单层扁网壳结构的选型及施工
济南动物园嘤鸣馆由东、西两舍组成。东舍网壳的直径为46m,矢高7m,矢跨比为126.57,投影面积为1662 m2。网壳上覆盖不锈钢丝网,网壳承重90kg/ m2。东舍网壳西斜,由54个支座节点支撑在坡度为128的钢筋混凝土平面圈梁上,支座节点从西往东的就位标高为7.8~13.5m。西舍网壳的直径为40m,矢高6m,矢跨比为126.67,投影面积为1257 m2,网壳上覆盖预制三角形钢筋混凝土屋面板,网壳承重250kg/ m2。西舍网壳东斜,由48个支座节点支撑在坡度为128的钢筋混凝土平面圈梁上,支座节点从东往西的就位标高为6.5~11.4m。东、西两舍的圈梁皆由钢柱支承。
第1章网壳的选型和分析计算
第1节网壳的选型
网壳的选型嗖鸣馆网壳的外形呈球冠状,采用结构简洁的单层网壳。在确定杆件布置规律时,有4类形式可供选择:(1)施威德勒型;(2)联方网型,(3)短程线型;(4)三向网格型。施威德勒型和联方网型的网格尺寸大小悬殊,加上中央杆件交汇在一起,使节点构造变得复杂,给设计与施工带来不便。短程线型适合在矢高大于或接近于半径时选用,对嘤鸣馆这类矢跨比很小的球冠,若按短程线划分,将在边缘出现很多不规则的杆件,给加工制作带来麻烦。而三向网格型的网格平面投影为正三角形,杆件间夹角相同,节点规格也相同,加工制作较为简便。经比较,该馆内2个网壳均取三向网格型。
第2节网壳的分析计算
由于单层网壳的等效厚度比其平面面积小得多,加之网壳杆件的横向尺寸又比其长度小得多,这就使网壳的整体屈曲、局部屈曲或单根杆件的屈曲先于强
单层扁网壳结构是一种常见的建筑结构形式，尤其适用于大跨度的公共建筑，如济南动物园嘤鸣馆。本文主要探讨了这种结构的选型及施工过程中的关键问题。
网壳的选型是一个重要的决策步骤。对于嘤鸣馆的设计，四个主要的网壳类型被考虑：施威德勒型、联方网型、短程线型和三向网格型。由于嘤鸣馆的球冠状外形和较小的矢跨比，施威德勒型和联方网型因其复杂的节点构造被排除；短程线型则不适合矢高相对较小的情况，可能导致边缘杆件的不规则；而三向网格型因其正三角形的平面投影、相同的杆件夹角和节点规格，简化了加工和施工，因此成为了最佳选择。东、西两舍的网壳都采用了这种结构形式。
接下来，网壳的分析计算是设计的核心环节。单层网壳的结构特性决定了其在受力过程中容易发生整体屈曲或局部屈曲，因此，屈曲验算比强度计算更为关键。在嘤鸣馆的案例中，使用了MSGS和DDJTIQ程序进行了结构静力分析和整体线性屈曲分析。考虑到薄壳结构的稳定性与几何形状、荷载和边界条件的敏感性，参考混凝土薄壳设计施工规程，选择了临界荷载值为上临界荷载的1/20作为安全系数。
在施工组织管理方面，项目组需要应对技术复杂性和特殊的外形带来的挑战。施工过程中采用了高空散装法，以减少网壳在安装过程中的变形风险。这要求支座节点的预埋位置极其精确，并且搭建的阶梯形满堂脚手架需有足够的强度和刚度。此外，杆件的下料长度计算和质量控制至关重要，以确保安装精度和焊接质量。
施工工艺中，杆件长度计算涉及焊缝收缩量的考虑，下料精度要求±1mm，杆件端部的坡口处理也直接影响到安装和焊接质量。在网壳的拼装过程中，采用可调式支承台座确定节点空间位置，保证杆件轴线通过球心，形成稳定的空间三角形连接。
单层扁网壳结构的选型和施工涉及多个方面，包括结构类型的选择、力学分析、施工组织以及严格的工艺流程。通过对各项因素的综合考虑和精确计算，可以确保结构的安全性和经济性，同时也体现了建筑设计和施工技术的紧密结合。
