网壳结构建筑.ppt

现代建筑体系调研目录网壳结构的引出网壳结构的引出利用仿生原理,人类得以更好地理解和发展空间结构。古代的人类为了有一个好的生存空间,常常以树枝为骨架、以稻草为蒙皮来建造穹顶结构,后来又以皮革或布匹代替稻草,即现在常见的帐篷。经过长期的工程实践,人类认识到穹顶能以最小的表面封闭最大的空间,而且所耗用的材料也比较经济。穹顶的发展与建筑材料的发展是密切相关的。建于公元120~124年的罗马万神庙是早期穹顶的典型代表,该穹顶基面为44m的圆。中世纪,木材成为穹顶结构的主要覆盖材料;到19世纪,铁的应用为穹顶的发展开创了一个新纪元,使覆盖大跨度建筑物成为可能。
近代,钢筋混凝土结构理论的出现及应用使穹顶的厚度大大降低,薄壳穹顶受到人们的极大关注,从而开辟了结构工程新领域。

现代,优质钢材的使用更是影响各种形式大跨穹顶网壳发展的一个重要因素。
钢筋混凝土薄壳结构尽管有诸多优点,但经过若干年工程实践,工程技术人员逐渐发现这种结构的缺点:钢筋混凝土薄壳施工时需要架设大量模板,工作量很大,施工速度较慢,工程造价高。因而人们对之逐渐丧失兴趣,开始寻求新的结构构造形式。随着铁、钢材、铝合金等轻质高强材料出现及应用,富有想象力的工程师开始了对穹顶结构各种杆件形式网壳的发展。

公认的穹顶结构之父德国工程师施威德勒对穹顶网壳的诞生与发展起了关键性的作用,他在薄壳穹顶的基础上提出了一种新的构造型式,即把穹顶壳面划分为经向的肋和纬向的水平环线,并连接在一起,而且在每个梯形网格内再用斜杆分成两个或四个三角形,这样穹顶表面的内力分布会更加均匀,结构自身重量也会进一步降低,从而可跨越更大空间。这样的穹顶结构实际上已是真正的网壳结构,即沿某种曲面有规律的布置大致相同的网格或尺寸较小的单元,从而组成空间杆系结。

我国的空间结构在上世纪50年代末较多地采用薄壳结构、悬索结构，60年代中采用网架结构，80年代较多地采用网壳结构，直到21世纪,这些比较传统的近代空间结构,除薄壳结构外,均获得了长期蓬勃的发展,工程项目遍布全国城镇各地。
网壳结构在我国解放初曾有所应用，当时主要是一类联方型的网状筒壳，材料为型钢或木材跨度在30M左右，如扬州苏北农学院体育馆、南京展览中心(551厂)、上海长宁电影院屋盖结构等。

作为有影响的我国第一幢大跨度网壳结构是天津人民体育馆屋盖，采用带拉杆的联方型圆柱面网壳，平面尺寸为52mx68m，矢高为8.7m，用钢指标为45kg/时，该网壳1956年建成，1973年因失火而重建。

到目前为止，据不完全统计，我国已建成各类
网壳结构工程100多幢，其中80%是近20年兴建的。
1989年建成的北京奥林匹克体育中心体育馆，平面尺寸70mx83.2m，采用人字形截面双层圆柱面斜拉网壳，为目前国内跨度最大的筒状网壳结构;

1994年建成的第43届世乒赛天津体育中心体育馆双层球型网壳跨度(直径)I08m，覆盖跨度(直径)135m，为我国跨度最大的球面网壳结构。

中国国家大剧院采用双层椭球形空腹网壳结构，东西跨度212.24m，南北跨度143.64m，弯顶标高46.29m。

网壳结构的组成及特点网壳结构的组成及特点天津博物馆网壳结构的组成及特点·网壳结构的支撑网壳结构的组成及特点·网壳结构的支撑网壳结构的组成及特点·网壳结构的支撑网壳结构的形式单层网壳结构
指用较短的杆件，以一定的规律和足够的密度组成网格只有一层，这种网壳结构适用于中小跨度(≤40米)
上海科技馆位于上海浦东花木行政中心区,场地面积68726㎡,主楼建筑面积88000㎡,最高层数4层,最高点49m,层高10m。在建筑物中轴线上有一由单层网壳和通透玻璃组成的椭圆球体大厅。网壳结构的形式·双层网壳网壳结构的形式·三层网壳网壳结构的形式·球面网壳肋环型网格
只有径向杆和纬向杆，网格呈四边形，似蜘蛛网
施伟特勒型网格
由径向网肋、环向网肋和斜向网肋构成
联方型网格
由左斜肋和右斜肋构成的菱形网格，两斜肋交角30°～50°

凯威特型网格
用n根径向杆将球面划分成n个扇形曲面，再在每个扇形曲面内用纬线杆和斜向杆划分成比较均匀的三角形网格.
三向网格型
由竖平面相交成60°的三族竖向网肋构成；适合中小跨度穹顶
短程线型球壳
圆球内接的最大正多面体是正二十面体；杆长规格最少且杆长最短的球壳网格。

双层球网壳：
用由两个同心的单层球面通过腹杆连接而成；其形成与单层网壳相同。
北京2008奥运会老山自行车赛馆位于北京石景山区老山街，屋盖采用双层球面网壳结构，覆盖直径149.536,m，矢高14.69,m，矢跨比约为1/10，表面积约为18,240㎡．网壳支承于倾斜人字形钢柱及柱顶环形桁架之上，柱顶支承跨度为133.06,m．网壳厚度2.8m，为跨度的1/47.5．