件为拉杆或压杆，节点构造也必须承受拉力和压力。球网壳的底座可设置环梁，也可不设环梁。从理论上讲，半球壳结构在竖向均布荷载作用下环梁内拉力为零
26、，非半球壳结构则可通过设置斜向支撑结构直接平衡球壳内的水平拉力。但一般情况下，设置环梁有利于增强结构的刚度。第三节 球网壳结构三 .球网壳结构的受力特点 随网壳支座约束的增强，球网壳内力逐渐均匀，且最大内力也相应减小，同时整体稳定系数也不断提高。因此球网壳周边支座节点以采用固定刚接支座为宜。单层球网壳为增大刚度，也可再增设多道环梁。环梁与网壳节点用钢管焊接。为使球网壳的受力符合薄膜理论，球网壳应沿其边缘设置连续的支承结构。否则，在支座附近，应力向支座集中，内力分布将会与薄膜理论有较大出入。第三节 球网壳结构8.4 扭网壳结构 扭网壳为直纹曲面，壳面上每一点都可作两根互相垂直的直线。因此，扭网壳
27、可以采用直线杆件直接形成，采用简单的施工方法就能准确地保证杆件按壳面布置。由于扭网壳为负高斯曲壳，可避免其他扁壳所具有的聚焦现象，能产生良好的室内声响效果。扭壳造型轻巧活泼，适应性强，很受建筑师和业主的欢迎。 8.4 扭网壳结构 扭壳为反向双曲抛物面，又称双曲抛物面扭壳。它是负高斯曲面，又是双直纹曲面，可通过一条直母线沿着由两条既不平行、也不相交的直导线滑动，且滑动时母线须始终保持平行于某一参照平面，以此形成扭面，还可以用两个凹凸方向相反的抛物线分别作母线与导线，通过平移方法而形成。 8.4 扭网壳结构 一、单层扭网壳单层网壳杆件种类少，节点连接简单，施工方便。单层扭网壳按网格形式的不同，有正
28、交正放网格和正交斜放网格两种。如图所示。图a)、b)所示杆件沿两个直线方向设置，组成的网格成的称为正交正放。在实际过程中，一般都在第三个方向再设置杆件，即斜杆，从而构成三角形网格。图a)所示为全部斜杆沿曲面的压拱方向布置，图b)所示为全部斜杆件沿曲面的拉索方向布置。这两种形式应用较多。 8.4 扭网壳结构 一、单层扭网壳图c)所示为杆件沿曲面最大曲率方向设置，组成的网格为正交斜放。此时杆件受力最直接。但其中由于没有第三方向的杆件，网壳平面内的抗剪切刚度较差，对承受非对称荷载不利。8.4 扭网壳结构 一、单层扭网壳改善的办法是在第三方向全部或局部地设置直线方向的杆件，如图d)、e）、f) 所示。
29、8.4 扭网壳结构 一、单层扭网壳图为益阳市人民法院公判厅，屋盖由四个扭壳组合而成，扭壳为周边支承水平投影尺寸18m24m，矢高3m，采用焊接钢管单层网壳结构，耗钢量14.5 。8.4 扭网壳结构 一、单层扭网壳德国柏林世界博览会会议厅二、双层扭网壳 双层扭网壳结构的构成与双层筒网壳结构相似。网格的形式与单层扭网壳相似，也可分为两向正交正放网格和两向正交斜放网格。 1两向正交正放网格的扭网壳 两组桁架垂直相交且平行或垂直于边界。这时每榀桁架的尺寸均相同，每榀桁架的上弦为一直线，节间长度相等。这种布置的优点是杆件规格少，制作方便。缺点是体系的稳定性较差，需设置适当的水平支撑及第三向桁架来增强体系
30、的稳定性并减少网壳的垂直变形，而这又会导致用钢量的增加。 8.4 扭网壳结构 2两向正交斜放网格的扭网壳两组桁架垂直相交但与边界成45。斜交，两组桁架中一组受拉(相当于悬索受力)，一组受压（相当于拱受力），双层扭网壳的网格充分利用了扭壳的受力特征。并且上、下弦受力同向，变化均匀，形成了壳体的工作状态。这种体系的稳定性好，刚度较大，变形较小，不需设置较多的第三向桁架。但桁架杆件尺寸变化多，给施工增加了一定的难度。8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点 单层扭网壳本身具有较好的稳定性，但其出平面刚度较小，因此控制扭网壳的挠度成了设计中的关健。 在扭网壳屋脊处设加强桁架，能明显地减少屋脊附近的
31、挠度，但随着与屋脊距离的增加，加强桁架的影响则下降。由于扭网壳的最大挠度并不一定出现在屋脊处，因此在屋脊处设加强桁架只能部分地解决问题。8.4 扭网壳结构 边缘构件的刚度对于扭网壳的变形控制具有决定意义。分析表明，相同结构边缘构件无垂直变位(如网壳直接支承在柱顶上)比边缘构件有垂直变位的网壳挠度几乎增大两倍，在扭壳的周边，布置水平斜杆，以形成周边加强带，可提高抗侧力能力。 扭网壳的支承考虑到其脊线为直线，会产生较大的温度应力，如采用固定约束，对网壳受力不利，对于支承柱也会产生较大的水平推力，因此做成橡胶支座，有助于放松水平约束。8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点为抵抗网壳的水平推力，
32、可在相邻柱间设拉杆或做落地斜撑。如北京体育学院体育馆，四角落地斜撑的设置承受了水平荷载及部分竖向荷载，起到了很好的效果。北京体育学院体育馆，屋盖结构为四块组合型扭网壳，采用了正交正放网格的双层扭网壳结构。建筑平面尺寸59.2m59.2m，跨度52.2m，挑檐3.5m，四角带落地封撑，矢高35m，网格尺寸2.90mx 2.90m。8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点整个结构桁架中上、下弦等长、斜腹杆等长、竖腹杆也等长，大大简化了网壳的制作与安装。 北京体育学院体育馆8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点北京体育学院体育馆2）四川省德阳市体育馆 屋盖平面为菱形，边长7487m，对角线
33、长10580m，四周悬挑，两翘角部位最大悬挑长度为1650m，其余周边悬挑长度为660m。屋盖结构为两向正交斜放网格的双层扭网壳。网壳曲面矢高1450m最高点上弦球中心标高321m，屋盖覆盖平面面积为557568m2。网壳上面铺设四棱锥形GRC屋面板，构成了新颖、美观、别具一格的建筑。8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点四川省德阳市体育馆8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点3）北京石景山体育馆 该建筑平面是边长为997m的正三角形，屋盖由三片四边形的双曲抛物面双层钢网壳组成，各网壳支承在中央的三叉形格构式钢刚架和外缘的钢筋混凝土边梁上。每片网壳由两族立放的直线形平行弦桁架组成基
34、本网格，再加上第三方向的桁架(不再是直线形)，形成完整的网壳。8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点网壳的厚度为15m。三叉形刚架的每个叉梁由箱形截面的立体型钢桁架组成，与钢筋混凝土刚架方案比较，其优点是自重轻、温度应力小、便于制作安装、施工工期短。整个屋盖结构体系受力明确，刚架拔地而起形成三足鼎立之势，而网壳三个角高高翘起，呈现出展翅欲飞的建筑造型。 8.4 扭网壳结构 三、扭网壳结构的受力特点北京石景山体育馆 内景法国格勒诺布尔冰球馆鸟瞰4）法国格勒诺布尔冰球馆8.5网壳结构的选型 网壳结构的种类和型式很多，在设计时选择的范围比较广，而影响选型的因素也很多，选型的合理性对网壳结构的可
35、靠性和技术经济指标有较大的影响。因此，网壳结构的选型应对建筑使用功能、美学、空间利用、平面形状与尺寸、荷载的类别与大小、边界条件、屋面构造、材料、节点体系、制作与施工方法等作综合考虑。网壳结构选型一般应考虑以下几个方面。一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调进行网壳结构的设计，特别是高、大跨度网壳结构的选型，应与建筑设计密切配合，使网壳结构与建筑造型相一致，与周围环境相协调，整体比例适当。当要求建筑空间大，可选用矢高较大的球面或柱面网壳；当空间要求较小，可选用矢高较小的双曲扁网壳或落地式的双曲抛物面网壳.8.5网壳结构的选型网壳的矢高受到限制又要求较大的空间，可将网壳支承于墙上或柱上。欲使网壳呈
36、现动态美或“跃动景观”，可在边界处即支承点附近或角隅部分进行处理。8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调广州体育馆8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调广州新体育馆位于白云大道，为精心设计的未来广州的新标志建筑之一，新体育馆与白云山浑然一体，从白云山顶看去，可见由三片形似树叶相连的白色建筑物，融入了白云山秀丽的景色之中。到了夜晚馆内灯光直透顶层，呈现三个透明的亮斑，犹如三朵白云环绕在白云山山腰。新体育馆占地24万m2，建筑用地8万m2 ，由包括主场馆、练习馆、大众活动中心3个场馆组成，3个场馆均为椭圆花
37、瓣造型，组合起来就像是广州的市花木棉花，新体育馆内可容纳万名观众。8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调广州体育馆主场馆入口前是一个15000平方米的大圆形广场，广场空间开阔，视野清新，一座名为“圣火”的主雕塑，以及五座分别代表跳高、跨栏、篮球、羽毛球、排球的体育雕塑巧妙地伫立于广场草坪周边。广州体育馆8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调进入主场馆，可以感受到场馆下沉式设计的匠心独具，以及场馆内部人性化的构造对心灵的震撼。三个场馆均采用下沉式设计
38、，三分之二的高度建在地下，这样既便于观众的出入交通组织，又令建筑物置于若隐若现的自然之中。最为特别的是新体育馆的顶部采用透光率较强的特殊材料建成，在一般阴天的天气下，馆内不用开启照明灯仍可进行一般的比赛和活动，具有很高的环保意识。除了外形的设计和建设材料的运用外，新体育馆在内部设置上亦充分融入了高科技的概念，其中馆内的空调是国内是独一无二的，一改过往体育馆内固定风口送风的模式，空调送风口不设在墙上，而是分别装在馆内每个座位的底部和两侧，使每位观众都能感受到同样的温度，送风亦更为柔和均匀，充分突现以人为本的设计理念。8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调广州体育馆8.5网壳结构
39、的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调湖南省游泳跳水中心坐落在长沙市雨花区长沙体育新城内，是国内及亚洲最先进的场馆之一，曾经举办了中华人民共和国第五届城市运动会游泳项目的比赛。场馆建设面积为2.37万平方米，馆内设看台座位3021个，结构为地下二层，局部三层。主场馆内设1250平方米的国际标准游泳比赛池1个，625平方米的国际标准跳水比赛池1个，275平方米的国家标准训练池1个。8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国际会展中心 南宁国际会展中心占地面积850亩，是中国东盟博览会永久会址，是由德国gmp设计公司和
41、餐饮、广告、商务代理、旅游、物流、仓储、停车场等多种经营的高级商务场所,由主建筑、广场、休闲公园、人工湖泊等组成，地处桂海高速公路和城市快速环道交汇处，紧靠森林公园，环境幽雅，交通便利，是南宁市的标志性建筑。 南宁国际会展中心主建筑总建筑面积为11.21万平方米。其中有9个不同规格的展厅，可搭建2000个国际标准展位，展厅设施齐全，强弱电、给排水、压缩空气经底下管沟接驳到展位，会议中心总面积4840平方米，由多功能厅、圆桌会议厅、阶梯国际报告厅、新闻中心、贵宾接待厅以及各种规模的会议（厅）室组成，拥有7+1同声传译等先进的会议系统。8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国
42、际会展中心 8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国际会展中心 8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国际会展中心 8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国际会展中心 8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国际会展中心 8.5网壳结构的选型一、网壳结构的体型应与建筑造型相协调南宁国际会展中心 8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调 网壳结构适用于各种形状的建筑平面。如圆形平面，可选用球面网壳、组合柱面或组合双曲抛物面网壳。方形或矩形平面，可选用柱面、双曲抛物面和双曲扁网壳。当平面狭长时，宜
43、选用柱面网壳。如平面为菱形，可选用双曲抛物面网壳。如为三角形、多边形的平面，可对球面、柱面或双曲抛物面等作适当的切割或组合。8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调澳大利亚悉尼市为主办2000年的奥运会而兴建了一系列体育场馆.其中国际水上运动中心与用 作球类比赛的展览馆采用了材料各异的网壳结构.水上运动中心的屋盖净跨67m,采用带拉杆的圆柱形网壳 。8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调一 个 十 线 的 50 x 25 米 比 赛 游 泳 池 一 个 33 x 25 米 多 功 能 游 泳 池 ， 具 有 适 合 水 球 ， 跳 水 和 水 上 芭 蕾 比
44、赛 的 设 施 。 一 个 8线 50 x 18.2 米 的 训 练 游 泳 池 休 闲 游 泳 池 ， 花 园 ， 按 摩 池 ， 桑 拿 及 蒸 汽 室 。 设 施 齐 全 的 健 身 房。8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调水 上 运 动 中 心 外 形 富 有 特 色 ， 对 周 围 影 响 很 小 ， 看 上 去 主 要 是 种 植 着 本 地 植 物 的 岸 堤 。 中 心 的 内 部 分 为 比 赛 和 休 闲 二 部 分 ， 形 象 各 自 不 同 。 比 赛 大 厅 有 跳 水 和 10 线 的 主 游 泳 池 ， 可 容 纳 4400个 观 众 座 位
45、。 大 跨 度 的 屋 顶 ， 使 观 众 视 线 不 会 被 柱 子 挡 住 。 休 闲 区 域 阳 光 充 足 ， 布 置 幽 闲 ， 设 有 游 戏 泳 池 、 按 摩 池 、 水 滑 梯 、 模 拟 河 水 激 流 、 模 拟 涌 水 泉 、 喷 水 口 等 。 附 近 的 训 练 游 泳 池 有 世 界 上 最 大 的 可 移 动 池 地 ， 可 以 根 据 活 动 需 要 升 降 。 为 大 型 活 动 提 供 更 多 的 场 地 。8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调悉尼国际水上运动中心8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调悉尼国际水上运动中
46、心8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调悉尼国际水上运动中心该项设计在中心的自然采光和通风能力方面反映了环境可持续发展的原则：植物呼吸作用、设备运转所产生的热量被高效地用来给水加热；双面镀膜玻璃在冬天使热损失减到最少，并且在夏天可提供适度的热量。维护费用通过对腐蚀作用的严格控制而尽可能减少，通常的方法是利用适当的防腐漆涂在金属建材的表面，限制外露的管道以及利用外墙和屋顶结合绝热材料的方式来减少凝结水和潜在的腐蚀因素。 8.5网壳结构的选型二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调该建筑最主要的设计理念是要在大地景观与屋顶景观之间创造一种独特的联系。在平面设计中，富于流动感的模式继承了令人很容易联想到的传统澳洲的大地景观形式。而在剖面设计中，通常的主题是突出屋顶结构的形象，并且以将基础部分伸入地下或将大地景观抬升使其紧依建筑的方法来缩小建筑的尺度。8.
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