TJDX建筑钢结构设计课件PPT之5-空间网架结构网壳结构.ppt

* 5．三向格子型球面网壳 这种网壳的网格是在球面上用三个方向的、相交成60度的大圆构成(图16)，或在球面的水平投影面上，将跨度n等分，再作出正三角形网格，投影到球面上后，即可得到三向格子型球面网壳。这种网壳的每一杆件都是与球面有相同曲率中心的弧的一部分；它的结构形式优美，受力性能较好，在欧洲和日本很流行，多用于中、小跨度的弯顶。 * 图16 三向格子型球面网壳 * 6．短程线型球面网壳 短程线型球面网壳是多面体划分法中最典型、应用最广的一种网壳。 网格划分: 当选定了多面体和基本三角形之后，进行再划分的方法很多，主要有两类，第一类是交替划分法(A1ternate)，第二类是面心划分法(Triacon)，而每一类又有不同的方法。 * (1)交替划分法 一般用于20面体，用划分线平行于基本三角形各边组成网格，划分频率N为奇数或偶数均可。划分时常用的有三种方法。 1)弦均分法 将多面体的基本三角形各边等分若干点，作划分线平行于该三角形的边，形成三角形网格，再将各点投影到外接球面上，连接球面上各点，即求得短程线型球面网格(图21)。 * 图2l 弦均分法 * 2)等弧(等角)再分法 首先将多面体的基本三角形的边进行二等分或三等分，并从其外接球中心将等分点投影到球面上，把投影点连线形成新多面体的棱(弦)，此时原弦长缩小一半或1／3(图22). 图22 等弧(等角)再分法 * 3)等分弧边法 该法与等弧(等角)再分法不同之处是将基本三角形各边所对的弧直接进行等分，连接球面上各划分点，即求得短程线型球面网格 (2)面心划分法 首先将多面体的基本三角形的边以N次等分，并在划分点上以各边的垂直线相连接，从而构成了正三角形和直角三角形的网格(图23)。再将基本三角形各点投影到外接球球面上，连接这些新的点，即求得短程线型球面网格。 * 面心法的特点是划分线垂直于基本三角形的边，划分次数仅限于偶数。由于基本三角形的三条中线交于面心，故称为面心法。 图23 面心划分法 * 图24 短程线球面网壳 * * 7．两向格子型球面网壳 这种网壳一般采用子午线大圆划分法构成四边形的球面网格，即用正交的子午线族组成网格，如图25所示。子午线间的夹角一般都相等，可求得全等网格，如不等则组成不等网格。 图25 二向格子型球面网壳网格划分 * (二)双层球面网壳 主要有交叉桁架系和角锥体系两大类。 1．交叉桁架体系 各种形式的单层球面网壳的网格形式均可适用于交叉桁架系，只要将单层网壳中的每根杆件用平面网片来代替，即可形成双层球面网壳，注意网片竖杆的方向是通过球心的。 * 3 网壳结构 * 主要内容 3.1 网壳结构的形式 3.2 网壳结构的设计 3.3 网壳结构的温度应力和装配应力 3.4 网壳结构的抗震计算 3.5 网壳结构的稳定性 3.6 单双层网壳及弦支穹顶 * 3.1 网壳结构形式 一、网壳的分类 通常有按层数划分、按高斯曲率划分和按曲面外形划分等三种分类方法。 * 1．按层数划分 网壳结构主要有单层网壳、双层网壳和三层网壳三种。 (如图1所示) (a)单层网壳 (b)双层网壳 (c)三层网壳 图1 按层数划分的网壳结构 * 2．按高斯曲率划分 设通过网壳曲面S上的任意点P作垂直于切平面的法线Pn。通过法线Pn可以作无穷多个法截面，法截面与曲面S相交可获得许多曲线，这些曲线在P点处的曲率称为法曲率,用Kn表示。在P点处所有法曲率中，有两个取极值的曲率(即最大与最小的曲率)称为P点主曲率，用K1，K2表示。两个主曲率是正交的，对应于主曲率的曲率半径用Rl，R2表示，它们之间的关系为 : * 图2 曲线坐标 曲面的两个主曲率之积称为曲面在该点的高斯曲率，用K表示 : * 网壳按高斯曲率划分有以下三种 (1)零高斯曲率的网壳 零高斯曲率是指曲面一个方向的主曲率半径R1=