一桁架的概念二桁架的種類及布置三桁架的用材四桁架的基本受力特點(diǎn)五桁架設(shè)計(jì)參數(shù)的選取六桁架的腹桿體系七支撐體系空腹桁架八桁架結(jié)構(gòu)布置

九桁架的應(yīng)用沈陽(yáng)北站桁架為平面結(jié)構(gòu)（立體結(jié)構(gòu)），桁架向空間發(fā)展就變成了網(wǎng)架向曲面發(fā)展網(wǎng)殼第一節(jié)概述1、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)定義：組合小型結(jié)構(gòu)單元，使力流能夠均衡地向三向傳遞；采用大致相同的格子或尺度較小的單元組成的一種空間結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)可以是鉸接的或是鋼接的。老山自行車館直徑150m,跨度133.06m2、分類及發(fā)展：空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以分為平板型(網(wǎng)架)和曲面型(網(wǎng)殼)兩類。網(wǎng)架一般是雙層的，在某些情況下也可做成三層，而網(wǎng)殼有單層和雙層兩種。4體系設(shè)計(jì)需解決的問(wèn)題結(jié)構(gòu)形體設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)一空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)，通常要先設(shè)定一個(gè)連續(xù)體曲面，然后以離散構(gòu)件置換。單元分析及組合

空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)最顯著的特征是用重復(fù)的圖形形成規(guī)則的單元組合。連接曲面方案第二節(jié)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)空間剛度大，整體性和穩(wěn)定性較好，安全度也較大具有良好的抗震性網(wǎng)架高度小、可減少建筑高度、節(jié)約能源和墻體材料節(jié)約鋼材平面布置靈活，可適應(yīng)各種建筑平面。便于吊頂及布置通風(fēng)等管道。網(wǎng)架力學(xué)特點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)，三維受力受力機(jī)理為梁板結(jié)構(gòu)，承受彎矩上弦受壓，下弦受拉上弦桿有穩(wěn)定問(wèn)題對(duì)溫度內(nèi)力等變形反應(yīng)敏感四角錐三角錐二、我國(guó)常用的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式1、交叉桁架體系（見下圖）兩向正交正放網(wǎng)架兩向正交斜放網(wǎng)架兩向斜交斜放網(wǎng)架三向網(wǎng)架兩向斜交斜放網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架3、三角錐體系

正三角錐網(wǎng)架抽空三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架正三角錐網(wǎng)架蜂窩三角錐網(wǎng)架三、網(wǎng)架設(shè)計(jì)的一般規(guī)定1網(wǎng)架的高度：1/10～1/13(30米以內(nèi))1/12~1/15（30～60米）1/14~1/18（60米以上）2容許撓度：不宜超過(guò)短向跨度的1/2003網(wǎng)架起拱：不大于跨度的1/404網(wǎng)格尺寸1/8～1/12(30米以內(nèi))1/11~1/14（30～60米）1/13~1/18（60米以上）5桿件設(shè)計(jì)材料截面形式桿件容許長(zhǎng)細(xì)比（壓桿、拉桿）桿件截面最小尺寸（普通型鋼不宜小于L45×3或L56×36×3角鋼；薄壁型鋼厚度不小于2mm)6節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)四網(wǎng)架的一般計(jì)算方法1假設(shè):空間鉸節(jié)點(diǎn)；荷載作用與節(jié)點(diǎn)（靜力等效原則）；鉸接支座或彈性支座2計(jì)算方法空間桁架位移法：以位移為未知量建立節(jié)點(diǎn)平衡方程，計(jì)算機(jī)完成。差分法：建立以撓度為位置量的平衡微分方程，差分法將微分方程化為代數(shù)方程組五網(wǎng)架選型設(shè)計(jì)的思路和方法網(wǎng)架選型設(shè)計(jì)原則：滿足使用功能；受力合理；經(jīng)濟(jì)1用鋼量最小2建筑功能和設(shè)備專業(yè)要求3施工安裝方法和場(chǎng)地條件4屋面板的型式六各類支承條件網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型1、周邊支承的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型2、周邊支承和點(diǎn)支承相結(jié)合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型3、多點(diǎn)支承網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型4、四點(diǎn)支承網(wǎng)架的選型5、三邊支承一邊自由的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型支承條件對(duì)網(wǎng)架選型有直接的影響,要根據(jù)支承情況選擇合理的網(wǎng)架形式。對(duì)于三邊或兩邊等支承網(wǎng)架,開口邊做適當(dāng)處理;點(diǎn)支承網(wǎng)架要適當(dāng)考慮懸挑邊。網(wǎng)架選型時(shí),要根據(jù)跨度、屋面荷載情況、網(wǎng)架是否吊有其它重物選擇合理的網(wǎng)格及網(wǎng)架高度。思考題：

1、詳述平面桁架、立體桁架，空間網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)組成及受力特點(diǎn)？2、網(wǎng)架有正交桁架體系，四角錐和三角錐體系。試根據(jù)下圖建筑平面（周邊支承）作出合理的結(jié)構(gòu)布置圖。七網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐1.網(wǎng)架在工業(yè)廠房中的應(yīng)用（1）概況：長(zhǎng)城鋼鐵廠不銹鋼管車間是一個(gè)總面積為3.65萬(wàn)m2的車間,橫向?yàn)?個(gè)等高連跨,每跨為30m。長(zhǎng)288m,分成四個(gè)溫度區(qū)段,邊列柱距為6m,中間三列為12～24m,每區(qū)段上設(shè)有兩道橫向天窗,每道伸縮縫中設(shè)有3t檢修用懸掛吊車和檢修平臺(tái),在每跨中設(shè)有一個(gè)橋式吊車檢修孔。正放四角錐網(wǎng)架(2)設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)考慮和效果

采用平板式正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架上弦分格為3m×3m由于層面覆蓋面積太大(短方向尺120m),在車間內(nèi)的亮度必然較差,僅靠側(cè)窗橫向天窗遠(yuǎn)不能滿足采光要求,為此在層面上均勻布置了2.1m×2.1m的采光天井.(3)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

網(wǎng)架本身是28kg/m2,加上屋面的其它鋼構(gòu)件共約33.3kg/m2,甲方工程結(jié)算結(jié)果:總用鋼量1215t,總造價(jià)1056萬(wàn)元,為進(jìn)行比較曾做過(guò)的屋架方案為62kg/m2,總用鋼量為2271t,總造價(jià)應(yīng)為1719萬(wàn)元,相比較,網(wǎng)架約節(jié)省38%。(4)該工程總結(jié)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)水平剛度大,更能保證下部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作,抗震性能遠(yuǎn)大于平面結(jié)構(gòu)。造型新穎、現(xiàn)代化氣息強(qiáng),完全適應(yīng)傳統(tǒng)的柱網(wǎng)模式及墻梁、吊車梁等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。更適于建筑師塑造新型的現(xiàn)代化廠房。單位面積用鋼量低,比傳統(tǒng)屋架做法約少20%～40%。造型統(tǒng)一,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可定型,有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。生產(chǎn)工廠化,有利于保證制造精度和質(zhì)量。2溫州體育館網(wǎng)架的設(shè)計(jì)

工程概況溫州體育館是目前浙江省最大的體育館之一,也是溫州體育中心(包括體育館、體育場(chǎng)、游泳館)中最早建成的工程。溫州體育館屋蓋網(wǎng)架是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在溫州地區(qū)的首次應(yīng)用。溫州體育館底層為綜合娛樂(lè)用房,二層為體育館?？偨ㄖ娣e23166m2。體育館平面為正方形,擁有固定座位4600余席,另有活動(dòng)座位360席。比賽觀眾大廳形狀為間等邊八邊形。工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),屋面則采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。下圖為體育館的內(nèi)外景。（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型

網(wǎng)架平面為正方形,平面尺寸78m×78m，斜置四角錐網(wǎng)架。網(wǎng)格尺寸4.243m×4.243m,網(wǎng)格對(duì)角線長(zhǎng)6m,從而使網(wǎng)格布置非常簡(jiǎn)單。網(wǎng)架高4.2米。網(wǎng)架支座節(jié)點(diǎn)采用板式橡膠支座采用這種結(jié)構(gòu)形式,一方面是為了滿足建筑師希望采用斜放網(wǎng)格(特別是下弦網(wǎng)格)的要求;另一方面,更易于根據(jù)下部支承結(jié)構(gòu)的平面形狀進(jìn)行網(wǎng)格布置,除了周邊的少量桿件,上弦、下弦、腹桿均分別具有相同的幾何長(zhǎng)度(3)網(wǎng)架的分析與設(shè)計(jì)本工程的實(shí)際用鋼量為32.76kg/m2。（4）該工程總結(jié)根據(jù)結(jié)構(gòu)及支承體系的平面形狀設(shè)計(jì)合理的荷載傳遞路線、確定合適的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式是大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面。斜置四角錐網(wǎng)架在實(shí)際工程中收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,可望得到進(jìn)一步的應(yīng)用。在同一網(wǎng)架工程中同時(shí)混合使用螺栓球（上弦）、焊接球（下弦）兩種形式的節(jié)點(diǎn)可發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)(美觀、施工方便）,是可行、合理的。結(jié)合具體工程特點(diǎn),采用合理拼裝順序?qū)⒂行p小安裝的累積誤差,降低安裝應(yīng)力。對(duì)于上弦螺栓球、下弦焊接球節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝,本文所采用的“小單元拼裝法”是有效的。3空腹網(wǎng)架在人行天橋中的應(yīng)用分析(1)工程概述：上海“新梅”天橋于1998年10月22日建成運(yùn)行,在國(guó)內(nèi)建筑界引起了轟動(dòng),成為上海標(biāo)志性建筑。長(zhǎng)170m(包括梯道),凈寬4m。結(jié)構(gòu)新穎,造型美觀。該橋在強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性上可堪稱世界一流。新梅天橋立面環(huán)境新梅天橋橋面板下部新梅天橋通道建筑空間（2）空腹網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)

空腹網(wǎng)架人行天橋是由上、中、下三層網(wǎng)架組合而成下層網(wǎng)架：采用了正放四角錐(可以是各種型式的網(wǎng)架),是橋梁的主要組成部分,它和蓋梁相連接,且支撐橋面系供人行走。人群活載通過(guò)橋面系—橫梁—下層網(wǎng)架—蓋梁—墩柱傳到基礎(chǔ)。中層網(wǎng)架是橋梁結(jié)構(gòu)的主要立面,決定橋梁造型美觀與否。是由突出平面的四角錐體組成抽掉了錐體頂點(diǎn)連桿。上層網(wǎng)架支撐屋面板,屋面板則起到遮陽(yáng)避雨的作用。（3）設(shè)計(jì)中需要解決的問(wèn)題

網(wǎng)架建模：本工程為幾何可變結(jié)構(gòu),需要采用其它可靠的結(jié)構(gòu)措施使其成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。解決穩(wěn)定采取的措施：每個(gè)網(wǎng)架節(jié)間設(shè)置了一條橫梁,橫梁和立桿焊接在一起形成剛性節(jié)點(diǎn)使得橫梁和中層網(wǎng)架形成U字形剛架。U字形剛架上面鉸接支撐著頂層網(wǎng)架,下面通過(guò)三個(gè)托盤支撐在底層網(wǎng)架上,支座支撐底層網(wǎng)架的上弦。橋面板的設(shè)計(jì)彩色壓型鋼板做橋面板的底模。彩色壓型鋼板和鋼橫梁用銷釘焊接起來(lái),在壓型鋼板上澆鋼筋混凝土,其上再鋪防滑面磚。彩板兼做底模和裝飾面。自重輕外觀美。（4）工程小結(jié)采用空腹式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建造人行天橋在國(guó)內(nèi)外是首創(chuàng)。通過(guò)上?！靶旅贰碧鞓虻膶?shí)踐證明該結(jié)構(gòu)體系具有一系列優(yōu)點(diǎn):網(wǎng)架的設(shè)計(jì)和加工都已成熟,造價(jià)低;網(wǎng)架通過(guò)抽桿、節(jié)點(diǎn)布置可創(chuàng)造出良好的立面效果;網(wǎng)架方案是受力合理的空間結(jié)構(gòu),因而用鋼量較小,可節(jié)約大量鋼材;施工方便、快速。4全網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程實(shí)例簡(jiǎn)介

（1）概述：空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通常作為屋蓋體系,支承于梁、柱之上。如果采用網(wǎng)架形式構(gòu)造全部或部分梁、柱,就得到了所謂全網(wǎng)架(殼)結(jié)構(gòu)體系。對(duì)一般的建筑物而言,全網(wǎng)架(殼)結(jié)構(gòu)體系與普通的梁、柱—網(wǎng)架(殼)體系相比并無(wú)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。但對(duì)于一些特殊結(jié)構(gòu)的建筑物,全網(wǎng)架結(jié)構(gòu)卻能更好地滿足建筑要求,并使計(jì)算模型更加簡(jiǎn)單、明確,節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)捷、統(tǒng)一,有效地方便了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工。（2）實(shí)例1：河北省某高速公路收費(fèi)站

采用四角錐體系構(gòu)造網(wǎng)架式拱梁,拱梁下懸掛一筒形網(wǎng)架（殼）即梁與筒殼上弦連接。進(jìn)行整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算和設(shè)計(jì).通過(guò)計(jì)算可知,最大桿件選89mm×4mm即可滿足強(qiáng)度要求最大撓度44mm實(shí)例二中間四柱僅伸至下層網(wǎng)架下弦,柱頂為可側(cè)移支座支承下層網(wǎng)架;用四角錐體系構(gòu)造網(wǎng)架形式的上柱連接上、下兩層網(wǎng)殼并對(duì)上層網(wǎng)架起支承作用解決柱頂側(cè)向力和位移過(guò)大的問(wèn)題實(shí)例二結(jié)構(gòu)平、立面圖5西安某網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故分析與處理

（1）工程概況西安新時(shí)代廣場(chǎng)建筑位于西安市大雁塔附近,是一座綜合性的娛樂(lè)場(chǎng)所,總建筑面積為26000m2,中間為天井式采光旱冰場(chǎng)。旱冰場(chǎng)平面尺寸為22.5m×42.5m,覆蓋面積974m2,旱冰場(chǎng)屋蓋為焊接空心球網(wǎng)架，為上弦三邊支承。網(wǎng)架采用正放四角錐型式,網(wǎng)格尺寸為215×215×116(高),鋼管采用高頻焊管,規(guī)格為48×3.5、60×3.5、76×4.0、89×4.0、114×4.0五種,鋼球?yàn)镈160×6、D200×8兩種,材質(zhì)Q235B網(wǎng)架位置圖(2)事故發(fā)生

網(wǎng)架安裝采用地面組裝,整體吊裝的施工方法。網(wǎng)架吊裝采用6個(gè)專用倒鏈(見圖），四角為5t倒鏈,中間為10t倒鏈。上升到11m時(shí),由于倒鏈長(zhǎng)度不夠進(jìn)行調(diào)整,6個(gè)倒鏈已調(diào)整了5個(gè),剩下最后1個(gè)(東北角)時(shí),由于在調(diào)整時(shí)不慎,該倒鏈突然崩斷而退出工作,致使其它倒鏈逐一崩斷,網(wǎng)架由北向南落地,造成網(wǎng)架墜落的事故發(fā)生。（3）分析處理事故發(fā)生后,由建設(shè)、質(zhì)檢、設(shè)計(jì)與施工單位共同在現(xiàn)場(chǎng)分析,認(rèn)為應(yīng)首先將嚴(yán)重?fù)p壞的桿、球部分割掉,將留下部分進(jìn)行鑒定后,提出修改方案,處理后繼續(xù)使用。隨機(jī)抽樣3個(gè)試件做拉伸試驗(yàn),測(cè)試母材及焊縫的強(qiáng)度值。對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的全面復(fù)查、調(diào)整。（4）經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)

網(wǎng)架地面組裝、整體吊裝的施工方法是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最常用、最經(jīng)濟(jì)的施工方法之一,但是一定要對(duì)吊裝設(shè)備和機(jī)具進(jìn)行嚴(yán)格檢查并且在中途調(diào)整設(shè)備時(shí),要采取有效的安全措施,以防不測(cè)。對(duì)損壞的構(gòu)件切割時(shí)一定要細(xì)心,不要野蠻施工,不能把保留部分的母材損傷,免得造成不必要的損失。吊裝時(shí)嚴(yán)禁在網(wǎng)架下部有人。母材重復(fù)施焊3次,母材強(qiáng)度值能滿足設(shè)計(jì)要求。八網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)論網(wǎng)架是一個(gè)三維立體的空間桁架，向X軸及Y軸延伸，它的桿件不是受拉便是受壓網(wǎng)架的模具通常是一樣的、重復(fù)的，至少分為頂層及底部?jī)蓪印Ｗ畛Ｓ玫木W(wǎng)架單元有四角錐形和三角錐形。力通常會(huì)傳遞到剛度大的桿件，而回避剛度小的桿件。通常抽掉一些桿后，結(jié)構(gòu)不一定破壞，只是它的內(nèi)力重新分布。第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)網(wǎng)殼是一種造型新穎多樣、受力合理的曲面型網(wǎng)格結(jié)構(gòu),兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的固有特征.單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)對(duì)缺陷敏感性,確保穩(wěn)定性是其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)中個(gè)別桿件的破壞或者某個(gè)局部的失穩(wěn)塌陷,將以動(dòng)態(tài)波形式波及整個(gè)結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌破壞。隨著跨度的增加,缺陷敏感性和穩(wěn)定性問(wèn)題將變得非常復(fù)雜,材料的利用率下降很快。雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有較好的整體剛度,對(duì)缺陷的影響并不敏感,但其施工復(fù)雜,用鋼指標(biāo)及工程造價(jià)均較高。①建筑曲面造型，美觀多樣化，大型標(biāo)志性建筑。②由多桿件從兩個(gè)或幾個(gè)方向組成的空間曲面，兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的特性。第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用1、建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用1、建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)③受力合理，整體受壓為主，桿件受拉壓,節(jié)省鋼材。④加工精度要求高，形狀偏差對(duì)內(nèi)力影響大，矢高內(nèi)空間合理利用。第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用①19世紀(jì)出現(xiàn)鋼穹頂，二戰(zhàn)后受到重視，得以快速發(fā)展。2、應(yīng)用與發(fā)展③結(jié)構(gòu)形式也由最初單一的半球殼，發(fā)展出各類球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、扭殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼等多種類型。②早期多用于宗教建筑、紀(jì)念堂、博覽中心等，現(xiàn)已廣泛用于一般工業(yè)與民用建筑，蓄水池、油庫(kù)、儲(chǔ)煤倉(cāng)的頂蓋，以及冷卻塔、水塔、雷達(dá)天線等。第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用2、應(yīng)用與發(fā)展④目前世界上最大的雙層球殼是直徑222m的日本福岡體育館；最大的單層球殼是直徑187.2m的日本名古屋穹頂。⑤我國(guó)第一幢大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是天津體育館屋蓋，采用帶拉桿的聯(lián)方型圓柱面網(wǎng)殼，平面尺寸為52mX68m，矢高為8.7m，用鋼指標(biāo)為45kg每平米。該網(wǎng)殼1956年建成，1973年因失火而重建。第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用2、應(yīng)用與發(fā)展⑦研究重點(diǎn)：整體穩(wěn)定分析計(jì)算方法。⑧《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ61-2003）⑥1994年建成的天津體育館，直徑108m，是我國(guó)第一個(gè)直徑突破百米的球面網(wǎng)殼；剛剛建成的北京老山自行車館，直徑133.06m，是目前國(guó)內(nèi)跨度最大的球面網(wǎng)殼。華能高碑店電廠干煤棚，跨度120m，是目前國(guó)內(nèi)跨度最大的柱面網(wǎng)殼。國(guó)家大劇院平面尺寸142x212m，為國(guó)內(nèi)最大的橢球面網(wǎng)殼。

第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用2、應(yīng)用與發(fā)展⑦研究重點(diǎn)：整體穩(wěn)定分析計(jì)算方法。⑧《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ61-2003）⑥1994年建成的天津新體育館，直徑108m，是我國(guó)第一個(gè)直徑突破百米的球面網(wǎng)殼；剛剛建成的北京老山自行車館，直徑133.06m，是目前國(guó)內(nèi)跨度最大的球面網(wǎng)殼。華能高碑店電廠干煤棚，跨度120m，是目前國(guó)內(nèi)跨度最大的柱面網(wǎng)殼。國(guó)家大劇院平面尺寸142x212m，為國(guó)內(nèi)最大的橢球面網(wǎng)殼。

第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用嘉興電廠干煤棚103x80m張家港沙洲干煤棚103x116m第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用103x80m河南省鴨河口電廠干煤棚跨度108m第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用上海國(guó)際體操中心球體高26.5m，最寬處直徑77.3m，鋁合金單層網(wǎng)殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用跨度108m，總直徑135m天津體育館第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用跨度120m新疆體育中心體育館第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用漳州后石電廠干煤棚直徑125m第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用老山自行車館直徑150m,跨度133.06m第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用長(zhǎng)春體育館結(jié)構(gòu)平面146×192m第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用國(guó)家大劇院（長(zhǎng)軸212m，短軸144m）第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用北京體育學(xué)院體育館59.2m×59.2m四塊組合雙層扭網(wǎng)殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用北京奧林匹克綜合館72m×83m斜拉網(wǎng)殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用浙江黃龍?bào)w育中心斜拉網(wǎng)殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用攀枝花體育館八角形預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼，D=60m清遠(yuǎn)體育館六邊形預(yù)應(yīng)力扭網(wǎng)殼，對(duì)角線長(zhǎng)93m第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用直徑207m雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)新奧爾良超級(jí)穹頂?shù)谌?jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用名古屋穹頂建筑直徑229.6m，結(jié)構(gòu)直徑187.2m，世界跨度最大的單層網(wǎng)殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用名古屋穹頂直徑222m，開合結(jié)構(gòu)第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)最佳結(jié)構(gòu)有賴于其自身受力之型體，而非材料之潛在強(qiáng)度二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型1、結(jié)構(gòu)型體—結(jié)構(gòu)的形狀（曲面形式）和構(gòu)件的布置第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型①可用幾何方程式表達(dá)的曲面，如球面、雙曲面、拋物面、橢圓面、柱面、扭曲面等，用數(shù)學(xué)方程描述；2、曲面的類型國(guó)家大劇院橢球面第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型曲面的類型：①可用幾何方程式表達(dá)的曲面－幾何學(xué)曲面②不能用幾何方程式表達(dá)的曲面－非幾何學(xué)曲面2、曲面的類型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的類型②按曲面的曲率半徑分：正高斯曲率網(wǎng)殼、零高斯曲率網(wǎng)殼和負(fù)高斯曲率網(wǎng)殼等三類①按曲面的外形分：球面網(wǎng)殼、雙曲面網(wǎng)殼、拋物面網(wǎng)殼，柱面網(wǎng)殼，扭網(wǎng)殼等第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的類型③按桿件層數(shù)分：?jiǎn)螌?、雙層和單雙混合；第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)④按網(wǎng)格劃分方式分：聯(lián)方型、肋環(huán)型、三向型等，基本幾何圖案：梯形，三角形，菱形網(wǎng)格二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的類型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)⑤材質(zhì)：鋼，鋼—砼組合，砼，鋁合金；⑥組合殼，切面殼二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的類型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)①肋型、肋環(huán)型球面網(wǎng)殼：梯形網(wǎng)格，四桿交匯節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，剛度弱，中小跨度；二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型4、單層球面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)②施威德勒型球面殼：加斜桿，剛度大，中大跨度；二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型4、單層球面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)③聯(lián)方型球面殼：菱形網(wǎng)格，加環(huán)向桿，中大跨度；二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型4、單層球面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)④凱威特型球面殼：扇形曲面，三角形網(wǎng)格，中大跨度；二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型4、單層球面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)⑤短程線型球面殼：球內(nèi)接多面體，桿件布置均勻，受力性能好，適用于矢高較大或超半球型網(wǎng)殼。二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型4、單層球面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)⑥三向球面網(wǎng)殼：平面投影為正三角形，受力性能好，外形美觀，適用于中、小跨度；二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型4、單層球面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)5、單層柱面網(wǎng)殼二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型單斜桿，雙斜桿，菱形網(wǎng)格第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)正交正放，正交斜放二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型6、單層雙曲拋物線面殼第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)①肋環(huán)型四角錐球面殼②聯(lián)方型四角錐球面殼7、雙層殼二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)③聯(lián)方型三角錐球面殼④平板組合面殼7、雙層殼二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)⑤四角錐柱面殼⑥三角錐柱球面殼7、雙層殼二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)①球殼：矢高H=（1/3～1/7）D，單層殼直徑D<60m，雙層殼厚度h=（1/30～1/60）D;8、網(wǎng)殼的主要尺寸二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)②柱殼：矢高H=（1/5～1/8）L，單層殼跨度L<30m，雙層殼厚度h=（1/20～1/50）L;8、網(wǎng)殼的主要尺寸二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)①旋轉(zhuǎn)劃分經(jīng)向和緯向劃分，按水平投影和跨度確定x和y坐標(biāo)，根據(jù)矢高確定Z坐標(biāo)；經(jīng)向桿和緯向桿，可加斜桿—肋環(huán)型，施威德勒型，聯(lián)方型；對(duì)稱性好，同經(jīng)緯線上桿長(zhǎng)相同，節(jié)點(diǎn)下疏上密，桿件上短下長(zhǎng)。9、網(wǎng)格劃分—幾何運(yùn)算二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)徑向和環(huán)向劃分，按水平投影和跨度確定x和y坐標(biāo)，根據(jù)矢高確定Z坐標(biāo)；網(wǎng)格水平投影為均三角形—?jiǎng)P威特型；網(wǎng)格均勻，夾角合理，受力均勻。9、網(wǎng)格劃分—幾何運(yùn)算二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型②三角形劃分第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)③多面體劃分球內(nèi)接正多面體—四面、六面、八面、十二面、二十面體；桿件均勻，夾角相同，傳力線最短。9、網(wǎng)格劃分—幾何運(yùn)算二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)③多面體劃分短程線殼—20個(gè)球面三角形，每個(gè)三角形再細(xì)分；弦長(zhǎng)均分，弧長(zhǎng)均分，面心均分。9、網(wǎng)格劃分—幾何運(yùn)算二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)④單層柱面—雙邊支承、四點(diǎn)支承長(zhǎng)向和弧向均分，加斜桿；三角形或菱形網(wǎng)格⑤單層拋物面—點(diǎn)支承周邊均分，三角形或菱形網(wǎng)格9、網(wǎng)格劃分—幾何運(yùn)算二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型第三節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)環(huán)向弧均分，節(jié)點(diǎn)間距3.871m，徑向長(zhǎng)弧均分，節(jié)點(diǎn)間距2.352m，等高線國(guó)家大劇院9、網(wǎng)格劃分—幾何運(yùn)算二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和選型由曲面方程建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)劃分方式計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，桿長(zhǎng)，方向三、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)1、造型復(fù)雜。網(wǎng)格尺寸大小不等,在2.5～3ｍ范圍,網(wǎng)殼厚度可變化,給設(shè)計(jì)、施工造成一困難;2、在網(wǎng)殼落地處按建筑設(shè)計(jì)要求厚度受限,桿件夾角偏小;3、網(wǎng)殼如開有門、窗洞口,則局部變化大;4、有懸掛荷載。建筑功能需要大面積設(shè)馬道、燈具等設(shè)施。四、高跨比的選取

網(wǎng)殼存在穩(wěn)定問(wèn)題，高跨比不宜太小1、球面網(wǎng)殼：球殼：矢高H=（1/3～1/7）D，單層殼直徑D<60m，雙層殼厚度h=（1/30～1/60）D;2、圓柱面網(wǎng)殼：矢高H=（1/5～1/8）L，單層殼跨度L<30m，雙層殼厚度h=（1/20～1/50）L;環(huán)、徑向網(wǎng)格數(shù)分別為6、5的凱威特型單層球面在不同矢高、不同跨度情況下其總造價(jià)的變化規(guī)律：五、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究1、網(wǎng)殼穩(wěn)定問(wèn)題的分類按失穩(wěn)現(xiàn)象分類：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)按失穩(wěn)的性質(zhì)分類：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)存在兩種性質(zhì)根本不同的失穩(wěn)形式,一種是極值點(diǎn)失穩(wěn),另一種是分支點(diǎn)失穩(wěn),前者是外力作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生幾何軟化所致,其平衡路徑是唯一的,而后者是一種平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)移,此時(shí)結(jié)構(gòu)具有多條可能的平衡路徑。2、網(wǎng)殼失穩(wěn)因素

導(dǎo)致網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的因素很多,這些因素又是相互影響的。研究表明可能導(dǎo)致網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)的因素有:(1)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的薄膜和彎曲剛度;(2)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拓樸結(jié)構(gòu)和周面的曲率;(3)結(jié)構(gòu)所用的材料特性;(4)結(jié)構(gòu)的初始缺陷;(5)結(jié)構(gòu)的支承條件;(6)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)剛度;(7)荷載及荷載類型。3、穩(wěn)定問(wèn)題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀（1）數(shù)值模型穩(wěn)定性分析方法主要有兩大類,即連續(xù)化法(或稱擬殼法)和離散化法。（2）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的全過(guò)程分析技術(shù)平衡路徑跟蹤技術(shù)迭代收斂的判定準(zhǔn)則臨界點(diǎn)的確定：det|K|=0（3）缺陷分析：隨機(jī)缺陷模態(tài)法；一致缺陷模態(tài)法（4）極限承載力與安全系數(shù)：《網(wǎng)殼設(shè)計(jì)規(guī)程》是在考慮缺陷對(duì)網(wǎng)殼極限承載力的影響后,取5倍安全系球面網(wǎng)殼的荷載-位移全過(guò)程曲線4、穩(wěn)定問(wèn)題今后的研究方向

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的分析模型、計(jì)算方法已趨于實(shí)際精細(xì)化,理論研究的趨勢(shì)是分析模型的系統(tǒng)化;網(wǎng)殼穩(wěn)定設(shè)計(jì)的研究方向是引入可靠性分析。今后還有許多工作要做:(1)彈塑性穩(wěn)定分析(2)初始缺陷靈敏度及影響的研究(3)多自由度體系臨界荷載的確定(4)多參數(shù)體系的研究(5)穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)方法(6)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)屈曲研究的手段(7)網(wǎng)殼構(gòu)造的研究(8)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的設(shè)計(jì)研究六、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)

(1)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的跨度將越來(lái)越大。(2)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的型體會(huì)更加合理。(3)可開閉的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)將得到發(fā)展和應(yīng)用。(4)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的非線性分析,尤其是非線性穩(wěn)定（靜力、動(dòng)力）全過(guò)程分析。(5)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在給定的跨度和荷載作用下,使所設(shè)計(jì)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)重量最輕、造價(jià)最低。(6)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計(jì)算、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。(7)研究和生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)、防火、防水性能好并且保溫隔熱的新型屋面圍護(hù)材料。(8)改進(jìn)并發(fā)展網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)和施工方法。使網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的制作生產(chǎn)企業(yè)同時(shí)承擔(dān)網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)。七、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐1、首都機(jī)場(chǎng)職工活動(dòng)館鋼網(wǎng)殼設(shè)計(jì)(1)概況：該屋蓋鋼網(wǎng)殼下弦支承在不等高的24根鋼筋混凝土柱頂上。鋼網(wǎng)殼的平面尺寸為56m×56m的正方形，跨度為48米，每邊懸挑4米，柱距8米，矢高3.85m。上弦網(wǎng)格尺寸為2.67m×2.75m下弦網(wǎng)格尺寸為2.67m×2.69m，鋼網(wǎng)殼厚度為2.4m。采用正放四角錐形式，節(jié)點(diǎn)采用螺栓球。上弦展開面積為3180m2。桿件采用Q235B鋼材。當(dāng)鋼管直徑<140m時(shí)采用高頻電焊管；當(dāng)鋼管直徑>140m時(shí)采用無(wú)縫管。鋼網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)采用45號(hào)鋼的螺栓球，螺栓采用10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓。(2)結(jié)構(gòu)計(jì)算與桿件截面選取荷載組合:（1）1.2永久荷載+1.4可變荷載（全跨）；（2）1.2永久荷載+1.4可變荷載（上半跨）；（3）1.2永久荷載+1.4可變荷載（下半跨）；（4）1.2永久荷載+1.4檐口向上風(fēng)荷載（體型系數(shù)為2.0;（5）8度抗震驗(yàn)算。鋼網(wǎng)殼共有925球節(jié)點(diǎn)，3528根桿件，桿件長(zhǎng)度范圍為2.18m-3.04m。拉桿長(zhǎng)細(xì)比限值為200，壓桿長(zhǎng)細(xì)比限值為160。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，桿件的規(guī)格及數(shù)量見表鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的前十階振型圖鋼網(wǎng)殼屋面安裝完成后的外貌(3)該工程小結(jié)通過(guò)對(duì)首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)職工體育活動(dòng)綜合館的鋼網(wǎng)殼屋蓋進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)，給出了橡膠支座和普通壓力支座相結(jié)合的支承體系，該體系成功地減少柱頂水平反力，同時(shí)滿足了結(jié)構(gòu)的剛度要求，該網(wǎng)殼受力均勻，布置合理。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，鋼網(wǎng)殼的用鋼量為145.4t（含支座和支托），折合45.7kg/m2，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都較好。2、川大體育館網(wǎng)殼屋蓋設(shè)計(jì)（1）概況：體育館屋蓋平面形狀像四片樹葉,東西葉尖落地,南北葉尖上翹,東西葉尖及南北葉尖之間的投影距離分別為101.6m、96m。四葉狀屋蓋分別覆蓋東西南北四個(gè)看臺(tái),北向屋蓋懸挑部分同時(shí)作為與體育館連為一體的體育場(chǎng)主席臺(tái)雨篷,由此成為“場(chǎng)館合一”的建筑。四個(gè)看臺(tái)交界處設(shè)四個(gè)鋼筋混凝土柱,柱頂平臺(tái)分別作為網(wǎng)殼屋蓋的四個(gè)支承點(diǎn)。除屋蓋為鋼結(jié)構(gòu)外,下部結(jié)構(gòu)均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。體育館建筑面積15000m2,可容納觀眾3000人,內(nèi)設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)比賽場(chǎng),比賽場(chǎng)下為兩個(gè)半地下籃球練習(xí)場(chǎng)。與體育館連為一體的體育場(chǎng)看臺(tái)可容納觀眾10000人。

四川大學(xué)體育館屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)為六支點(diǎn)四角錐焊接球曲面鋼管網(wǎng)殼,曲面由東西向及南北向均以圓弧線為母的三個(gè)旋轉(zhuǎn)曲面組合而成,東西向?yàn)槁涞毓?拱向網(wǎng)殼厚度由落地支座處2m漸變至跨中3.5m。南北向?yàn)閼姨舨糠?最大懸挑長(zhǎng)度32.8m,懸挑厚度由懸挑根部的4m漸變至端部為零。殼水平平面投影面積4600m2,展開面積5030m2,如圖所示。（2）屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算：采用國(guó)家有關(guān)現(xiàn)行規(guī)范,設(shè)計(jì)荷載考慮了屋面荷載、網(wǎng)殼自重、燈具馬道重量、活荷載、x、y兩向水平風(fēng)載及豎向風(fēng)載等,并考慮了外界溫度變化±20℃對(duì)網(wǎng)殼內(nèi)力及變形的影響,由于屋蓋設(shè)有大懸臂(懸挑長(zhǎng)度32.8米),且懸挑網(wǎng)殼厚度較薄,剛度較柔,考慮在強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)發(fā)生顫動(dòng),懸挑部分風(fēng)振系數(shù)設(shè)計(jì)取值βZ=1.5。體型系數(shù)取值2(開敞式體育館)進(jìn)行了18種工況組合,取其最大組合值。（3）支座設(shè)計(jì)曲面屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較困難的是支座設(shè)計(jì),其特點(diǎn)是在使用荷載、溫度、風(fēng)載作用都將對(duì)支座產(chǎn)生較大的水平力。支座采用彈性支座,可較大幅度地降低豎向荷載和溫度產(chǎn)生的水平力,但曲面屋蓋的風(fēng)載水平分力卻不可避免地必須由支座承受。如果支座數(shù)量較少,則每個(gè)支座將承受較大的水平力,風(fēng)在曲面上產(chǎn)生的吸力超過(guò)輕屋蓋的自重,同時(shí)又使支座受拉。根據(jù)本工程屋蓋支座數(shù)量較少及下部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),采用了在四個(gè)鋼筋混凝土柱頂平臺(tái)上設(shè)置由四根斜桿及四根水平桿組成的四棱錐構(gòu)架支座,四棱錐高3m,四根斜棱桿與混凝土柱頂預(yù)埋件直接焊接,四棱錐頂節(jié)點(diǎn)球?yàn)榫W(wǎng)殼上弦球,由于棱桿較長(zhǎng),其桿底為剛接對(duì)四棱錐頂節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)及平移影響都較小。（4）計(jì)算結(jié)果網(wǎng)殼采用16Mn無(wú)縫鋼管及焊接空心球。鋼管有76×4～245×20共13種規(guī)格,用鋼量為165t?？招那蛴?50×8～900×32共14種規(guī)格,用鋼量為85t。網(wǎng)殼用鋼量為50kg/m2。鋼球用量達(dá)到總用鋼量的34%。鋼球用量較多的原因有:(1)為滿足造型的美觀要求,網(wǎng)殼邊緣作得較薄以及兩曲面相交處桿件之間夾角很小,構(gòu)造上要求球徑較大,均在500以上;(2)由構(gòu)造及受力原因得出同外徑的空心球有多種壁厚,為避免施工出錯(cuò),將同球徑的壁作一統(tǒng)一;(3)網(wǎng)架設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ7—91)無(wú)大直徑空心球承載力計(jì)算公式,因此設(shè)計(jì)上對(duì)大于500的球設(shè)置了“+”字加勁肋。支座簡(jiǎn)化模型這種構(gòu)架支座可滿足網(wǎng)架計(jì)算模型中支座為鉸接的計(jì)算假定,因有多根棱桿與混凝土底座相焊,連接桿較多,可承受較大的水平力,適宜于支座數(shù)量較少的大跨度曲面屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。該支座的應(yīng)用為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)提供了一種新的支座形式。（5）該工程小結(jié)四川大學(xué)體育館屋蓋為由三個(gè)旋轉(zhuǎn)曲面組合而成的四角錐網(wǎng)殼。曲面屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中支座剛度值的變化對(duì)網(wǎng)殼桿件內(nèi)力的影響很大。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)考慮砼的長(zhǎng)期剛度和短期剛度的不利影響。曲面網(wǎng)架屋蓋可采用構(gòu)架支座解決計(jì)算假定及傳遞較大水平力的問(wèn)題。與支承結(jié)構(gòu)剛接的桿件應(yīng)考慮彎曲應(yīng)力。3、網(wǎng)殼工程實(shí)例簡(jiǎn)介(1)、黑龍江省速滑館1996年哈爾濱冬季亞運(yùn)會(huì)修建的黑龍江省速滑館,用以覆蓋400ｍ速滑跑道,主體結(jié)構(gòu)采用由中央圓柱面殼和兩端半球殼組成的雙層網(wǎng)殼方案(圖)。其輪廓尺寸達(dá)86.2ｍ×191.2ｍ,迄今是國(guó)內(nèi)覆蓋面積最大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼的中央部分采用正放四角錐體系，兩端采用三角錐體系，網(wǎng)格的尺寸約為3m，雙層網(wǎng)殼的厚度取為2.1m。網(wǎng)殼支承在由環(huán)梁和一系列三角形框架組成的下部結(jié)構(gòu)上。網(wǎng)殼采用螺栓球節(jié)點(diǎn)連接，總用鋼量為745t，該巨大網(wǎng)殼用鋼量?jī)H為50ｋｇ/ｍ2,安裝時(shí)間只有115ｄ。黑龍江省速滑館大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)概貌黑龍江速滑館網(wǎng)殼內(nèi)部圖（2）、日本名古屋穹頂日本名古屋穹頂是當(dāng)前世界上跨度最大的單層網(wǎng)殼。該體育館整個(gè)圓形建筑的直徑為229.6m，支承在看臺(tái)框架柱頂?shù)奈萆w直徑則有187.2m，采用以鋼管構(gòu)成的三向網(wǎng)格。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都有六根桿件相交，采用直徑為1.45m的加肋圓環(huán)，鋼管桿件與圓環(huán)焊接，成為能承受軸向力與彎矩的剛性節(jié)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中曾對(duì)各種荷載情況以及抗震、穩(wěn)定與施工過(guò)程中的缺陷進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。日本名古屋穹頂單層網(wǎng)殼（3）、落地的圓柱面殼體近年來(lái)，網(wǎng)殼在工業(yè)建筑的散料倉(cāng)庫(kù)中也得到了廣泛應(yīng)用，比起傳統(tǒng)的剛架或拱在材料消耗與造價(jià)上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于貯存松散材料，落地的圓柱面殼體的外形最符合散料堆放的要求。早在1989年，河南中原化肥廠的尿素倉(cāng)庫(kù)就采用了跨度為58m的雙層圓柱面網(wǎng)殼，其長(zhǎng)度為138m，凈高22.5m，比原設(shè)計(jì)節(jié)省了一半鋼材。其后這種網(wǎng)殼曾用在不少發(fā)電廠的干煤棚中，最新建成而且跨度最大的是嘉興發(fā)電廠干煤棚(103.5m×88m)，網(wǎng)殼的外形曲線采用了接近于橢圓的三心圓柱面，矢高為37.2m。網(wǎng)殼的布置為斜置正放四角錐，具有受力均勻及較強(qiáng)側(cè)向剛度的優(yōu)點(diǎn)，網(wǎng)格尺寸為4m×4.8m，厚:3.5m，耗鋼量為62kg/m2。（4）、雙曲拋物面網(wǎng)殼雙曲拋物面網(wǎng)殼最大優(yōu)點(diǎn)是具有直紋曲面，因而可以直線形構(gòu)件組成。1990年北京亞運(yùn)會(huì)就有兩個(gè)體育館的屋蓋采用了雙曲拋物面雙層網(wǎng)殼。石景山體育館的平面為三角形、邊長(zhǎng)99.7m，屋蓋由三塊四邊形的網(wǎng)殼組成，每塊網(wǎng)殼支承在三叉形剛架與周圍的圈梁上。北京體育學(xué)院體育館的平面為方形，平面尺寸為59.2m×59.2m，由四塊雙曲拋物面網(wǎng)殼組成屋蓋。網(wǎng)殼周邊支承在鋼筋混凝土柱上，另外在四角設(shè)了鋼斜撐，主要用來(lái)抵抗水平力。4、某火車站大廳球面網(wǎng)殼事故分析與加固處理（1）工程概況及事故現(xiàn)象某火車站進(jìn)站大廳采光頂網(wǎng)殼,是一球冠切四邊的球面網(wǎng)殼,于1994年建成并投入使用。該網(wǎng)殼為斜放四角錐網(wǎng)殼,螺栓球節(jié)點(diǎn),無(wú)懸掛荷載,下弦周邊支承于混凝土框架梁上。平面投影尺寸為22.8ｍ×22.8ｍ,球冠矢高30ｍ。桿件截面共有48×3.5、60×3.5、75.5×3.75三種規(guī)格,螺栓球?yàn)橹睆?10、150、200三種,球節(jié)點(diǎn)總數(shù)為307個(gè)。屋面為中空玻璃。業(yè)主最近幾年陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有多塊采光玻璃破裂，原以為是玻璃本身質(zhì)量問(wèn)題,最近再次出現(xiàn)破裂現(xiàn)象,引起了高度重視,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,同時(shí)發(fā)現(xiàn)有多根下弦桿出現(xiàn)彎曲變形現(xiàn)象,部分桿件的彎曲變形非常大,見圖。（2）結(jié)構(gòu)檢測(cè)桿件的外觀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)23根桿件有不同程度的彎曲變形,而且全部是下弦桿件,散