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大跨空间结构-网壳结构设计培训课件
1.4球面网壳
(a)无纬向杆
(b)有纬向杆
联方型球面网壳
由左斜杆和右斜杆组成菱形网格的网壳。 用于大、中跨度的穹顶。
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1.4球面网壳
(a)K6型
(b)K8型
(c)K6与联方组合型
(d)K8与联方组合型
凯威特型球面网壳
划分n个对称扇形曲面,然后在每个扇形曲面内,再划分为大 小比较匀称的三角形网格。 网格大小匀称,内力分布均匀,常用于大、中跨度的穹顶中。
(a)N=1 (b)N=2
(c)N=4 (d)N=6
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1.4球面网壳
短程线球面网壳
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1.4球面网壳
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。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。
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1.4球面网壳
三向格子型球面网壳
在球面上用三个方向的、相交成60°的大圆构成,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。 多用于中、小跨度的穹顶。
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1.4球面网壳
(a)正四面体 (b)正六面体 (c)正八面体 (d)正12面体(e)正20面体 正则多面体
(a)N=1 (b)N=2 (c)N=3 (d)N=4 (e)N=4 弦均分法
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1.4球面网壳
②弧(等角)再分法 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l/3。 再将此新弦二等分(以后各次 均分都相同),并从外接球中心 通过此新的再分点投影到球面上 。如此循环进行直至划分结束。
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1.2分类
(2)双层柱面网壳的形式-交叉桁架体系
交叉桁架体系基本单元
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1.3柱面网壳
(2)双层柱面网壳的形式-四角锥体系
(a)正放四角锥柱面网壳
(b)正放抽空四角锥柱面网壳
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1.3柱面网壳
(2)双层柱面网壳的形式-四角锥体系
(c)斜放四角锥柱面网壳
(d)棋盘形四角锥柱面网壳
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1.4球面网壳(绘图)
(1)单层球面网壳
肋环型球面网壳
只有经向和纬向杆件。 每个节点只汇交四根杆件,故节点构造简单,节点一般 为刚性连接,承受节点弯矩。 用于中、小跨度的穹顶。
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1.4球面网壳
(a)左斜杆型
(b)左右单斜杆型
(c)双斜杆型
(d)无纬向杆
施威德勒型球面网壳
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1.4球面网壳
(j)过渡12面体(k)正放20~12面组合体(l)斜截六~八面组合体(m)斜截20~12面体 半正则多面体
半正则多面体(第一类:阿基米德体)的面是由二种或三种 正多边形组成,同类型的正多边形相等,其多面角虽不是正则 的,却是相等的,棱长也是相等的,而且可以内接在一个球面 内,但不能外切于一同心球。
(a)N=2 (b)N=4 等弧(等角)再分法
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1.4球面网壳
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。 b. 面心划分法
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。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。
(b)双层网壳
(c)三层网壳
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1.1分类
(2)高斯曲率
法截面与曲面相交的曲线,在点处的曲率 称为法曲率。在点处所有法曲率中,有两个 取极值的曲率(即最大与最小的曲率)称为
点主曲率,用k1,k2表示。
k1 k2
1 R1 1 R2
曲面的两个主曲率之积称为曲面在该点 的高斯曲率。
曲线坐标
球面网壳
x2 y2 (z R f )2 R2
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1.1分类
双曲抛物面网壳
双曲抛物面网壳是由一根 曲率向下的抛物线(母线)沿 着与之正交的另一根具有曲率 向上的抛物线平行移动而成。 该曲面呈马鞍形。
复杂曲面网壳 基本形式有柱面的切
割与组合、球面的切割与 组合、双曲抛物面的切割 与组合及柱面与球面的组 合等。
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半正则多面体的基本数据
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1.4球面网壳
短程线 富勒
(a)内接正20面体 (b)等边球面三角形 (c)等角再分 球面划分
(a)三角形
(b)菱形
(c)半菱形 (d)六角形
网格形式
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1.4球面网壳
根据短程线的原理,将正多面体和半正则多面体的基本三 角形均分,从其外接球中心将这些等分点投影到球面上,连接 此球面上所有点构成的网壳,通常都称为短程线网壳。 a.交替划分法 ①均分法
大跨空间结构
网壳结构
内容
1、网壳结构的形式 2、网壳结构的设计 3、网壳结构的稳定性 4、网壳结构的抗震分析 5、网壳结构连续倒塌失效机理
内容
1、网壳结构的形式(绘图) 2、网壳结构的设计 3、网壳结构的稳定性 4、网壳结构的抗震分析 5、网壳结构连续倒塌失效机理
1.1分类
(1)层数
(a)单层网壳
F E V 2
正则多面体面数F,棱数E,顶点数V
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1.4球面网壳
正则多面体的基本数据
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1.4球面网壳
(a)半截四面体(b)斜截六面体(c)平截八面体(d)斜截12面体 (e)斜截20面体 (f)正放六~八面组合体(g)20~12面组合体 (h)六~八面组合体 (i)过渡六面体
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1.2曲面的形成方法
(1)旋转法
(a)圆球面 (b)旋转椭圆球面 (c)旋转抛物面
(d)旋转双曲面 (e)圆锥面 (f)圆柱面
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1.2曲面的形成方法
(2)平移法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(a)柱面
(b)柱状面
(c)劈锥曲面
(d)椭圆抛物面
(e)双曲抛物面
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1.3柱面网壳
(1)单层柱面网壳的形式
(a)单向斜杆型 (b)人字型 (c)双斜杆型(d)联方型 (e)三向网格
K
k1
k2
1 R1
1 R2
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1.1分类
(a)圆锥壳(K=0) (b)双曲面网壳(K>0)(c)单块扭曲面网壳(K<0)
零高斯曲率的网壳有柱面网壳、圆锥形网壳等。 正高斯曲率的网壳有球面网壳、双曲扁网壳、椭圆抛物 面网壳等。
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1.1分类
(3)曲面外形
柱面网壳
x2 (z R f )2 R2