一、結(jié)構(gòu)形式
平面結(jié)構(gòu)體系：梁式結(jié)構(gòu)（平面桁架、空間桁架），平面剛架和拱式結(jié)構(gòu)。
空間結(jié)構(gòu)體系：平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，大部分懸索結(jié)構(gòu)，斜拉結(jié)構(gòu)，張拉結(jié)構(gòu)等。
二、網(wǎng)架的形式
網(wǎng)架按照弦桿的層數(shù)可分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架。三層鋼架增加網(wǎng)架高度，減少弦桿內(nèi)力、減小網(wǎng)架尺寸和腹桿長度，當(dāng)網(wǎng)架跨度較大時(shí)三層網(wǎng)架用鋼量減少，但桿件和節(jié)點(diǎn)的增加，比較復(fù)雜。
1、網(wǎng)架為一空間鉸接桿系結(jié)構(gòu)，桿件布置必須保證不出現(xiàn)結(jié)合可變性。得滿足以下條件：w=3j-m-r≦0
2、雙層網(wǎng)架的常用形式：
2.1、平面桁架系網(wǎng)架：上下弦桿完全對應(yīng)并與腹桿位于同一豎向平面內(nèi)，豎向受壓，斜桿受拉。（兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、三向網(wǎng)架）
2.2、四角錐體系網(wǎng)架：由若干倒置的四角錐按照一定規(guī)律組成。（正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、棋盤型四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、星形四角錐網(wǎng)架）
2.3、三角錐體系網(wǎng)架：基本單元是錐底為正三角形的倒置三角錐。（三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩型三角錐網(wǎng)架）
3、網(wǎng)架的選型：網(wǎng)架的選型應(yīng)結(jié)合工程的平面形狀、建筑要求、荷載和跨度的大小、支撐情況和造價(jià)等因素綜合分析確定。按照《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ 7-91）的劃分：大跨度為60m以上；中跨度為30-60m；小跨度30m以下。
3.1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支承：網(wǎng)架的支承方式有周邊支承、點(diǎn)支承、周邊支承與點(diǎn)支承結(jié)合，兩邊和三邊支承等
3.2網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸：網(wǎng)架的高度與屋面荷載、跨度、平面形狀、支承條件及設(shè)備管道等因素有關(guān)。
3.3網(wǎng)架的擾度要求及屋面排水坡度：允許擾度不得超過下列數(shù)值，用作屋蓋-L2/250；用作樓面-L2/300.L2為網(wǎng)架的短向跨度。屋面排水一般為3%-5%。
三、網(wǎng)架的計(jì)算特點(diǎn)
網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ 7-91）的要求。
1、直接作用和間接作用：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)對使用階段荷載作用下的內(nèi)力和位移計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及施工安裝荷載引起的內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算。
2、網(wǎng)架內(nèi)力分析方法：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外荷載按靜力等效原則，將節(jié)點(diǎn)從屬面積內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力是忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響，假定其為鉸接，桿件只承受軸力。當(dāng)有節(jié)間荷載時(shí)，應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮彎矩的影響。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)網(wǎng)架類型、跨度大小按規(guī)定選用（空間桁架位移法、交叉梁系差分法、擬夾層板法、假象彎矩法）
四、空間桿系有限元法
空間桿系有限元法也稱空間桁架位移法，分析時(shí)以網(wǎng)架的桿件為基本單元，以節(jié)點(diǎn)位移為基本未知量。有桿件內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系建立單元?jiǎng)偠染仃�，然后根�?jù)各節(jié)點(diǎn)平衡及變化協(xié)調(diào)條件建立結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)荷載和節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)剛度矩陣和總剛度方程。
基本假定：1、網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)為空間鉸接節(jié)點(diǎn)，桿件只承受軸力。2、結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論。
空間桿系有限元法計(jì)算步驟：
1、根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、荷載對稱性選取計(jì)算簡圖，并對其節(jié)點(diǎn)和桿件進(jìn)行編號為減小總剛度矩陣帶寬，節(jié)點(diǎn)編號應(yīng)遵循相鄰節(jié)點(diǎn)好差最小原則
2、計(jì)算桿件單元長度及桿件與整體坐標(biāo)軸夾角余弦
3、初選各桿截面積
4、建立局部和整體坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃?/p>
5、集合總剛度矩陣，減小矩陣的容量
6、建立荷載列陣
7、引入邊界條件對總剛度進(jìn)行處理
8、求解總剛度方程，得出各節(jié)點(diǎn)位移值
9、根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算桿件內(nèi)力
10、按桿件內(nèi)力調(diào)整桿件的截面，并重新計(jì)算，不超過4-5次
五、網(wǎng)架桿件設(shè)計(jì)
網(wǎng)架桿件可采用鋼管、熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼
六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
常見的節(jié)點(diǎn)形式：1、焊接空心球節(jié)點(diǎn) 2、螺栓球節(jié)點(diǎn) 3、焊接鋼板節(jié)點(diǎn) 4、焊接鋼管節(jié)點(diǎn) 5、桿件直接匯接節(jié)點(diǎn)
網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造滿足以下要求;1、受力合理、傳力明確2、保證桿件交匯于一點(diǎn)，不產(chǎn)生附加彎矩3、構(gòu)造簡單，制作安裝方便，耗鋼量小4、避免難于檢查、清刷，涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死角，管型界面應(yīng)在兩端封閉。
網(wǎng)架的特殊應(yīng)用：
網(wǎng)殼按照層數(shù)分為單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼。按照曲面外形分類則有球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、雙曲扁網(wǎng)殼、扭曲面網(wǎng)殼、單塊扭網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼及切割或組合形成曲面網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)形式。
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承必須保證在任意豎向和水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的幾何不變和各種網(wǎng)殼計(jì)算模型對支承條件的要求。
網(wǎng)殼是一種與平板網(wǎng)架類似的空間桿系結(jié)構(gòu)，系以桿件為基礎(chǔ)，按一定規(guī)律組成網(wǎng)格，按殼體結(jié)構(gòu)布置的空間構(gòu)架，它兼具桿系和殼體的性質(zhì)。其傳力特點(diǎn)主要是通過殼內(nèi)兩個(gè)方向的拉力、壓力或剪力逐點(diǎn)傳力。此結(jié)構(gòu)是一種國內(nèi)外頗受關(guān)注、有廣闊發(fā)展前景的空間結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)又包括單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、板錐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、肋環(huán)型索承網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、單層叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等。
特點(diǎn)：
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為建筑結(jié)果提供了一種新穎合理的結(jié)構(gòu)形式，這主要是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿件結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性，受力合理，可以跨越較大的跨度。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是典型的空間結(jié)構(gòu)，合理的曲面可以使結(jié)構(gòu)力流均勻，結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，結(jié)構(gòu)變形小，穩(wěn)定性高，節(jié)省材料。
（2）具有優(yōu)美的建筑造型，無論是建筑平面、外形和形狀都能給設(shè)計(jì)師以充分的創(chuàng)作自由。薄殼結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)的形態(tài)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)幾乎都可以實(shí)現(xiàn)。既能表現(xiàn)靜態(tài)美，又能通過平面和立面的切割以及網(wǎng)格、支撐與桿件的變化表現(xiàn)動(dòng)態(tài)美。
（3）應(yīng)用范圍廣，既可以用于中、小跨度的民用和工業(yè)建筑，也可用于大跨度的各種建筑，特別是超大跨度的建筑。在建筑平面上可以適應(yīng)多種形狀，如圓形、矩形、多邊形、扇形以及各種不規(guī)則的平面。在建筑外形上可以形成多種曲面。
（4）可以用小的構(gòu)件組成很大的空間，而且桿件單一，這些構(gòu)件可以在工廠預(yù)制實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，安裝簡便快速，適應(yīng)采用各種條件下的施工工藝，不需要大型設(shè)備，因此綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。
（5 ）計(jì)算方便。我國已有許多適用于多種計(jì)算機(jī)類型的各種語言的計(jì)算軟件，為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計(jì)算、設(shè)計(jì)和應(yīng)用創(chuàng)造買有利條件。
（6 ）由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)呈曲面形狀，形成了自然排水功能，不需像網(wǎng)架結(jié)構(gòu)那樣采用小立柱找坡。
穩(wěn)定性分析
網(wǎng)殼的穩(wěn)定性可按考慮幾何非線性的有限元分析方法（荷載認(rèn)一位移全過程分析）進(jìn)行計(jì)算，分析中可假定材料保持為線彈性。用非線性理論分析網(wǎng)殼穩(wěn)定性時(shí)，一般采用空間桿系非線性有限元法，關(guān)鍵是臨界荷載的確定。單層網(wǎng)殼宜采用空間梁系有限元法進(jìn)行計(jì)算。
球面網(wǎng)殼的全過程分析可按滿跨均布荷載進(jìn)行，圓柱面網(wǎng)殼和橢圓拋物面網(wǎng)殼宜補(bǔ)充考慮半跨活荷載分布。進(jìn)行網(wǎng)殼全過程分析時(shí)應(yīng)考慮初始曲面形狀的安裝偏差影響；可采用結(jié)構(gòu)的最低屈曲模態(tài)作為初始缺陷分布模態(tài)，其最大計(jì)算值可按網(wǎng)殼跨度的1 /300 取值。
進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)全過程分析求得的第一個(gè)臨界點(diǎn)處的荷載值，可作為該網(wǎng)殼的極限承載力。將極限承載力除以系數(shù)K 后，即為按網(wǎng)殼穩(wěn)定性確定的容許承載力（標(biāo)準(zhǔn)值）。
抗震性分析
在設(shè)防烈度為7 度的地區(qū)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向抗震計(jì)算，但必須進(jìn)行水平抗震計(jì)算。在設(shè)防烈度為8 度、9 度地區(qū)必須進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)水平與豎向抗震計(jì)算。
