1、3.7.13.7.1網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)殼按組成層數(shù)分為單層網(wǎng)殼（圖網(wǎng)殼按組成層數(shù)分為單層網(wǎng)殼（圖3.543.54）和雙）和雙層網(wǎng)殼（圖層網(wǎng)殼（圖3.553.55）圖圖3.54 3.54 單層柱面網(wǎng)殼單層柱面網(wǎng)殼3.7 3.7 網(wǎng)網(wǎng) 殼殼圖圖3.55 3.55 雙層柱面網(wǎng)殼雙層柱面網(wǎng)殼按曲面外形分類則有按曲面外形分類則有球面網(wǎng)架（圖球面網(wǎng)架（圖3.563.56）柱面網(wǎng)殼（圖柱面網(wǎng)殼（圖3.543.54）圖圖3.56 3.56 單層球面網(wǎng)殼單層球面網(wǎng)殼日本名古屋網(wǎng)殼穹頂日本名古屋網(wǎng)殼穹頂雙曲扁網(wǎng)殼（圖雙曲扁網(wǎng)殼（圖3.573.57）圖圖3.57 3.57 雙曲扁網(wǎng)殼雙曲扁網(wǎng)殼扭曲面網(wǎng)殼（圖

2、扭曲面網(wǎng)殼（圖3.583.58）圖圖3.58 3.58 扭曲面網(wǎng)殼扭曲面網(wǎng)殼單塊扭網(wǎng)殼（圖單塊扭網(wǎng)殼（圖3.593.59）圖圖3.59 3.59 單塊扭網(wǎng)殼單塊扭網(wǎng)殼雙曲拋物面網(wǎng)殼（圖雙曲拋物面網(wǎng)殼（圖3.603.60）圖圖3.60 3.60 雙曲拋物面網(wǎng)殼雙曲拋物面網(wǎng)殼切割或組合形成曲面網(wǎng)殼切割或組合形成曲面網(wǎng)殼（圖（圖3.613.61，圖，圖3.623.62）圖圖3.61 3.61 球面切割網(wǎng)殼球面切割網(wǎng)殼圖圖3.62 3.62 平板組合球面網(wǎng)殼平板組合球面網(wǎng)殼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在直接和間接作用下的內(nèi)力、位移及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在直接和間接作用下的內(nèi)力、位移及整體穩(wěn)定計算除工作荷載之外，還應(yīng)根據(jù)具體整體穩(wěn)定計

3、算除工作荷載之外，還應(yīng)根據(jù)具體情況包括地震、溫度變化、支座沉降及施工安情況包括地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等效應(yīng)。裝荷載等效應(yīng)。網(wǎng)殼的永久荷載有：網(wǎng)殼的永久荷載有：1 1）網(wǎng)殼自重；）網(wǎng)殼自重；2 2）屋面材）屋面材料的重力；料的重力；3 3）吊頂材料的重力）吊頂材料的重力;4);4)設(shè)備管道的設(shè)備管道的重力。重力。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的可變荷載有：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的可變荷載有：1 1）屋面活荷載）屋面活荷載2 ) 2 ) 雪雪荷載荷載 ; 3 ); 3 )風(fēng)荷載風(fēng)荷載。 3.7.23.7.2網(wǎng)殼的一般計算原則網(wǎng)殼的一般計算原則網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的非線性性能，抗震分析宜網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的非線性性能，抗震分

4、析宜采用時程分析法。采用時程分析法。如采用振型分解法，宜至少取前如采用振型分解法，宜至少取前2020階振型進(jìn)行階振型進(jìn)行計算；計算；雙層網(wǎng)殼溫度變形未受約束或者約束力不大時雙層網(wǎng)殼溫度變形未受約束或者約束力不大時可不考慮溫度變化影響；可不考慮溫度變化影響；不符合上述條件時，網(wǎng)殼應(yīng)考慮溫度應(yīng)力的影不符合上述條件時，網(wǎng)殼應(yīng)考慮溫度應(yīng)力的影響。設(shè)計中考慮的溫度應(yīng)力情況一般有兩種：響。設(shè)計中考慮的溫度應(yīng)力情況一般有兩種：1 1）整個網(wǎng)殼有溫度變化；整個網(wǎng)殼有溫度變化；2 2）雙層網(wǎng)殼上下層有溫）雙層網(wǎng)殼上下層有溫度差度差t t。 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的非線性；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的

5、非線性；外荷載按靜力等效原則將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷外荷載按靜力等效原則將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷載集中作用在節(jié)點(diǎn)上；載集中作用在節(jié)點(diǎn)上；雙層網(wǎng)殼假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，單層網(wǎng)殼假定為剛雙層網(wǎng)殼假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，單層網(wǎng)殼假定為剛接；接；網(wǎng)殼應(yīng)按最不利的荷載效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計。對網(wǎng)殼應(yīng)按最不利的荷載效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計。對于非抗震設(shè)計荷載效應(yīng)組合應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)于非抗震設(shè)計荷載效應(yīng)組合應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009 2001GB 50009 2001）進(jìn)）進(jìn)行計算。行計算。對抗震設(shè)計，荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)對抗震設(shè)計，荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建建筑抗震設(shè)計規(guī)范筑抗震設(shè)計規(guī)范( GB

6、50011 2001( GB 50011 2001）進(jìn)行計）進(jìn)行計算算 網(wǎng)殼的設(shè)計及計算網(wǎng)殼的設(shè)計及計算網(wǎng)殼的內(nèi)力分析網(wǎng)殼的內(nèi)力分析網(wǎng)殼是一個高次超靜定結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼是一個高次超靜定結(jié)構(gòu)目前網(wǎng)殼計算主要是考慮幾何非線性的有限單目前網(wǎng)殼計算主要是考慮幾何非線性的有限單元法元法考慮與不考慮幾何非線性的有限單元法的區(qū)別考慮與不考慮幾何非線性的有限單元法的區(qū)別在于前者考慮網(wǎng)殼變形對內(nèi)力的影響在于前者考慮網(wǎng)殼變形對內(nèi)力的影響 網(wǎng)殼的穩(wěn)定性網(wǎng)殼的穩(wěn)定性 網(wǎng)殼的穩(wěn)定性計算可采用非線性有限單元網(wǎng)殼的穩(wěn)定性計算可采用非線性有限單元 法，取結(jié)構(gòu)剛度矩陣的行列式之值等于零法，取結(jié)構(gòu)剛度矩陣的行列式之值等于零 作為確定臨界

7、荷載的準(zhǔn)則，即：作為確定臨界荷載的準(zhǔn)則，即： detK=0 detK=0 剛度矩陣剛度矩陣KK應(yīng)包含所有的非線性因素，應(yīng)包含所有的非線性因素， 使使 detK=0detK=0的荷載即為臨界荷載的荷載即為臨界荷載PcrPcr 。網(wǎng)殼桿件的計算長度和容許長細(xì)比可按表（網(wǎng)殼桿件的計算長度和容許長細(xì)比可按表（3-93-9） （3-113-11）采用。）采用。 單層網(wǎng)殼桿件計算長度單層網(wǎng)殼桿件計算長度 表表3-93-9 殼體平面內(nèi)殼體平面內(nèi) 殼體平面外殼體平面外 0.9L 0.9L（L L） 1.6 L 1.6 L網(wǎng)殼桿件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計網(wǎng)殼桿件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計 連接形式 弦桿 腹桿 支座腹桿 其他腹桿 螺栓球點(diǎn)

8、L L L 焊接球節(jié)點(diǎn) L L 0.9L 板節(jié)點(diǎn) L L 0.9L 網(wǎng)殼類別 壓桿 拉桿 靜荷載 動荷載 雙層網(wǎng)殼180300250 單層網(wǎng)殼150300-網(wǎng)殼桿件容許長細(xì)比網(wǎng)殼桿件容許長細(xì)比 表表 3-113-11 雙層網(wǎng)殼桿件計算長度雙層網(wǎng)殼桿件計算長度 表表3-103-10 空間大跨結(jié)構(gòu)在北京奧運(yùn)場館中的應(yīng)用空間大跨結(jié)構(gòu)在北京奧運(yùn)場館中的應(yīng)用1 1、國家體育場：、國家體育場： 建筑呈空間馬鞍橢圓形；南北332.3米、東西296.4米，最高點(diǎn)68.5米，最低點(diǎn)40.1；屋蓋中間開洞長度為185.3m ,寬度為127.5m；整個大跨度屋蓋由24榀主桁架支撐在24根桁架柱之上；屋蓋上弦采用透明

9、的ETFE 膜材料,屋蓋下弦的聲學(xué)吊頂采用白色PTFE 膜材料； 瑞士赫爾佐格和德梅隆建筑師事務(wù)所、英國奧雅納工程顧問公司及中國建筑設(shè)計研究院設(shè)計聯(lián)合體共同設(shè)計。 鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量為鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量為4.84.8萬噸。萬噸。 上弦桿截面尺寸：上弦桿截面尺寸：10001000100010001200120012001200；下弦桿截面尺寸：下弦桿截面尺寸：800 800 800800 1200120012001200；腹桿截面尺寸：腹桿截面尺寸：600 600 600600 750 750 750750 主桁架截面尺寸：主桁架截面尺寸： 桁架柱均由一根垂直的菱形內(nèi)柱和兩根向外傾斜的外柱以及內(nèi)柱與外柱

10、之間的腹桿組成,如同垂直放置的變高度三角形管桁架。 桁架柱截面尺寸：桁架柱截面尺寸：菱形內(nèi)柱：對角線尺寸13532599 1552 1892外柱：12001200腹桿：12001000 主結(jié)構(gòu)由24榀主桁架和24根桁架柱組成,共劃分為230個安裝單元,其中,主桁架共分為182段(平面桁架共166 段,立體桁架共16 段) ,最大吊裝質(zhì)量約216t,吊裝長度最大約45m;桁架柱共分48段,最大吊裝質(zhì)量約288t。 安裝吊裝：安裝吊裝：2 2、國家游泳中心：、國家游泳中心： 立方體立方體177m 177m 177m 177m 31m31m 屋面和墻體內(nèi)外統(tǒng)一采用屋面和墻體內(nèi)外統(tǒng)一采用ETFEETF

11、E充氣枕覆蓋充氣枕覆蓋 由中建總公司牽頭，聯(lián)合中建國際由中建總公司牽頭，聯(lián)合中建國際( (深圳深圳) ) 設(shè)計顧問設(shè)計顧問有限公司、澳大利亞有限公司、澳大利亞PTWPTW建筑師事務(wù)所和悉尼建筑師事務(wù)所和悉尼ARUP ARUP 工程工程顧問有限公司組成的設(shè)計聯(lián)合體。顧問有限公司組成的設(shè)計聯(lián)合體。 結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土筒體剪力墻下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土筒體剪力墻- -框架扁框架扁梁梁- -大板體系，上部屋面和墻體結(jié)構(gòu)采用空間剛架結(jié)構(gòu)。大板體系，上部屋面和墻體結(jié)構(gòu)采用空間剛架結(jié)構(gòu)。 剛架基本組成單元：剛架基本組成單元：一種為一種為1414面體面體(2(2個面為六邊形個面為六邊形, 12 , 12 個面為五邊形個面為五邊形) )，另一個為，另一個為12 12 面體面體