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          工程资讯

          网壳的10种结构型式

          文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018/9/14     浏览次数:    

            纵观网壳结构的发展历史,网壳结构型式大致可分为以下10种类型。

            (1)肋环型和施威德勒型球面网壳

            肋环形网壳是在肋型穹顶的基础上,把环形檩条与经向的肋连结成一个刚性体系,使环向力由檩条承受,这样就改善了结构的内力分布,减轻了结构自重。施威德勒型球面网壳又在肋环形球面网桥的基础上,把每个梯形网格再用斜杆分成更小的三角形,使结构内力沿网壳表面分布更加均匀,从而可进一步减轻结构自重,使网壳可跨越更大空间。

            (2)联方型球面网壳

            这种网壳的网格是由两向斜交杆系构成的,它的基本单元是菱形。有时为了增强其结构的稳定性能,还加设水平环向杆系,这种体系是德国建筑师佐林格在1906年发明的,它既使每个节点上汇交的杆件数量尽可能少,又使各根杆件的尺寸在整个结构中尽量相同或相差不多。联方型网壳主要用于金属网壳,它既适用于球面网壳,也适用于柱面网壳,在国内外已得到广泛应用。

            (3)凯威特型球面网壳(又称平行联方型网壳)

            这种网壳综合了施威德勒型网壳、联方型网壳和三角形格子网壳分割的优点,其结构的受力性能十分良好,尤其是在强烈风荷载和地震荷载作用下的受力性能,因此常用于大跨度结构。凯威特型球面网壳在美国和日本广为流行。1973年7月建成的美国新奥尔良体育馆就是此种网壳的典型代表,其净跨为213m,矢高为32m,可容纳观众72000人左右。

            (4)短程线型球面网壳(也称测地线穹顶网壳)

            这种网壳是由巴克明斯特?富勒发明的,他认为自然界总是建造最经济的结构。“短程线”这个术语来自地球测量语,即连接球面上任意两点的最短距离。富勒将此原理应用到网壳结构中,发明了短程线网壳。他认为此种网壳将是最轻的、强度最高的,同时又是最经济的结构。工程实践证明,短程线型网壳的网络划分规整、均匀,杆件和结点的种类在各种球面网壳中是最少的,其杆件受力非常均匀,最适合在工厂中大批量生产,造价也最经济。

            (5)二向格子型球面网壳

            这种网壳由位于两组子午线上的交叉杆件组成,所有网格均接近正四边形,尺寸也近似。网壳的所有杆件都在大圆上,为曲率相同的圆弧杆。

            1968年建成的墨西哥城体育馆就是此种网壳,其净跨为134m,网格尺寸为14m×14m,在每个网格上安装预制单元为单层双曲抛物面的小网壳。

            (6)三向格子型球面网壳

            这种网壳是在球面上用三个方向的大圆构成网格,形成比较均匀的三角型格子。其优点是结构的受力性能好,且易于标准化,可在工厂中大批量生产,经济性能也很好。近十多年,日本的巴组铁工所应用三向预制菱形穹顶建造了许多优美的大跨度穹顶网壳,例如奥林匹克圆剧场,净跨为105m。

            (7)应力表皮球面网壳

            这种网壳实际上是把飞机机翼的设计原理应用于建筑结构,充分利用结构表皮的强度,将网壳的承重结构与结构表皮结合起来共同工作,创造了网壳结构的一种新型体系。此种网壳制作简单,安装迅速,强度高,造价低,结构型体优美。

            (8)柱面网壳

            如果建筑平面是正方形或矩形,特别是狭长平面时,常常会选用柱面网壳。有时也会把柱面网壳放在中间,而在两端用两个半球面网壳进行封闭,构成一个组合网壳。

            (9)双曲抛物面型网壳

            该网壳是直纹曲面,杆件可以预制成直线形状,因此其制作与安装都很简单。双曲抛物面型网壳以其美观的造型和合理的受力,得到广泛的应用和发展。

            (10)折板型网壳

            此类网壳是综合了钢筋混凝土折板、网格结构和壳体的一些优点而发展起来的一种新型网壳,其结构型式多种多样,近年来越来越受到人们的重视。

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