建筑结构选型8-网壳

第八章网壳结构第一节概述网壳结构

指用较短的杆件，以一定的规律和足够的密度组成网格，按实体壳体的形状进行布置的空间构架，兼具杆系和壳体的性质。网壳结构承载的特点和薄壳相似，主要承载方式是薄膜作用。作用力通过壳面内两个方向拉力或压力以及剪力逐点传递，除薄膜力外，壳体结构还存在弯曲内力。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在外观上可以与薄壳结构一样具有丰富的造型，能给设计人员以充分的设计自由和想象空间。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方法进行定性的分析。4网壳结构中网格的杆件可用直杆代替曲杆，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一样的优越性。5由于网壳结构呈曲面形状，形成了自然排水功能。网壳结构的缺点：1杆件和节点几何尺寸的偏差以及曲面的改变，对网壳结构的内力、整体稳定和施工影响较大；为减少初始缺陷，对于杆件和节点的加工精度要求很高；当网壳结构尚未完全实现定型化、商品化和自动化生产时，造价一般较高。2网壳结构可以构成大空间，但当矢高很大时，曲面外形增加了屋面的面积和不必要的建筑空间，有些空间是不能利用的，并使能源消耗增加，屋面构造也较复杂。网壳的种类：按杆件的布置种类分：单层网壳、双层网壳按材料分：木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑料、玻璃钢等按曲面形式分：单曲面（筒网壳），双曲面网壳计算方法：连续化拟壳理论、杆系有限元理论试验仍是解决实际工程问题行之有效的手段。网壳的破坏形式：（1）壳体屈曲失稳破坏通过合理的进行体型网格布置，尺寸设计和杆件截面，采用构造措施可是降低破坏的可能性。（2）机构破坏，即极限状态破坏网壳结构的安装方法：1、高空散装法全支架安装法、少支架悬挑法（内扩法）2、分条分块安装法3、滑移法4、整体吊装法5、整体提升法6、整体顶升法第二节、球网壳结构一、单层球网壳1、肋环型网壳2、Schwedler型是肋环型的改进形式，设置斜杆的目的是为了增强网壳的刚度并能承受较大的非对称荷载。3、联方型球面网壳4Kiewitt型为了改善Schwedler型与联方型球面网壳中网格大小不均匀的缺点而创造的。5、三向网格型6、短程线型7、双向子午线型二、双层球网壳由两个同心或不同心的单层网壳通过斜腹杆连接而成。三、球网壳的受力特点与圆顶壳相似。第三节、筒网壳结构一、单层筒网壳二、双层筒网壳第四节、扭网壳结构一、单层扭网壳二、双层扭网壳第五节、网壳节点要使多根杆件组装而成的网壳结构能够整体工作，关键在于节点的连接构造。单层网壳的节点通常要求是刚接的，以便传递各杆传来的集中力和弯矩。双层网壳的节点常做成铰接，能传递各杆的轴力即可。我国常用的网壳节点大致有如下几种。

（1）板节点，适用于连接用钢、槽钢和工字钢截面的杆件。其中有十字形板节点、圆柱形板节点、盒形板节点。（2）焊接空心球节点，适用于钢管杆件的单、双层网壳结构。属于这一类节点体系的还有焊接空心鼓形节点，双曲扁网壳和焊接空心半鼓半球节点。后两