空间网格结构主要结构形式

空间网格结构是以多根线性杆件按照规律几何构型相互连接，形成三维整体受力空间体系的结构大类，依据构造组成、受力逻辑、成型方式与杆件排布特征，可划分为网架结构、网壳结构、张拉空间网格三大核心门类，各类下细分多种常用形式，具体分述如下：

一、网架结构

网架由上弦杆件、下弦杆件以及连接上下弦的腹杆组合构成双层平行网格体系，上下两层网格平面相互平行，依靠腹杆传递层间剪力，整体以受轴力杆件承担各类荷载，不存在曲面弯曲形态，全部为平板式空间网格，细分类型如下：

交叉桁架体系网架

由多组平面桁架沿两个相交方向交叉叠合，通过共用节点形成整体空间结构。两组桁架互为侧向支撑，单组桁架原本仅能承受平面内荷载，交叉组合后具备三维承载能力。桁架排布可正交相交，也可斜向相交，网格外形对应方形、菱形等平面形态，腹杆多采用斜杆搭配竖杆的组合形式，构造直观，现场拼装便捷，是工程应用范围极广的平板网架类型。

四角锥体系网架

以四角锥形空间单元为基础重复排布形成整体，每个锥单元底部对应下弦网格节点，锥尖对应上弦网格节点，锥身斜杆充当腹杆。单元排布方式灵活，可让上弦网格尺寸与下弦网格保持一致，也可错开布置形成长短网格，整体整体性强，受力传递顺畅，节点受力均匀，屋面荷载能够均匀分流至各支承位置，适配各类规整平面建筑。

三角锥体系网架

基础单元为空间三角锥体，依靠三角形几何稳定特性构建整体网格，底层下弦由三角形网格拼接而成，锥腹斜杆连接上下层节点。三角形本身不存在几何可变问题，整体结构刚度储备充足，抗不均匀荷载、抗侧向风荷载能力优于四边形单元网架，适合平面轮廓不规则、存在局部荷载集中的屋面场景。

蜂窝形三角锥网架

属于三角锥体系的衍生形式，下弦杆件大幅精简，仅保留蜂窝排布的六边形网格轮廓，锥单元交错排布，整体自重轻，杆件耗材少。但下弦杆件分布稀疏，局部悬挂集中设备荷载时容易出现内力集中，多用于仅承受屋面轻质铺装、无重型悬挂荷载的屋面。

按支承方式还可细分周边支承网架、多点点支承网架、悬挑网架，三类支承形式改变荷载传导路径，但基础杆件构型仍归属上述平板网架范畴。

二、网壳结构

网壳同样由弦杆、腹杆组成双层网格，区别于平板网架的核心特征是整体曲面成型，网格依附单曲面或双曲曲面布置，兼具壳体薄膜受力与网格杆件轴力受力双重特性，曲面形态可大幅优化内力分布，同等覆盖范围下自重轻，按照曲面几何形态、层数划分如下：

（一）按曲面几何划分

圆柱面网壳

单曲面结构，仅沿单一方向存在弧度，另一方向保持直线延伸，横截面为圆弧线条。受力呈现明显方向性，沿圆弧跨度方向以薄膜内力为主，纵向直线段内力分布平缓，多应用长条矩形建筑屋面，如厂房、长廊、停车棚，可设置沿纵向连续支承，也可两端端部支承。

球面网壳

闭合双曲面结构，整体贴合球体局部曲面，任意截面均为弧形，荷载作用下能够形成薄膜受压受力状态，整体刚度极高，无明显薄弱受力方向，适合圆形、多边形规整平面的大跨度建筑，场馆、展厅使用较多。曲面内力均匀分散，支承反力分布平缓，抗风、抗震性能突出。

双曲抛物面网壳

马鞍形双曲面，一个曲面方向受压、另一曲面方向受拉，两种受力相互抵消部分弯矩，结构材料利用效率极高，造型灵活多变，可适配不规则异形建筑轮廓。曲面自身具备一定自平衡受力特性，支承布置限制较少，但曲面造型复杂，杆件加工、定位安装精度要求高。

椭球面网壳

类球体双曲面，长短轴弧度存在差异，受力规律接近球面网壳，内力沿曲面平滑过渡，多用于椭圆形平面的大型公共建筑，造型流畅美观，曲面应力集中区域少于不规则曲面网壳。

（二）按杆件层数划分

单层网壳

仅单层网格杆件贴合曲面布置，无上下分层腹杆体系，依靠曲面空间刚度维持整体稳定，杆件数量少、构造简洁，自重轻盈。但单层杆件同时承受轴力与弯矩，稳定控制为设计核心，跨度不宜过大，对节点刚性连接性能要求严苛。

双层网壳

模仿网架分层构造，设置上下两层曲面网格，依靠曲面腹杆连接分层杆件，所有杆件仅承受轴力，无附加弯矩，整体稳定性能大幅提升，可实现大覆盖跨度，对节点连接刚度要求低，是大跨度曲面屋面主流形式。

三、张拉类空间网格结构

该类结构不再完全依靠刚性杆件支撑，结合柔性张拉索与刚性网格杆件协同工作，依靠预拉力形成稳定空间形态，分为刚性网格搭配张拉体系、纯索网格两类：

张弦网格结构

上部保留刚性空间网格（网架或单层网壳），下部搭配张拉钢索与竖向撑杆，撑杆连接上部刚性网格与底部拉索，对拉索施加预拉力后，抵消上部网格产生的弯矩与下挠变形。刚性网格承担屋面局部荷载，拉索平衡整体推力，可大幅降低上部杆件截面规格，常用于大跨度场馆、航站楼屋面，兼具网格结构刚度与张拉结构轻量化优势。

索穹顶结构

以环向拉索、径向拉索构成主体网格体系，搭配中心受压刚性环与周边受压圈梁，整体依靠索网预拉力维持曲面形态，仅少量构件承受压力，绝大部分构件为受拉柔性索材。属于纯张拉空间网格，自重极轻，覆盖跨度能力极强，造型为球面穹顶形态，多用于大型赛事场馆、会展中心。

张拉网格膜组合结构

以空间索线交叉形成网格骨架，网格内部敷设透光膜材，索网格依靠边界锚固结构张拉成型，无刚性杆件作为主要承重构件，整体通透轻盈，多用于景观雨棚、入口挑檐、小型采光屋面，属于轻型空间网格分支。

四、其他衍生空间网格形式

立体桁架空间网格

将多榀空间立体桁架沿横向、纵向排布，相互连接形成整体屋面网格，单榀桁架自身为三维立体截面，多榀组合后构成完整空间受力体系，杆件排布规整，运输分段便捷，适用于长条型大空间建筑。

组合式空间网格

同一建筑屋面融合多种网格形式，主体采用多点支承网架，外围搭配悬挑网壳；或中部球面网壳搭配周边平板网架，根据不同区域跨度、建筑造型需求组合成型，受力体系分区独立又相互协同，适配造型复杂的综合性公共建筑。