本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布：
说到网壳结构，首先我们看下定义。“网壳结构是将杆件沿着某个曲面有规律地布置而形成的空间结构体系，其受力特点与薄壳结构（词条“薄壳结构”由行业大百科提供）类似，是以“薄膜”作用为主要受力特征的，即大部分荷载（词条“荷载”由行业大百科提供）由网壳杆件的轴向力承受”。
本期中国幕墙网ALwindoor.com小编就给大家介绍网壳结构：特点及失败案例。
▲大英博物馆中庭(伦敦, 2000)
▲MilanoTrade Fair(Milan，2002-2005)
网壳结构的特点
网壳结构的定义有三个关键词：“曲面”、“杆件”、“薄膜作用”。我们从而可以找到网壳结构在结构体系中的位置。
网壳受力方式为薄膜作用，属于拱结构向三维的拓展;因此，与拱类似的问题会出现在网壳上。比如：整体稳定问题;不对称荷载敏感等。
▲网壳的各种网格形式
网壳由离散杆件组成，可以看作由连续壳体去除效率低下部分得到，其材料使用更少，但也因此冗余度比较低。网壳结构还需要关注节点的刚度、施工的误差等。
▲单层网壳的常用节点
基于以上特点，我们可以发现网壳结构整体稳定性比较差，冗余度比较低，且对荷载分布方式、节点刚度敏感。所以很多结构工程师不愿意用网壳，而网壳结构也的确出过一些事故。
网壳结构的两个倒塌事故
查尔斯威廉邮政学院穹顶
查尔斯.威廉邮政学院(CharlesWilliam Post College)于1970年建造了一个剧院。屋面采用钢结构穹顶，穹顶直径约52米，由环绕于四周的钢柱支承，钢柱间沿经线均匀布置四十榀钢管桁架。穹顶顶部设钢压力环，底部采用圆形的雨棚作为拉力环。纬向每隔一格布置连续十字交叉支撑。
▲穹顶结构布置示意图
1978年1月21日凌晨，剧院穹顶却因积雪和结冰导致中心突然凹陷，随即整体倒塌。
▲倒塌时的荷载分布情形
经过专家组的调查，最主要的原因就是设计时不当地采用过于简化的计算方法——只计算了均布自重及活荷载，而未考虑活荷载不利布置。
当晚，大雪在风力作用下在穹顶上产生了飘移，雪堆积在背风面造成了不均匀荷载。虽然总体雪荷载（词条“雪荷载”由行业大百科提供）只有设计总荷载的1/4，但却集中在屋顶表面的1/3区段，不均匀荷载分布造成了倒塌。
▲结构失稳的示意图
倒塌的另一个原因是，结构工程师在设计时错误的将薄膜理论应用于网格穹顶。设计中并未建立杆系模型来验算其整体稳定性。
布加勒斯特穹顶(Bucharest Dome)
罗马尼亚布加勒斯特穹顶1961年建成，跨度约93.6米，矢跨比约1:5。钢管杆件构成的单层网壳，网格呈等边三角形式，支承在沿圆形周边布置的混凝土（词条“混凝土”由行业大百科提供）柱上。在网格的节点处有三个方向钢管汇交，如何连接?
▲网壳的三角形网格
工程师设计了一种用金属丝绑扎的方式。这种连接方式使构件都能贯通，大大简化节点构造、节省了组装成本。
▲钢管汇交节点的节点做法
1963年1月，穹顶在仅仅1/3设计雪荷载的作用下，发生了整体失稳。“穹顶沿着经线方向出现多条波峰波谷，像一个倒转的盘子一样塌了下来，而钢管杆件几乎丝毫未损。”
▲失稳形态示意图
事故调查表明，穹顶整体失稳有两个主要原因：
1)钢管汇交节点采用的绑扎方式。该方式不能限制杆件间的转动，甚至也可能相对滑动，大大降低了结构的稳定性。
2)根据简化的薄膜理论设计，钢网壳的整体稳定承载力过低。实际需要根据杆件网格进行计算。
▲失稳前(左);失稳后(右)
看到这里，大家可能会想，那网壳结构以后是不是会被淘汰呢?下期我们就来回答这个问题。敬请期待~~~~
