《建筑结构体系》PPT课件（共8单元）第七章网壳结构.pptVIP

第七章 网壳结构 重要概念： 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。 第一节 概述 网壳结构的优点： 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型式，在外观上可以与薄壳结构一样具有丰富的造型。 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类似的良好受力性能。 综上所述，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。 第二节 筒网壳结构 筒网壳也称为柱面网壳，是单曲面结构，其横截面常为圆弧形，也可采用椭圆形、抛物线性和双中心圆弧形 一、单层筒网壳 单层筒网壳以网格的形式及其排列方式分为五种形式 1、联方网格型筒网壳：受力明确，屋面荷载从 两个斜向拱的方向传至基础，简捷明了。 2、弗普尔型筒网壳：用钢量少，用于小跨度或荷载较小的情况下。 3、单斜杆筒网壳：用钢量少，用于小跨度或荷载较小的情况下。 4、双斜杆筒网壳和三向网格型筒网壳：刚度和稳定性较好，构件单一，便于设计和施工。 二、双层筒网壳 1、按照组成几何规律分为：平面桁架体系双层筒网壳、四角锥体系双层筒网壳、三角锥体系双层筒网壳； 2、按弦杆布置方向分为：正交类双层筒网壳、斜交类双层筒网壳、混合类双层筒网壳。 第三节 球网壳结构 球网壳的关键在于球面的划分。球面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 二、双层球网壳 1、双层球网壳的形成 双层网壳是由两个同心的单层球面通过腹杆连接而成。总体稳定性好。 2、双层球网壳的布置 已建成的球网球大多数为等厚度的，即内外两层壳面是同心的。在设计时为了使网壳具有单双层网壳的主要优点，又避免它们的阿缺点，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。其主要形式有以下几种: （1）从支承周边到顶部，网壳的厚度均匀减少； （2）网壳的下部为双层，顶部为单层； （3）网壳的大部分为单层，仅在支承区域为双层； （4）在双层等厚网壳上大面积抽空布置。 第四节 扭网壳结构 扭网壳为直纹曲面，桥面上每个点都可作两根互相垂直的直线。因此，扭网壳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。 一、单层扭网壳 单层扭网壳杆件少，节点连接简单，施工方便。 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。网格的形成与单层扭网壳相似，也可以分为两向正交正放网格和两向正交斜放网格。 三、扭网壳结构的受力特点 单层扭壳本身具有较好的稳定性，但其出平面刚度较小，因此控制网壳的挠度成了设计中的关键。相同结构边缘构件无垂直变位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，以形成周边将强带，可提高抗侧力能力。扭壳的支承考虑到其脊线为直线，会产生较大的温度应力，如果采用固定约束，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，有利于放松水平约束。 第五节 其他形状的网壳结构 一、柱面与球面相组合的网壳结构 二、双曲扁网壳结构 三、组合椭圆抛物面网壳结构。 肇庆市体育馆屋盖由椭圆抛物面切割组合而成，整个结构酷似一朵莲花。体育馆建筑平面为截角的正方形，边长75m。 第六节 网壳结构的选型 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。网壳结构网壳结构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 二、网壳结构的型式应与建筑平面相协调 三、网壳结构的层数。在同等条件下，单层网壳比双层网壳用钢量少。但单层网壳由于受稳定性控制较大，当跨度超过一定数值后，双层网壳的用钢量反而省。 四、网格尺寸 五、网壳的失高与厚度。柱面网壳的矢高比可取1/4～1/8，单层柱面网壳的矢跨比宜大于1/5，球面网壳的矢跨比一般取1/2～1/7。 肇庆市体育馆 * * 网壳的分类 1.按杆件的布置方式分类有：单层网壳和双层网壳 2、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、玻璃网壳等。 3、按曲面形式分为:单曲面和双曲面。 单曲面网壳结构 （大同大学体育馆钢屋面结构双曲网壳球形