第八章
网壳结构
例2：四川省德阳市体育馆，屋盖平面为菱形，屋盖结构 为两向正交斜放网格的双层扭网壳。边长74.87m，网壳 上铺设四棱锥形GRC屋面板，构成了新颖、美观、别具一 格的建筑造型。
第八章
网壳结构
例3：清远市体育馆位于清远市新城区。建筑占地面积6000平 方米，建筑面积11000平方米。该馆屋盖采用大跨度预应力组 合式扭网壳钢结构，结构新颖，外形美观。
第八章
网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型
本章学习要点： 1.熟悉网壳结构分类 2.掌握筒网壳网格划分的类型及各自的 受力特性 3.掌握网壳结构的选型原则
中国国家大剧院
清华方案 英国方案
建设部方案 日本方案
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网壳结构
第三节 球网壳结构
右：潍坊艺海大厦屋顶水箱，球体直径10.2m，矢高 9.91m，为单层短程线球壳。 左：北京东城 区少年宫气象 厅，网壳直径 12m，为单层短 程线球壳，网 壳支承在一根 略有高低起伏 的圈梁上
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网壳结构
第三节 球网壳结构 2、双层球网壳 跨度大于40M时，采用双层球网壳比单层球 网壳其稳定性和经济性均优越。 （1）定义：它是由两个同心的单层球网壳通过腹 杆连接而成的，每层球网壳的形成和形式同单 层球网壳。
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网壳结构
第三节 球网壳结构
定义：球网壳是由环向和径向（或斜向）交叉曲线杆系 （或桁架）组成的单层（或双层）球型网壳。 一、球网壳网格的划分 1、单层球面网壳：直径不宜大于60M。根据径向和环向 （或斜向）交叉曲杆件组成的形式不同，有下列形式： A．肋环形网格：只有径向、纬向杆，大部分网格呈四边 形，平面投影似蜘蛛网。 优点：杆件种类少，节 点构造简单（每节点四 根杆件）；适用于中、 小跨度的穹顶。
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网壳结构
第三节 球网壳结构
北京科技馆穹幕影院，内径32m、外径35m、高25.5m的
四分之三双层球网壳，内层采用短程线穹顶，外层则是
内层径向延伸并抽掉一部分外层杆件和节点形成六边形 与五边形组合的图案。
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网壳结构
第三节 球网壳结构
（2）双层网球壳的布置 A、从支承周边到顶部，网壳的厚度均匀的减少。 B、网壳的下部为双层，顶部为单层。 C、网壳的大部分为单层，仅在支承区域为双层。
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网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型
2、网壳结构的层数：网壳结构跨度越大，用钢量越多， 跨度一定时，荷载对用钢量有影响，故尽量采用轻屋 面。同等条件下，单层比双层网壳用钢量少，但稳定 性差。当跨度超过一定数值后，受稳定因素的影响， 双层网壳的用钢量反而省。 3、网格尺寸：一般来说，网格尺寸越大，用钢量越省。 但网格尺寸太大，对压杆的稳定不利。另外，网格尺 寸最好与屋面板模数相协调。同时，腹杆与弦杆的夹 角应在40～55°之间。 同时还要考虑网壳的杆件加工、制作、安装。要 遵循两个原则：一要划分的网格比较均匀，杆件规格 要少，便于加工；二要节点连接简单，角度变化少， 便于安装。
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二、球网壳的受力
网壳结构
第三节 球网壳结构
球网壳的受力状态与“圆顶”结构受力相 似，即可忽略弯曲内力，顺剪力也很小。在竖 向均布荷载作用下，径向受压，环向上部受压，
下部受拉。设置支座环，有利于增强结构的刚
度，且随着支座约束的加强，球网壳内力逐渐
均匀，最大内力相应减少。
第八章
网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型 一、网壳的其它形式 除前面所讲到的柱面网壳，球网壳， 扭网壳等形式外，在“薄壁空间结构”中 所讲到的各种曲面形式都可以用作网壳结 构。如：双曲扁网壳、双曲椭圆抛物面网 壳等，同时，还可以对这些形式进行切割 和组合，形成无数形式各异的方案。
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网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型
4、网壳的矢高与厚度：影响网壳结构矢高及厚度的主 要因素是结构的跨度。矢跨比对建筑体型有直接影响， 也是影响网壳结构内力的主要因素之一。矢跨比越大， 网壳表面积越大，屋面材料用料多，结构用钢量也增 加，室内空间大，使用期间能源消耗大；但矢跨比大 时，侧向推力有所减小，可降低下部结构造价。 柱面网壳的矢跨比：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：1/2～1/7。 双层网壳的厚度取决于跨度、荷载大小、边界条 件及构造要求。
网壳结构
1967.蒙特利尔世博会美国馆
第八章
G．双向子午线网格： 两组子午线上交叉 杆件所组成，所有 杆件都是连续的、 曲率相等的圆弧杆， 形成的网格，接近 正方形，用料省、 施工方便且经济。 适用壳结构
第三节 球网壳结构
大庆林源炼油厂多功能厅屋盖，采用1/3球形，落地 直径为30m，矢高10m。采用单层钢网壳结构，网壳呈凯威 特形网格，曲率半径16.05m，设计跨度25.6m，矢高6.1m。 网壳下部的承重 结构为12个钢筋 混凝土支架，支 架上部设置圈梁 连接成一体，网 壳边节点全部与 圈梁整浇。
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网壳结构
第三节 球网壳结构
D．扇形三向网格（凯威特型网 格）：将球面分成N份扇形（N 为偶数，且≥6），再用纬向、 斜向杆分成较均匀的三角形， 各扇区内斜杆平行。优点：网 格、内力分布均匀，刚度好， 用于大跨度的穹顶。
E．三向网格型：交角均为60度的交叉斜杆和环向杆 组成，适用于中、小跨度的穹顶。
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网壳结构
第五节 网壳结构的其它形式及选型 第三届亚冬会哈尔滨速滑馆
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网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型
二、网壳结构选型 1、满足建筑使用要求： （1）、立面设计：建筑空间要求大――可选球网壳或 柱面网壳，当矢高受限而又需大空间时，将网壳 支承于墙或柱上；矢高较小时,可采用双曲扁网壳 或落地式的双曲抛物面网壳 （2）、与建筑平面相协调：圆形平面―球面网壳；狭 长矩形平面――柱面网壳；还可以切割、组合。 球面网壳――首选短程线型，其次，为凯威特型、联 方型、施威特勒型。 柱面网壳――优先选用双斜杆型和联方型。
网壳结构
3、组合椭圆抛物面网壳 结构
例1左下：肇庆市体育馆屋盖， 由椭圆抛物面切割组合而成。 体育馆平面为截角正方形，边 长75m。单个网壳由两组正交 正放的双层抛物线拱桁架组成， 用钢量52kg/m2。
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网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型
例2：哈尔滨速滑馆平面图：中部柱面网壳和两端半球壳组成的 巨型双层网壳。轮廓尺寸86.2MX191.2M。
第八章
F、短程线型网格：（巴、富勒 网格）从易于制作和装配的 角度出发，使杆长规格最少， 来探索球面的规则划分的方 法。数学证明..，从网肋受 力与传力的有效和合理出发， 传力路线越短越好，正二十 面体的边长A＝0.5257D，太 大需要再划分，将其投影到 球面上形成大圆弓形，再根 据弧长相等的原则二次划分。 优点：规格均匀，杆件和节 点种类在各种球面网壳中是 最少的，传力路线短。
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网壳结构
第三节 球网壳结构
1967年建成的郑州体育馆，采用肋环形穹顶网 壳，平面直径64m，矢高9.14m，为国内跨度最大的单 层球面网壳。
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网壳结构
第三节 球网壳结构
B．肋环斜杆型（施威特勒型网 格）：在A上加斜杆（斜杆可顺 向、可交叉），起加劲肋作用。 优点：网格规律强，刚度较大， 能承受非对称荷载，可用于大、 中跨度的穹顶。 C．联方型：由左、右斜杆构成菱 形网格。斜肋夹角为30～50度， 也可加设环向肋杆，形成三角形 网格。优点：造型美观，规律性 明显，无径向杆，但网格周边大， 中间小，不够均匀。可用于大、 中跨度的穹顶。
第八章
网壳结构
例4：东京，驹泽公园驹泽体育馆
第八章
2、双曲扁网壳结构
例右上：石家庄市新华集贸中心商业 大厅屋盖，平面尺寸40mX40m，屋盖选 用了圆弧平移曲线的双层扁网壳，矢 高6.3m ，壳厚1.7m。网壳布置为正交 正放立体桁架形式，网壳四边设拱形 边桁架，周边支承在钢筋混凝土连梁 上，网壳上铺玻璃钢屋面板，屋盖中 央开设9.375mX9.375m的天窗。
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网壳结构
第四节 网壳结构的其它形式及选型
1、扭网壳结构 1）单层扭网壳 2）双层扭网壳 3）受力特点：仍为“拱向受压，索向受拉”。
例1：北京体育学院，屋盖 为四块组合型扭网壳，正交 正放的双层扭网壳结构。 平面尺寸59.2mX59.2m，跨 度52.2m，挑檐3.5m，四角 带落地斜撑，整个结构桁架 中，上、下弦等长，斜腹杆 等长，竖腹杆也等长，大大 简化了网壳的制作与安装。