新结构及中大跨建.ppt

网壳(Lattice?Shell、Reticulated?shell)? 薄壳结构的发展——网壳结构 网壳结构源于薄壳并具有网架结构的一种新的空间结构形式，又称曲面网架。它既有靠空间体形受力的优点，又有工厂生产构件现场安装的施工简便、快速的长处， 因而它以受力合力，刚度大、自重轻、体形美观多变，技术经济指标好而成为大跨结 构中备受关注的一种结构形式。 网壳结构的型式 从外观形态上通也常将其分为筒壳、球壳、扭壳等形式。 网壳结构的结构材料可以是钢材、钢筋混凝土、铝合金、木材（或胶合板）和其 他复合材料。网壳结构可以设计成单层或者双层的。单层网壳、 特别是钢网壳的面 外刚度较弱，对受压失稳较为敏感。双层网壳较单层网壳具有较好的面外抗弯性能， 能够降低非均布荷载和结构几何缺陷等因素带来的不利影响，提高结构的抗压稳定性 和承载力，因此当跨度大或有较大不对称荷载作用时，宜采用双层网壳。 壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的荷载。壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，从而充分发挥材料的潜力。因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。 亚洲最大的污泥处理工程——白龙港“巨蛋” 特殊的结构给施工带来了非常大的挑战，弧形外壳、厚渐变的薄壳结构，像8个倒立的“鸡蛋”，每个“巨蛋”的体积12400立方米，光想在纸上把这个结构用圆规和直尺画出来都要花一番功夫，更别说在实地建8座高45米最大直径25米的混凝土巨蛋了。 天津博物馆内景 网架结构是一个以受弯为主体的平板，而网壳结构以其合理的受力形态，形成较为优越的结构体系。可以说它不仅仅依赖材料本身的强度，而是以曲面造型改变结构的受力，成为以薄膜内力为主要受力模式的结构形态，跨越更大跨度。不仅如此，这种结构以其优美的造型激发了建筑师及人们的想象力。随着结构理论及实验研究的不断深入，计算机技术的不断发展，越来越多的建筑采用了这种结构形式。 网壳结构的特点 特点： ⑴ 采用相同的格子和尺寸较小的单元，可以跨越较大的跨度。 ⑵ 各杆件没有鲜明的主次关系，受力均匀；网壳结构的轻型化是它的重要特征。 ⑶ 构件标准化、规格化，制造工厂化。 ⑷ 建筑造型美观。 ⑸ 受力合理，综合效益好。 日本名古屋网壳穹顶 中国航海博物馆中央帆体 双向交叉桁架构成空间网格壳体，两瓣壳体旋转对称，在高度约 41 米铰点相倚靠，总高度 57.8m 、跨度 66.0m 2 单层柱面网壳的网格形式 单向斜杆 交叉斜杆 联方形 三向网格 3 单层球面网壳的网格形式 （1 ）肋环形单层球面网壳 （2） 施威德勒型(肋环斜杆) 平面形状为矩形、多点支承的网架，可选用正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架，两向正交正放网架。对多点支承和周边支承相结合的多跨网架还可选用两向正交斜放网架或斜放四角锥网架。 平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形且为周边支承网架，可选用三向网架，三角锥网架或抽空三角锥网架。对中小跨度也可选用蜂窝形三角锥网架。 网架结构选型的基本原则 对于大跨度结构：优选三向交叉网架和三角锥网架 对于平面交叉桁架体系而言，平面形状为方形或接近方形宜采用正交正放形式；平面形状为矩形时，宜采用正交斜放形式；不推荐采用斜交斜放形式。 对四角锥体系网架而言，正放受力均匀，刚度最好；正放抽空节约钢材，便于采光、通风；斜放和星形有利于充分发挥材料的强度。 当平面形状为三边形、六边形或圆形时，三角锥体系网架是首选。其中，三角锥网架刚度最大；抽空三角锥次之，但用料节省、构造简单；蜂窝形刚度最差，选用时应与周边支承相结合。 支承方式选择：周边支承适用于大、中跨网架；点支承布置灵活，适用于大柱距的厂房、仓库；混合支承适用于飞机库或装配车间。 1.3 网架高度确定原则 网架的高度与屋面荷载、跨度、平面形状、支承条件及设备管道等因素有关。 屋面荷载较大、跨度较大时，网架高度应选得大一些。 平面形状为圆形、正方形或接近正方形时，网架高度可取得小一些，狭长平面时，单向传力明显，网架高度应大一些。 点支承网架比周边支承的网架高度要大一些。 当网架中有穿行管道时，网架高度要满足要求。 一、 网架高度确定原则 折板(Folded?Plate) 折板结构是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系。折板结构通常用钢筋混凝土建造，也可用钢丝网水泥建造。 ? 折板结构由折板和横隔构件组成。在波长方向，折板犹如一块折叠起伏的钢筋混凝土连续板，折板的波峰和波谷处刚度大，可视为连续板的各支点。在跨度方向，折板如同一钢筋混凝土梁。横隔构件的作用是将折板在支座处牢固地结合在一起，如果没有它，折板会坍塌而破坏。横隔构件可根据建筑造型需要来设计，如钢筋混凝土横隔板、横隔