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比较网架结构与网壳结构异同张晓亚 121071网架结构是一种空间杆系结构,受力杆件通过节点有机地结合起来。
节点一般设计成铰接,杆件主要承受轴力作用,杆件截面尺寸相对较小。
这些空间交汇的杆件又互为支撑,将受力杆件与支撑系统有机地结合起来,因而用料经济。
由于结构组合有规律,大量的杆和节点的形状、尺寸相同,便于工厂化生产,便于工地安装。
网架结构一般是高次超静定结构,具有较高的安全储备,能较好的承受集中荷载、动力荷载和非对称荷载,抗震性能好。
网架结构就整体而言是一个受弯的平板,反应了很多平面结构的特性,大跨度的网架设计对跨度方向的网架刚度要求很大,因而总弯矩基本上是随着跨度二次方增加的。
网壳结构则是主要承受薄膜内力的壳体,主要以其合理的形体来抵抗外荷载的作用。
因此在一般情况下,同等条件特别是大跨度的情况下,网壳要比网架节约许多钢材。
1.网架结构与网壳结构分类网架结构按结构组成分为双层网架、三层网架和组合网架,按支承情况分为周边支承网架、点支撑网架和周边支承与点支撑相结合的网架,按网格形式分为交叉平面桁架体系、四角锥体系和三角锥体系。
一般来说,网壳结构按层数可划分为单层网壳和双层网壳。
单层网壳的网格常用形式有圆柱面单层网壳、球面单层网壳、椭圆抛物面单层网壳和双曲抛物面单层网壳。
双层网壳是由两个同心或不同心的单层网壳通过斜腹杆连接而成。
2.静力分析比较在用空间桁架位移法计算网架结构内力和变形时,作了如下假定：①网架节点为铰接,每个节点有三个自由度；②荷载作用在网架节点上,杆件只承受轴力；③材料在弹性阶段工作,符合胡克定律；④网架变形很小,由此产生的影响予以忽略。
双层网壳结构多采用空间杆系有限元法分析节点位移和杆件内力。
与平板网架假设类似,节点假设为铰接,每个节点有三个线位移u、v、w。
不同的是,下部结构的不同约束状况将使网壳结构的内力和位移产生显著变化。
3.动力特性异同网架与其他结构相比跨度较大,结构相对较柔,有其自身的动力特性：①网架的振型可以分为水平振型和竖向振型两类,水平振型以承受水平振动为主。
网架结构已成为现代世界应用较普遍的新型结构之一。
我国从20世纪60年代开始研究和采用，近年来，由于电子计算技术的迅速发展，解决了网架结构高次超静定结构的计算问题，促使网架结构无论在型式方面以及实际工程应用方面，发展都很快。
网架在需要大跨度、大空间的体育场馆、会展中心、文化设施、交通枢纽乃至工业厂房，无不见到空间结构的踪影。
网架结构的优点是用钢量小、整体性好、制作安装快捷，可用于复杂的平面形式。
适用于各种跨度的结构，尤其适用于复杂平面形状。
这些空间交汇的杆件又互为支撑，将受力杆件与支撑系统有机结合起来，因而用料经济。
网架主要用于大、中跨度的公共建筑中，例如体育馆、飞机库、俱乐部、展览馆和候车大厅等，中小型工业厂房也开始推广应用。
跨度越大，采用此种结构的优越性和经济效果也就越显著。
网架结构板型网架结构按组成形式主要分三类：第一类是由平面桁架系组成，有两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架及三向网架四种形式；第二类由四角锥体单元组成，有正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架及星形四角锥网架五种形式；第三类由三角锥体单元组成，有三角锥网架、抽空三角锥网架及蜂窝形三角锥网架三种形式。
壳型网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架及双曲抛物面壳型网架。
网架结构按所用材料分有钢网架、钢筋混凝土网架以及钢与钢筋混凝土组成的组合网架，其中以钢网架用得较多。
网架结构可分为双层的板型网架结构、单层和双层的壳型网架结构。
板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆、下弦杆和腹杆，主要承受拉力和压力。
单层壳型网架的节点一般假定为刚接，应按刚接杆系有限元法进行计算；双层壳型网架可按铰接杆系有限元法进行计算。
单层和双层壳型网架也都可采用拟壳法简化计算。
单层壳型网架的杆件，除承受拉力和压力外，还承受弯矩及切力。
目前中国的网架结构绝大部分采用板型网架结构。
网架结构是空间网格结构的一种。
网格结构在建筑中的应用及优势随着时代的发展，人们对于建筑美学的追求也愈发深入，如今在建筑设计中为了寻求独特的创新，网格结构的概念已经逐渐浮现出来，成为了新一代建筑设计的趋势。
那么，在建筑中网格结构到底有哪些应用和优势呢？本文将为大家梳理分析。
1. 网格结构的应用网格结构是通过钢管或其他材料向网格方案组合成三维结构，可以用于桥梁、塔楼、体育馆以及支持大型玻璃幕墙等建筑物的主体结构。
它的主要应用在以下场景中：1.1 桥梁结构建筑和桥梁都需要坚固的结构，特别是桥梁，因为它们需要承受更多的重量。
网格结构可以有效增强桥梁的强度和稳定性，同时减轻桥梁的自重，使整座桥梁更加美观，因此，网格结构在桥梁上的应用非常广泛。
例如，著名的伦敦塔桥就是使用网格结构设计的。
1.2 塔楼塔楼是一种非常耸立的建筑物，以其高度和美观度、耐用性和先进技术而闻名于世界。
为了使塔楼的重心更加稳固，网格结构是塔楼设计中的常用结构之一，例如，华尔街金融中心、东京的银座大厦和布拉格的吉克洛夫电视塔都使用了网格结构。
1.3 体育馆体育馆是一个大型的、多功能的公共建筑，极具挑战性。
为了能够承受大量的人流和高度的照明要求，体育馆采用的结构必须坚固耐用。
网格结构设计使得体育馆的支撑结构力度更为均匀，同时对于制定更有创意的设计也具备了良好的条件。
1.4 玻璃幕墙在现代建筑设计中，玻璃幕墙已经成为了主流，同时，人们越来越追求透明度和大面积的采光，这给建筑设计带来了巨大的困难。
为了解决这些问题，网格结构的应用成为了摆在建筑师面前的选择之一。
网格结构使得大型玻璃幕墙的承载能力得到了极大的提高，同时更容易实现透明度高的设计要求。
2. 网格结构的优势2.1 增强建筑稳定性在建筑设计中，要保证建筑稳定性非常重要。
使用网格结构设计可以在提高建筑强度的同时降低建筑的总重量，从而更加稳定。
2.2 提高建筑美学网格结构的特点是材料少，造型华丽且优美，更重要的是能够设计出更多的表现形式，这可以为设计师提供更大的想象空间，从而让建筑变得更加独特和美观。
1、空间结构是指结构的形态是三维状态，在荷载作用下具有三维受力性质并呈空间工作的结构，是解决大跨度建筑结构最有竞争性的结构类型。
2、网架结构的优点：（1）应用范围广（2）建筑高度小（3）整体刚度大，稳定性好，安全储备高（4）网格尺寸（节点距离）小（5）便于制造定型化（6）网架节点多、布置均匀（7）对于大跨度大柱距的工业厂房，在屋盖纵横两个方向便于设置悬挂吊车（8）若采用螺栓连接，网架就可拆可装，也可任意加长或缩短，使用灵活性高（9）计算方便（10）建筑造型美观、轻巧、大方，便于建筑处理。
缺点：节点用钢量较大，加工制作费用仍较平面绗架高。
3、网架从网格来分：交叉绗架体系（两向正交正放网格、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架）、四角锥体系（正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、单向折线形网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星形四角锥网架）、三角锥体系网架（三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架）。
4、网架结构的网格尺寸取决于屋面材料的选用，若屋面采用无檩条体系，即钢丝网水泥板或带肋钢筋混凝土屋面板，网格尺寸不宜超过4m；若采用有懔体系，受檩条经济跨度的影响，网格尺寸不宜超过6m。
通常情况下杆件的长度一般在3m左右。
网架厚度与结构跨度及屋面荷载大小直接相关，一般取短向跨度的1/18-1/10.5、网架的支承形式有：周边支承或周边点支承、三边支承或对边支承、点支承、周边支承或点支承的组合。
6、网架的屋面排水有：整个网架起拱、网架变厚度、小立柱找坡。
7、网架结构的容许挠度不应超过下列数值：【f】=L2/250（用作屋盖）或【f】=L2/300（用作楼层）L2——网架的短向跨度。
8、网架结构所受的荷载主要的永久荷载、可变荷载及作用。
永久荷载有：网架自重、屋面或楼面自重、吊顶材料自重、设备管道和检修通道自重；可变荷载：屋面或楼面活荷载（网架屋面均布荷载的大小应视不上人或上人分别确定，一般不上人屋面的荷载标准值为0.5KN/m2，而上人屋面的均布荷载标准值取2.0KN/m2，楼面活荷载应根据工程性质查现行荷载规范确定，一般均为2.0Kn/m2以上）、雪荷载、风荷载、积灰荷载、吊车荷载；作用有：温度和地震作用。
空间网格结构在建筑领域中的应用空间网格结构是建筑设计中常用的一种结构形式，它被广泛应用于各种建筑类型，包括体育馆、会展中心、轻型钢结构建筑等。
它的特点是强度高、刚度大、重量轻、形式多样，可以满足不同建筑空间的需要。
一、空间网格结构的优势1. 空间网格结构具有较高的稳定性。
其由三角形、四边形等基本构件组成，这种形式有利于各构件之间的协作，能够承受外界力的作用，不易失稳。
2. 空间网格结构的刚度大。
其有利于建筑物的整体稳定性和抗震性能，能够满足建筑物在不同荷载下的应变需求。
3. 空间网格结构的重量轻。
由于采用了轻型构件，装配式建造技术等，使其具有良好的抗风性能和抗震性能，还能减少建筑材料的使用量，降低施工成本。
4. 空间网格结构的形式多样，可以满足不同建筑空间的需要。
其形式可以具有曲线性、自由曲面等特点，能够创造出不同的建筑艺术效果。
二、空间网格结构在建筑领域中的应用1. 会展中心会展中心中，空间网格结构被广泛应用于展馆大屋顶的设计中。
其优势在于可以减小压力，增加整体稳定性，并且能够支撑大面积的玻璃幕墙，从而营造出开放式的展览环境。
2. 体育馆体育馆是空间网格结构另一个广泛应用的领域。
其采用空间网格结构可以满足不同的需求，可以设计出圆形、椭圆形、双曲形等不同形状的屋顶，实现大跨度的空间支撑，且能够满足大型体育比赛等多种功能需求。
3. 轻型钢结构建筑在轻型钢结构建筑领域，空间网格结构被广泛应用于屋面结构中。
其采用轻型钢材，能够实现材料的高效利用，减小施工过程中的占地面积和环境污染，同时也能够实现房屋形式的多样化。
三、空间网格结构的未来发展随着建筑科技的不断发展，空间网格结构的应用领域将会越来越广泛，同时应用技术也将更加先进。
例如，结构分析技术可以通过数值模拟的方法，更加精确地预测建筑结构的力学性能；而装配式建造技术则可以将建筑加速，降低施工成本，提高建筑质量等。
总之，空间网格结构在建筑领域中的应用前景十分广阔，尤其在建筑的轻型化、智能化、绿色化等方面有着非常广泛的应用前景。
网格结构是在20世纪中叶以来特别是近30多年发展最快的空间结构形式，它是将多根杆件，按照某种有规律的几何图形，通过节点连接成的一种网格状的三维杆系结构。
空间网格结构的外形可以成平板状，也可以呈曲面状。
前者称为平板网架结构，常简称为网架；后者称为曲面网架或壳形网架结构，常简称为网壳。
网格结构是网架与网壳的总称。
网架与网壳结构统称为空间网格结构。
网格结构在国内外应用广泛且发展速度很快，这主要是由于其具有以下优点：
（1)网格结构为三向受力的空间结构，受力合理，可以跨越较大的跨度，节约钢材。
网架结构比单向受力的平面结构（如平面桁架）自重轻、钢材用量少。
网壳结构中虽然曲面多样化，但从整体上来看主要承受压力，通过增大刚度，减小变形，精心设计可使网壳受力合理均匀，同样达到节省钢材的目的。
（2)工业化程度高，施工工期短，综合经济指标较好。
网格结构的组成特点是用小构件组成跨度很大的空间结构，其构件和节点比较单一而且定型化，网格可以做成标准尺寸的预制单元、预制节点和零件，加工制作机械化程度高，可全部工厂化生产，成品质量高、工期短；预制单元和节点零件尺寸小、重量轻，便于存放、装卸、运输、拼装；节点连接简便可靠，现场施工安装操作简单快捷、灵活，且质量可靠，尤其网架结构，现场仅需简单的拼装，技术简单，工作量小，安装不需要大型起重设备。
（3)网格结构应用范围广泛，适用于各种跨度的工业建筑、体育建筑、公共建筑，满
足建筑功能或工艺灵活和复杂的各种要求，且网格结构可拆可装、便于建筑物的扩建、改建或移动搬迁。
而且，网架结构中，可利用其上下弦之间的空间布置各种设备及管道等，能有效地利用空间，经济合理且使用方便。
