網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和大量的工程實(shí)踐應(yīng)用，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為建筑結(jié)果提供了一種新穎合理的結(jié)構(gòu)形式，這主要是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿件結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性，受力合理，可以跨越較大的跨度。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是典型的空間結(jié)構(gòu)，合理的曲面可以使結(jié)構(gòu)力流均勻，結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，結(jié)構(gòu)變形小，穩(wěn)定性高，節(jié)省材料。

（2）具有優(yōu)美的建筑造型，無論是建筑平面、外形和形狀都能給設(shè)計(jì)師以充分的創(chuàng)作自由。薄殼結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)的形態(tài)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)幾乎都可以實(shí)現(xiàn)。既能表現(xiàn)靜態(tài)美，又能通過平面和立面的切割以及網(wǎng)格、支撐與桿件的變化表現(xiàn)動態(tài)美。

（3）應(yīng)用范圍廣，既可以用于中、小跨度的民用和工業(yè)建筑，也可用于大跨度的各種建筑，特別是超大跨度的建筑。在建筑平面上可以適應(yīng)多種形狀，如圓形、矩形、多邊形、扇形以及各種不規(guī)則的平面。在建筑外形上可以形成多種曲面。

（4）可以用小的構(gòu)件組成很大的空間，而且桿件單一，這些構(gòu)件可以在工廠預(yù)制實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，安裝簡便快速，適應(yīng)采用各種條件下的施工工藝，不需要大型設(shè)備，因此綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。

（5 ）計(jì)算方便。我國已有許多適用于多種計(jì)算機(jī)類型的各種語言的計(jì)算軟件，為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計(jì)算、設(shè)計(jì)和應(yīng)用創(chuàng)造買有利條件。

（6 ）由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)呈曲面形狀，形成了自然排水功能，不需像網(wǎng)架結(jié)構(gòu)那樣采用小立柱找坡。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在解放初曾有所應(yīng)用。當(dāng)時(shí)主要是一類聯(lián)方型的網(wǎng)狀筒殼，材料為型鋼或木材，跨度在30m左右，如揚(yáng)州蘇北農(nóng)學(xué)院體育館、南京展覽中心（551廠）、上海長寧電影院屋蓋結(jié)構(gòu)等。作為有影響的我國第一幢大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是天津體育館屋蓋，采用帶拉桿的聯(lián)方型圓柱面網(wǎng)殼，平面尺寸為52m X68m，矢高為8.7m，用鋼指標(biāo)為45kg每平米。該網(wǎng)殼1956年建成，1973年因失火而重建。此后，截至1992年上半年，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已建成各類網(wǎng)殼近80幢，覆蓋建筑面積約70000平米，其中80%是近10年興建的。如1989年建成的北京奧林匹克體育中心綜合體育館，平面尺寸為70m X 83m，采用人字形截面雙層圓柱面斜拉網(wǎng)殼，為國內(nèi)跨度最大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。同年建成的濮陽中原化肥尿素散裝庫，平面尺寸為58mX135m，采用雙層正放四角錐圓柱面網(wǎng)殼，為國內(nèi)覆蓋建筑面積最大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，也是第一個(gè)采用螺栓球節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀筒殼。1967年建成的鄭州體育館，采用肋環(huán)形穹頂網(wǎng)殼，平面直徑64m，矢高9.14m，為國內(nèi)跨度最大的單層球面網(wǎng)殼。又如1988年建成的北京體院體育館，采用帶斜撐的四塊組合型雙層扭網(wǎng)殼，平面尺寸為59.2m見方，矢高3.5m,挑檐3.5m，為我國跨度最大的四塊組合型扭網(wǎng)殼。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)對使用階段的外荷載（包括豎向和水平向）進(jìn)行內(nèi)力和位移計(jì)算，對單層網(wǎng)殼通常要進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，并據(jù)此進(jìn)行桿件設(shè)計(jì)。此外，對地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度分析

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)根據(jù)網(wǎng)殼類型、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，設(shè)計(jì)階段可分別選用不同的方法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算：

l ）雙層網(wǎng)殼宜采用空間桿系有限元法進(jìn)行計(jì)算；

2 ）單層網(wǎng)殼宜采用空間梁系有限元法進(jìn)行計(jì)算；

3 ）對單、雙層網(wǎng)殼在進(jìn)行方案選擇和初步設(shè)計(jì)時(shí)可采用擬殼分析法進(jìn)行估算。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的外荷載可按靜力等效的原則將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。分析雙層網(wǎng)殼時(shí)可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只承受軸向力；分析單層網(wǎng)殼時(shí)假定節(jié)點(diǎn)為剛接，桿件除承受軸向力外，還承受彎矩、剪力等。當(dāng)桿件上作用有局部荷載時(shí)，必須另行考慮局部彎曲內(nèi)力的影響。對于單個(gè)球面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼和雙曲拋物面網(wǎng)殼的風(fēng)載體型系數(shù)，可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009 一2001 ) 取值；對于多個(gè)連接的球面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼和雙曲拋物面網(wǎng)殼，以及各種復(fù)雜體形的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)模型風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)載體型系數(shù)。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

網(wǎng)殼的穩(wěn)定性可按考慮幾何非線性的有限元分析方法（荷載認(rèn)一位移全過程分析）進(jìn)行計(jì)算，分析中可假定材料保持為線彈性。用非線性理論分析網(wǎng)殼穩(wěn)定性時(shí)，一般采用空間桿系非線性有限元法，關(guān)鍵是臨界荷載的確定。單層網(wǎng)殼宜采用空間梁系有限元法進(jìn)行計(jì)算。

球面網(wǎng)殼的全過程分析可按滿跨均布荷載進(jìn)行，圓柱面網(wǎng)殼和橢圓拋物面網(wǎng)殼宜補(bǔ)充考慮半跨活荷載分布。進(jìn)行網(wǎng)殼全過程分析時(shí)應(yīng)考慮初始曲面形狀的安裝偏差影響；可采用結(jié)構(gòu)的最低屈曲模態(tài)作為初始缺陷分布模態(tài)，其最大計(jì)算值可按網(wǎng)殼跨度的1 /300 取值。

進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)全過程分析求得的第一個(gè)臨界點(diǎn)處的荷載值，可作為該網(wǎng)殼的極限承載力。將極限承載力除以系數(shù)K 后，即為按網(wǎng)殼穩(wěn)定性確定的容許承載力（標(biāo)準(zhǔn)值）。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震分析

在設(shè)防烈度為7 度的地區(qū)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向抗震計(jì)算，但必須進(jìn)行水平抗震計(jì)算。在設(shè)防烈度為8 度、9 度地區(qū)必須進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)水平與豎向抗震計(jì)算。2100433B

序言

緒論

參考文獻(xiàn)

第1章網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定性

1.1結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定性的判別準(zhǔn)則和分析方法

1.2單層球面網(wǎng)殼在三維地震作用下的動力穩(wěn)定性

1.3在階躍荷載作用下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性

1.4 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頻譜特性及簡諧荷載作用下的動力穩(wěn)定性

1.5結(jié)語

參考文獻(xiàn)

第2章網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的兩種失效模式及其判別

2.1多重響應(yīng)的全荷載域動力時(shí)程分析方法

2.2網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模型及參數(shù)分析方案

2.2.1有限元分析模型及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)編號

2.2.2時(shí)程分析中的基本設(shè)置

2.2.3參數(shù)分析方案

2.3兩種典型的失效模式

2.3.1動力失穩(wěn)算例

2.3.2動力強(qiáng)度破壞算例

2.4基于統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的失效模式判別

2.5結(jié)語

第3章網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震作用下的結(jié)構(gòu)損傷模型

3.1強(qiáng)度破壞極限荷載的討論

3.2極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)

3.2.1單層球面網(wǎng)殼

3.2.2單層柱面網(wǎng)殼

3.2.3單層鞍形網(wǎng)殼

3.3網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震損傷模型

3.3.1單層球面網(wǎng)殼

3.3.2單層柱面網(wǎng)殼

3.3.3單層鞍形網(wǎng)殼

……

第4章網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震模擬振動臺試驗(yàn)

第5章鋼材考慮損傷累積的本構(gòu)模型及應(yīng)用

第6章地震空間變化性模型及對網(wǎng)殼失效影響

第7章支承結(jié)構(gòu)對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震失效影響

附錄

內(nèi)容介紹

《離散變量網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)》在介紹國內(nèi)外網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，概述了離散變量網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和工程中常用的幾種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法?？勺鳛榫W(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究和離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究的參考書，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)高年級本科生和研究生的教材。

內(nèi)容介紹

《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》為中國建筑工業(yè)出版社出版發(fā)行。

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