钢结构单层网壳设计
网壳结构
图24 短程线球面网壳
7．两向格子型球面网壳
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， 如图25所示。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。
图25 二向格子型球面网壳网格划分
(二)双层球面网壳 主要有交叉桁架系和角锥体系两大类。
2．网壳的厚度
双层柱面网壳的厚度可取跨度的 1/50~1/20；双层球面网壳的厚度一般 可取跨度的1/60~1/30。研究表明，当 双层网壳的厚度在正常范围内时，结构不 会出现整体失稳现象，杆件的应力用得比 较充分，这也是双层网壳比单层网壳经济 的主要原因之一。
3．容许挠度
容许挠度的控制主要是为消除使用过程中 挠度过大对人们视觉和心理上造成的不舒适感， 属正常使用极限状态的内容。
(2)面心划分法
首先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(图23)。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。
面心法的特点是划分线垂直于基本三角形的边， 划分次数仅限于偶数。由于基本三角形的三条 中线交于面心，故称为面心法。
主要内容
3.1 网壳结构的形式 3.2 网壳结构的设计 3.3 网壳结构的温度应力和装配应力 3.4 网壳结构的抗震计算 3.5 网壳结构的稳定性 3.6 单双层网壳及弦支穹顶
3.1 网壳结构形式
一、网壳的分类
通常有按层数划分、按高斯曲率 划分和按曲面外形划分等三种分类 方法。
1．按层数划分
网壳结构主要有单层网壳、双层网壳和三层 网壳三种。 (如图1所示)
格加斜杆，形成单向斜杆型柱面网壳.
广厦钢结构之网架和网壳结构cad教程
第〇章第4章网架和网壳结构CAD1基础知识1.1关于网架和网壳结构的概述空间网架和网壳结构是近几年来非常流行的大跨度钢结构形式, 其盛行的原因主要有两方面。
一是受力好和空间刚架好, 二是工厂化生成和安装方便。
以节点划分主要有两种类型: 焊接球与螺栓球, 尤以螺栓球较为普遍。
螺栓球网架和网壳中构件主要有: 杆件、螺栓球、封板锥头、高强螺栓和套筒（无纹螺母）。
以基本单元几何构成来分就很多了, 常用的是正交正放四角锥。
不同位置构件的称谓见图:1.2设计流程1.3了解一些AutoCADGDCAD的图形平台是AutoCAD R14；需要利用其右边的屏幕菜单, 如果AutoCAD R14的屏幕菜单被关闭, 请点击菜单“Tools—Preferences—Display”, 在第一项关于“Screen Menu”上作出选择。
2GDCAD中常用的命令是“Dview”, 主要用来看模型的空间透视图, 具体在command: 下键入“DV”回车然后选择对象, 键入“CA”后可动态显示透视图。
3AutoCAD 与用户的交流主要是对话框与文本区, 按“F2”可显示或关闭文本提示区。
4一个平板网架的工程实例4.1建立工程点击桌面上“网架网壳CAD”快捷方式, 进入主菜单, 点击“工程—新工程”, 在工程卡片上填写工程名比如“GDTEST”, 指定工程存放路径及AutoCAD R14的路径, 程序自动在工程存放路径下建立“GDTEST”子目录（或称文件夹）, 以后所有与该工程有关的文件全部放在其下面。
4.2建立零部件库文件4.3点击“零部件规格—重组规格”, 屏幕出现规格卡片, 左边是读取路径, GDCAD安装完成后, 程序目录下带有一“DATA”子目录, 内部包含某一种网架加工厂家的零部件规格系列, 因此缺省的读取路径指向“DATA”子目录, 点击“读取”按钮, 显示钢管等零部件序列编号, 如果不准备采用某一序号, 请点击该序号去掉其前面的“(”选择符。
基于性能的大跨度钢结构设计要点及注意事项
基于性能的大跨度钢结构设计要点及注意事项摘要：钢结构具有塑性好、强度高、重量轻等优点，目前被广泛使用、本文主要运用文献法、调查法，从性能角度出发，研究分析大跨度钢结构的设计要点及注意事项，就如何做好大跨度钢结构设计提几点看法，以供借鉴参考。
关键词：大跨度钢结构；性能；设计要点；注意事项大跨度钢结构，指的是横向跨越60m的钢结构。
大跨度钢结构目前主要有网壳结构、网架结构、悬索结构以及薄壳结构、膜索结构这几种结构形式【1】。
与其他类型的大跨度结构相比，大跨度钢结构的强度高、刚度大、质量轻、噪声低、环境污染小且制造简单，具有更高的实用性。
目前，世界许多国家都开始大范围采用钢结构，据不完全统计，全球超高层、大跨度结构中的一半都为纯钢结构，国外的高档住宅中有60%都使用了钢结构，在我国对钢结构尤其是大跨度钢结构的应用率也在逐年提升。
【2】尽管对大跨度钢结构的使用率在逐年提高，但与之相配套的技术、产品等还有提升空间，尤其是在设计方面还需不断改善优化。
下面结合实际，对基于性能的大跨度钢结构设计及应用有关问题做具体分析。
1大跨度钢结构设计方法1.1选取计算模型在进行大跨度钢结构设计时，要有准确的计算模型，计算模型的精确度关系到最终的设计效果与质量，因此在设计时不能将计算模型随意简化，要尽量根据建筑图建立合理的计算模型，提高模型精度，以保证最终的设计质量。
在进行设计时，要注意次构件的设计合理性，次构件对整个结构也有很大影响，所以在设计次构件时必须考虑性能、安全、质量与经济，在保证结构性能的基础上尽可能节约大跨度钢结构材料，降低工程造价【3】。
1.2节点构造设计大跨度钢结构构件多，构件之间的连接比较复杂多变。
设计节点构造时，需先确定构件连接方式、构件截面尺寸、大跨度钢结构受力情况等，综合这些因素科学选择最为合适的节点构造形式。
在选择好节点构造形式后，需将相关的数据代入模型进行计算，以保证整个结构受力合理，大跨度钢结构体系安全稳定。
单层网壳嵌入式毂节点JG／T136--2001
材料要求
杆端嵌入件宜采用
材质的铸钢件 用精密铸造工艺生产而成 其化学成分 力学
性能 热处理参数应符合
的有关规定
毂体 压盖 中心螺栓宜采用
材质的钢材 其化学成分 力学性能应符合
的有关
规定
杆件可采用管材或型钢 材质应选用
或
化学成分 力学性能应符合
及
的有关规定
压盖厚度宜选用
中心螺栓宜选用
普通粗牙螺栓 材料皆宜选用
θ
图 工程建设建准全文信息系统
工程建设建准全文信息系统
杆端嵌入件铸造公差 嵌入榫为
公差等级
级 采用 表
其余部分为
铸件尺寸
级 公差尺寸见表
杆端嵌入件超重不大于 杆件尺寸允许偏差及杆件与杆端嵌入件组焊角度值允许偏差见表
表
项目
尺寸允许偏差
杆件长度
杆端嵌入件倾角
度
两端杆端嵌入件扭角
度
钢管初始弯曲度
注
杆件几何长度
范围
本建准规定了单层网壳嵌入式毂节点产品定义与分类 要求 试验方法 检验规则 建志 包装 运输 和贮存
本建准适用于一般工业与民用建筑的单层球面网壳及圆柱面网壳中的毂节点
引用标准
下列建准所包含的条文 通过在本建准中引用而构成为本建准的条文 本建准出版时 所示版本均 为有效 所有建准都会被修订 使用本建准的各方应探讨使用下列建准最新版本的可能性
中华人民共和国建设部
批准
实施
工程建设建准全文信息系统
工程建设建准全文信息系统
毂体 杆件
压盖
中心螺栓 平垫圈及弹簧垫圈
杆端嵌入件
毂体规格系列的代号表示如下
·
图1
示例 毂体高度为 毂体规格系列如表
大跨度单层网壳结构点式支撑体系施工工法
大跨度单层网壳结构点式支撑体系施工工法1、前言在大跨度施工领域，受施工环境的限制需采用分片高空原位拼装时，一般均需搭设胎架支撑体系。
当施工区域难以设置塔吊，需要汽车吊在大跨度单层网壳结构下方进行吊装作业，若采用传统满堂架或标准化胎架支撑体系，汽车吊行走、作业区域将受到很大限制，难以覆盖整个钢结构区域。
点式支撑体系可以很好地解决这个问题，采用点式支撑体系的大跨度单层网壳结构下方有充足的空余区域，汽车吊可在结构下方自由行走，吊装区域覆盖整个钢结构。
该工法应用后，在大大提高现场施工生产效率的基础上，保证了钢结构安装的安全性，有效提高了安装的精确性，获得了良好的社会与经济效益。
其在钢结构施工支撑胎架体系领域的创新，显著推进了大跨度单层网壳钢结安装技术的发展。
2、工法特点2.1以结构分段定制胎架支撑点，减少现场胎架安装量，提高现场施工生产效率；2.2以施工要求确定胎架形式，预留汽车吊的行走作业区域，实现汽车吊全区域作业；3、适用范围本工法适用于无塔吊覆盖采用汽车吊施工的大跨度单层网壳结构。
4、工艺原理大跨度单层网壳结构点式支撑体系适用于采用汽车吊施工的大跨度单层网壳结构。
根据结构特点、结构分段定制点式支撑胎架，仅在需在支撑的分段点位设置竖向支撑胎架。
然后根据汽车吊外形尺寸、行走吊装参数确定各竖向胎架间水平、斜向杆件，保证胎架体系稳定性。
汽车吊能够在结构下支撑体系内部自由行走从而覆盖整个结构区域的安装。
5、施工工艺流程及操作要点5.1单层网壳结构吊装分段根据结构特点和汽车吊性能合理将结构分成“条”或“片”装吊装单元。
5.2点式支撑体系设计图5.2 单榀胎架杆件、顶部、底部转换措施示意5.2.1竖向主支撑杆件竖向杆件是支撑结构的主要受力杆件。
杆件的布置应根据结构的吊装分段设置，确保和每吊装分段形式临时的稳定结构。
杆件的截面根据其顶部的结构反力计算确定。
5.2.2水平/斜向联系杆件水平/斜向联系杆件主要是为了保等胎架体系的稳定性。
天津于家堡大跨度单层网壳结构设计与分析
天津于家堡大跨度单层网壳结构设计与分析陈志华;徐皓;王小盾;宋长江;高修建【摘要】天津于家堡综合交通枢纽站房屋盖采用单层网壳结构，南北向跨度为144,m，东西向跨度为81,m，矢高为25,m，是目前国内跨度最大的单层网壳结构。
基于仿生学设计理念，建筑造型模仿贝壳形状和纹理，焊接箱形杆件沿空间螺旋线交织布置。
结合于家堡大跨度单层网壳结构，详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式，并对其稳定性能和动力特性进行了研究，为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考。
%The roof of Tianjin Yujiapu transport hub is a single-layer reticulated shell structure,which has a north-south span of 144,m,an east-west span of 81,m and a vector height of 25,m,and this structure is a single-layer re-ticulated shell with the largest span in China at present. Based on the design concept of bionics,the shell simulates the shape and texture of a conch,and its welded-box members distribute along spatial spirals. With regard to the large-span single-layer reticulated shell of Yujiapu,its structural form and design were described in detail. Then sta-bility properties and dynamic behaviors of the structure were studied. The purpose of this paper is to provide a refer-ence for the design of long span and irregular single-layer reticulated shell.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2015(000)0z1【总页数】5页(P91-95)【关键词】于家堡;单层网壳;结构设计;稳定分析;动力特性【作者】陈志华;徐皓;王小盾;宋长江;高修建【作者单位】天津大学建筑工程学院，天津 300072; 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072;天津大学建筑工程学院，天津 300072;天津大学建筑工程学院，天津 300072;铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251;铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251【正文语种】中文【中图分类】TU393.3现代空间结构中，网壳结构常被用于覆盖大跨度无柱空间，是大跨度结构的较理想的结构形式之一．其中单层网壳又因杆件少、节点构造简单、建筑造型美观、结构受力合理、施工方便和经济等特点，具有较好的发展前景[1-2]．随着单层网壳结构跨度的不断增大，网壳结构的稳定性和动力性能变得越来越重要，已成为结构设计中不可忽略的关键问题[3-4]．本文结合天津于家堡大跨度单层网壳结构，详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式，并对其稳定性能和动力特性进行了研究，为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考．于家堡位于天津市塘沽区海河北岸，东西南三面临海河．京津城际延伸线于家堡综合交通枢纽位于于家堡中心商务区北端，东接规划中央大道，南邻规划于仁道，西接规划堡京路，北邻现状新港路．该交通枢纽连接京津城际延伸线及多条地铁线，总建筑面积约20余万平方米，铁路车场设置于地下，车站规模包括3座岛式站台与6条到发线．新建站房最高聚集人数约2,000人，远期每日旅客发送量达50,000人次，高峰小时发送量约为5,000人次．该交通枢纽周边设置有出租车停车场、社会车停车场、公交中心及控制中心等一系列配套设施，从而形成一个庞大、便利的交通枢纽中心．于家堡综合交通枢纽整体效果图如图1所示．天津于家堡综合交通枢纽站房屋盖采用大跨度单层网壳结构，南北向跨度为144,m，东西向跨度为81,m，矢高为25,m，是目前国内跨度最大的单层网壳结构．基于仿生学设计理念，模仿贝壳形状和纹理，焊接箱形杆件沿空间螺旋线交织布置，构成非规则的空间曲面造型．站房屋面采用ETFE膜材以达到整体结构简洁、轻巧、通透并与周围环境完美结合的效果．网壳南侧设主入口，东西两侧各设一个次入口，各入口门洞均为三角形样式；网壳顶部设有较大面积的天窗．网壳结构的平面图、立面图分别如图2和图3所示．于家堡大跨度单层网壳结构的杆件均采用Q345C钢材．由于网壳网格大小、疏密不一，故网壳结构不同部位的杆件类型和截面大小不同，杆件截面参数详见表1，各截面分布如图4所示．于家堡单层网壳结构通过36个支座与地下结构相连，约束条件为释放环向位移、约束径向和竖向位移的铰支座．于家堡单层网壳结构所承受的荷载除恒荷载外，还有活荷载、风荷载、雪荷载、温度效应等多种可变荷载作用[5-8]．具体如下．(1) 恒荷载除网壳杆件自重外，还有：① 杆件附加恒荷载：用于模拟屋面排水沟、建筑装饰材料、灯具及屋盖吊挂荷载，顺时针发散的杆件取3.9,kN/m，逆时针发散的杆件取2.0,kN/m，顶环梁杆件取1.0,kN/m；②节点附加恒荷载：用于模拟节点板重量，节点板重量根据与之相连的杆件尺寸大致分为2.5,kN、5.5,kN、7.0,kN 3类；③天窗附加恒荷载：用于模拟天窗双层夹胶玻璃及其他附件，取2.0,kN/m2；(2) 活荷载：为最小不上人的屋面活荷载，取0.5,kN/m2，按满跨分布；(3) 风荷载：由于网壳曲面非规则，坡度变化较大，且结构重要性较高，故应由风洞试验确定风荷载，初步分析时暂时模拟4种风向并保守取值；(4) 雪荷载：基本雪压取0.4,kN/m2，模拟雪的不均匀堆积和不均匀除雪，按满跨或各种半跨分布；(5) 温度效应：模拟冬季均匀降温和夏季不同日照条件下的不均匀升温，设计温差为±25,℃，局部升温可达30,℃．考虑了73种荷载基本组合和66种荷载标准组合．经分析，该单层网壳结构的最大等效应力为183.6,MPa，远小于Q345,C钢材的强度设计值295,MPa；最大位移为122,mm(如图5所示)，小于其位移限值L/400＝200,mm的设计要求．于家堡大跨度单层网壳结构强度及位移均满足设计要求，结构体系合理、具有良好的力学性能．4.1 特征值屈曲分析对于家堡大跨度单层网壳结构进行特征值屈曲分析，荷载工况选取1.0恒＋1.0全跨活．经分析，该单层网壳结构的前10阶特征值详见表2，前3阶屈曲模态如图6所示．4.2 非线性稳定性分析根据《空间网格结构技术规程》[7]文献[9]，进行网壳全过程分析时应考虑初始几何缺陷(即初始曲面形状的安装偏差)的影响，采用一致缺陷模态法引入初始几何缺陷，缺陷分布可采用结构的最低阶屈曲模态，缺陷峰值可取网壳短跨的1/300．对于家堡大跨度单层网壳结构进行非线性稳定性分析．经分析，该单层网壳结构考虑初始缺陷和几何非线性时的稳定系数为5.93，考虑初始缺陷和双重非线性时的稳定系数为5.26，满足规范[7]要求，该单层网壳结构的稳定性较好．于家堡大跨度单层网壳结构的抗震设防类别为乙级，设计地震分组为第2组，场地类别为Ⅲ类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，小震加速度峰值为55,cm/s2，大震加速度峰值为310,cm/s2．按8度采用抗震构造措施，以提高结构的整体抗震性能．对于家堡大跨度单层网壳结构进行自振特性分析[10]．经分析，该单层网壳结构的前10阶自振频率详见表3，前3阶自振模态如图7所示．天津于家堡大跨度单层网壳结构，南北向跨度为144,m，东西向跨度为81,m，矢高为25,m，是目前国内跨度最大的单层网壳结构．本文结合于家堡单层网壳结构，详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式，并对其静力性能、稳定性和动力特性进行了分析研究．其建筑外观为贝壳形状，焊接箱形杆件呈空间双螺旋交织布置，为非规则的空间曲面造型．分析结果表明：(1) 该网壳结构在静力荷载作用下的强度及位移均满足设计要求；(2) 该网壳结构考虑初始缺陷和几何非线性时的稳定系数为5.93，考虑初始缺陷和双重非线性时的稳定系数为5.26，具有良好的稳定性能；(3) 该网壳结构的基频为1.54,Hz，且自振频率分布较为密集，结构刚度较好．综上所述，于家堡单层网壳结构体系合理，这种空间双螺旋线交织布置的杆件布置方式能够较好地满足结构强度和刚度要求，整体结构具有良好的稳定性能和动力特性．本文为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考．【相关文献】［1］王成博，毕继红，田力，等. 单层网壳结构性能分析[J]. 空间结构，1997，3(4)：14-21. Wang Chengbo，Bi Jihong，Tian Li，et al. Analysis on properties of single layer latticed domes[J]. Spatial Structures，1997，3(4)：14-21(in Chinese).［2］徐皓，陈志华，王彬. 非对称荷载对大跨度非规则单层网壳结构性能的影响[J]. 建筑钢结构进展，2012，14(1)：14-19，38. Xu Hao，Chen Zhihua，Wang Bin. The effect of asymmetrical loads on the structural performance of large-span anomalous single-layer reticulated shell[J]. Progress in Steel Building Structures，2012，14(1)：14-19，38(in Chinese).［3］韩庆华，杨志，潘延东，等. 单双层球面网壳结构的静力特性及其稳定性能分析[J]. 天津大学学报，2002，35(4)：447-451. Han Qinghua，Yang Zhi，Pan Yandong，et al. Static behavior and stability analysis of single-double layer reticulated dome[J]. Journal of Tianjin University，2002，35(4)：447-451(in Chinese).［4］尹越，韩庆华，刘锡良，等. 北京2008奥运会老山自行车赛馆网壳结构分析与设计[J]. 天津大学学报，2008，41(5)：522-528. Yin Yue，Han Qinghua，Liu Xiliang，et al. Analysis and design of reticulated dome of Laoshan cycling gymnasium for the Beijing 2008 Olympic Games[J]. Journal of Tianjin University，2008，41(5)：522-528(in Chinese).［5］ GB50009—2012 建筑结构荷载规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012. GB50009—2012 Load Code for the Design of Building Structures[S]. Beijing：China Architecture and Building Press，2012(in Chinese).［6］ GB50017—2003 钢结构设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2003. GB50017—2003 Code for Design of Steel Structures [S]. Beijing：China Planning Press，2003(in Chinese). ［7］ JGJ7—2010 空间网格结构技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010. JGJ7—2010 Technical Specification for Space Frame Structures[S]. Beijing：China Architecture and Building Press，2010(in Chinese).［8］ DB29-140—2011 天津市空间网格结构技术规程[S].天津：天津市建设管理委员会，2011. DB29-140—2011 Technical Specification for Spatial Grids Structure of Tianjin[S]. Tianjin：Tianjin Construction Administration Committee，2011(in Chinese).［9］尹越，王秀泉，闫翔宇. 乌兰浩特火车站站台雨棚钢结构分析与设计[J]. 天津大学学报：自然科学与工程技术版，2014，47(增)：69-73. Yin Yue，Wang Xiuquan，Yan Xiangyu. Analysis and design of the steel structure of canopy roof of Ulanhot railway station[J]. Journal of Tianjin University：Science and Technology，2014，47(Suppl)：69-73(in Chinese).［10］ GB50011—2010 建筑抗震设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010. GB50011—2010 Code for Seismic Design of Buildings[S]. Beijing：China Architecture and Building Press，2010(in Chinese).。
自由曲面的大跨度单层网壳结构钢结构深化设计与制作
自由曲面的大跨度单层网壳结构钢结构深化设计与制作【摘要】：联合国地理信息管理-德清论坛会址是一个自由曲面的大跨度单层网壳结构体系，项目运用Tekla Structures软件在钢结构方面的建模、出图、加工制作进行介绍。
【关键词】：Tekla Structures，钢结构，网壳结构，三维建模，出图一、工程概况联合国全球地理信息管理德清论坛会址为自由曲面的大跨度空间单层网壳空间结构，由大小不一、平面形状不同的三角形钢结构组成不对称的几何曲面体。
工程结构外壳采用钢结构结合不锈钢，表面为玻璃幕墙和铝单板幕墙，外壳内采用钢-混框架结构体系。
建筑物东区长度192米，西区长度160米，最大跨度128米。
东、西两区建筑高度为31.1米，东区屋盖为地上三层，地下一层，西区屋盖为地上四层，地下一层。
工程东、西区钢屋盖：由22榀大小尺寸不同的椭圆形、异型钢拱架、钢连梁、V形方管钢柱、V形圆管钢柱组成。
钢材材质为Q345B，总用钢量为4600吨，单构件最大重量为22吨。
由于本工程钢结构构件规格种类较多，其中主结构钢梁为弧形结构，弧度的弯曲每一榀、每一个构件都不一样，其中有部分构件需要进行弯曲成型，钢桁架曲率多样，所以在工厂生产加工中钢管弯曲的施工工艺也不相同。
自由曲面的大跨度空间单层桁架屋面钢结构，是目前国内少有的无规则，变截面自由曲面。
东区屋盖艺术飘带西区屋盖二、工程特点、难点分析：自由曲面的大跨度空间单层网壳空间结构呈椭圆形外壳，钢结构主梁拱架为椭圆曲线刚架，钢拱架之间连接方管次梁。
钢结构形式有圆管Y型柱、箱形Y型柱组、箱形梁、箱形变截曲钢梁、箱型次梁组成，其中节点形式多样，连接形式较为复杂且每个杆件的斜率、曲率都不一样。
三、Tekla Structures建模前期准备工作3.1技术设计组成立详图深化设计组，指定深化设计人员与设计院结构设计师协调，熟悉结构设计图纸，领会设计药店，确保深化设计按照结构总体要求进行。
3.2制定深化设计工期计划表根据项目总进度计划合理安排“钢结构深化进度”，明确项目批次计划、设计、加工生产、安装计划，确保项目总体进度的完成。
结构设计攻略之网壳结构完美设计法
结构设计攻略之网壳结构完美设计法1、网壳是什么网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。
其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。
此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。
网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。
2、网壳的发展史网壳结构的雏形——穹顶结构。
在人类社会的发展历程中,大跨度空间结构常常是建筑人员追求的梦想和目标。
其中,网壳结构的发展经历了一个漫长的历史演变过程。
古代的人类通过详细观察，利用仿生原理，为了有一个更好的生存空间，常常以树枝为骨架、以稻草为蒙皮来模仿如蛋壳、鸟类的头颅、山洞的，搭造穹顶结构，即最初的帐篷。
随着建筑材料的发展，穹顶的石料，后面逐渐被砖石取代。
穹顶的跨度一般不大，在30m~40m左右，其中建于公元120～124年的罗马万神庙是早期穹顶的典型代表。
到19世纪，铁的应用为穹顶的发展开创了一个新纪元，近代钢筋混凝土结构理论的出现及应用开辟了大跨度薄壳穹顶的新领域。
1922年在德国耶拿建造了土木工程史上第一座钢筋混凝土薄壳结构———耶拿天文馆。
耶拿天文馆随着铁、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使用各种杆件形式。
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构。
施威德勒网壳3、已建成的网壳赏析富勒球1962年11月13日，经过百般周折，加拿大终于获得1967年蒙特利尔世博会的举办权。
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结构简图
荷载导算方法
3D3S建模
导入ANSYS中
导算荷载，生成荷载文件
荷载导算方法
风载体型系数 【建筑结构荷载规范】
荷载导算结果
工况0：恒载 0 kN/m2
荷载导算结果
工况1：活载 0.50 kN/m2
荷载导算结果
工况2：风向一 0.50 kN/m2
荷载导算结果
工况2：风向二 0.50 kN/m2
4 2 0 -30 -20 -10 0 -30
2
0 -20 -10 0 10
-40
整体稳定分析结果
弹性分析 组合号 荷载因子 一 15.12 二 三 荷载+半跨活载 四 38.31 32.05 23.48 18.29 17.08 16.35 弹塑性分析 组合号 荷载因子 一 10.01 二 三 四 五 六 七 19.41 17.60 11.82 11.75 8.32 7.80
起控制作用 五
六 七
经济性分析
共用钢材12915 kg 28.55kg/m2
经济性较好!
谢谢！
最大轴力图
位移统计：
最大位移（mm）
节点号
组合号
X向位移 Y向位移 Z向位移
位移平方和
289
7
4.7
0.0
5.9
7.6
组合七位移图
位移限值
【网壳结构设计规程】 1/400较小跨度
20000mm/400=50mm＞7.6mm
四：整体稳定分析
整体稳定荷载组合
一 二 三 四 五 六 七 恒载+活载 恒载+风载1 恒载+风载2 恒载+0.7*活载+0.6*风载1 恒载+0.7*活载+0.6*风载2 恒载+半跨活载1 恒载+半跨活载2
钢结构单层网壳设计
—某椭球面网壳设计
设计人 ：梁江浩 指导老师：郭小农
一：工程背景
本结构设计使用年限为 50 年，安全等 级为二级，抗震等级为三级； 天津； B类地貌； 7度， 0.15g； 第一组 ，场地类别Ⅳ。
二：结构信息输入
结构选型
单层网壳 杆件失稳与整体失稳 杆件1.5-2.0m左右 玻璃安装
分析步骤
1屈曲分析 2一致模态法施加初始缺陷 1/300 3全过程非线性分析（弹性与弹塑性）
组合一第1阶模态
组合五第2阶模态
组合七第4阶模态
非线性分析中所关注点
第五种荷载组合44节点位移
20 18 12 16 14 12 10 8 6
UX_44 UY_44 UZ_44
14
10
8
6
4
UX_44 UY_44 UZ_44
三：结构计算
静力分析 3D3Sv9.0 小震弹性分析 ANSYS 手算 整体稳定性分析 节点与支座验算
分析荷载组合
荷载组合 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 1.20恒载+1.40活载工况1 1.20恒载+1.40x0.70活载工况1+1.40风载工况2 1.20恒载+1.40x0.70活载工况1+1.40风载工况3 1.20恒载+1.40活载工况1+1.40x0.60风载工况2 1.20恒载+1.40活载工况1+1.40x0.60风载工况3 1.20恒载+1.40风载工况2 1.20恒载+1.40风载工况3 1.35恒载+1.40x0.70活载工况1+1.40x0.60风载工况2 1.35恒载+1.40x0.70活载工况1+1.40x0.60风载工况3 1.20重力荷载代表值+1.30地震作用