文档介绍：《大跨空间结构》之
(上)
Reticular Shell
主讲人：钱宏亮
哈尔滨工业大学
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内 容
概述
网壳结构选型
网壳结构分析
网壳结构设计
4）双曲抛物面（鞍壳、扭壳）
几何构成
●一种直纹曲面 ● 双向弯曲，稳定性好
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鞍壳的力量
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双曲抛物面网壳工程实例
德阳体育馆
石景山体育馆
广州亚运会摔跤馆
哈工大体育馆
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切割、组合曲面
球面切割网壳
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二、球面网壳网格形式
网格划分原则：杆件种类少，网格面积均匀，节点连接的杆件数不宜太多，相邻杆件的夹角不宜太小。
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球面网壳的网格划分主要有6种形式：
肋环型
施威德勒型
联方型
凯威特型
三向网格型
短程线型
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1）肋环型 (Rib-Ring System)
只有经向和纬向杆件，大部分网格呈梯形
除顶部节点外，构造简单
杆件承受弯矩，整体刚度差
适用于中、小型网壳
试分析图中有几种杆件和节点形式？
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2）肋环斜杆型 (Schwedler System)
肋环+ 斜杆
斜杆的作用是增强网壳的刚度和抵抗非对称荷载的能力。
整体刚度好，适用于大、中型网壳
左单斜杆 左右单斜杆 双斜杆 无纬向杆
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3）联方型 (Rhombic System)
由人字形斜杆组成菱形网格，斜杆夹角为30~50度
造型美观，适用于大、中型网壳
无纬向杆
有纬向杆
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4）三向网格型 (Three-way System)
受力性能好，外形美观，适用于大、中型网壳
在球面的水平投影面上，将跨度n等分，作出正三角形网格，再投影到球面上（小矢跨比）
在球面上用三个方向、相交成60度的大圆构成（大矢跨比）
几何构成方法
特点
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5）扇形分割三向网格型（Kiewitt System）
网格大小匀称，内力分布均匀，适用于大、中型网壳
K6
K8
先由n(n＝6、8、12……)根经向杆把球面分为n个对称扇形曲面，然后在每个扇形曲面内再由纬向杆和斜向杆划分。
几何构成方法
旋转划分 + 平行划分
特点
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新奥尔良超级穹顶
New Orleans Superdome, USA, 1975
直径210m，采用K12型双层网壳。
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K6与联方组合型
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6）短程线型 （Geodesic System）
几何构成方法
以正20面体为基础，在球面上对三角形再划分。
1）弦均分法
2）等弧再分法
3）弧等分法
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网格大小匀称，受力性能好，适用于矢高比较大或超半球形网壳
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哈工大90周年校庆纪念球
试分析该球有多少个顶点，多少个面？
欧拉公式： F+V-E=2
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网壳
薄壳
网格
椭圆抛物面
双曲抛物面
球面
柱面
球面
柱面
肋环型
Schwedler型
联方型
三向网格型
Kiewitt型
短程线型
课程回顾
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7）双层球面网壳
主要有交叉桁架系和角锥体系两大类。
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双层联方型球壳
双层短程线球壳
平板组合式球壳
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单斜杆型柱面网壳
人字形柱面网壳
刚度较差，适用于中、小型网壳
三、柱面网壳网格形式
1）单层柱面网壳
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悉尼国际水上运动中心
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双斜杆型
三向网格型
联方型网格刚度差
联方型
三向型网格刚度最好
双斜杆型连接复杂
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为提高刚度和稳定性，对于长柱壳应设横向肋
汉堡博物馆庭院
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2）双层柱面网壳
主要有交叉桁架体系和四角锥、三角锥体系。
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四角锥柱面网壳的主要形式
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三角锥柱面网壳
抽空三角锥柱面网壳
双层柱壳的上下弦杆可能都受压。
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四、椭圆抛物面网壳网格形式
三向型
单斜杆型
联方型
试分析下列网格的划分特点
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正交正放型
五、双曲抛物面网壳网格形式
正交斜放型
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六、局部双层网壳网格形式
单层网壳的承载力主要由稳定控制，材料的实际工作应力仅为允许应力的1/10~1/6。
为提高单层网壳的承载力，并获得简洁明快的视觉效果，可采用局部双层网壳。
1）周边双层中部单层网壳
2）局部抽空双层网壳
3）局部带肋单层网壳
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周边双层中部单层网壳
肋环型
联方型
短程线型
组合型