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常见问题
Common Problem

网壳结构找形分析浅谈及案例欣赏

发布日期:2019-03-18    浏览次数:100次



  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。
  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。
  3 小结
  网壳结构具有其独特的造型优美,简洁,具有条理,极致超薄,让人看得赏心悦目,但作为结构工程师遇到大跨网壳结构应该从多方面对其计算分析,其初始缺陷、整体稳定、壳脚支座的推力、施工模拟分析等都是需要注意的地方。但随着计算软件的越来越成熟,网壳结构势必会在以后的工程中得到更多的应用。
 

 

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