二、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)早于平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在國外，傳統(tǒng)的肋環(huán)型穹頂已有一百多年歷史，而第一個平板網(wǎng)架是1940年在德國建造的（采用mero體系）。中國第一批具有現(xiàn)代意義的網(wǎng)殼是在50和60年代建造的，但數(shù)量不多。當時柱面網(wǎng)殼大多采用菱形“聯(lián)方”網(wǎng)格體系，1956年建成的天津體育館鋼網(wǎng)殼（跨度52m）和l961年同濟大學建成的鋼筋混凝土網(wǎng)殼（跨度40m）可作為典型代表。球面網(wǎng)殼則主要采用助環(huán)型體系，1954年建成的重慶人民禮堂半球形穹頂（跨度46.32m）和1967年建成的鄭州體育館圓形鋼屋蓋（跨度64m）習能是僅有的兩個規(guī)模較大的球面網(wǎng)殼。自此以后直到80年代初期，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國沒有得到進一步的發(fā)展。
相對而言自第一個平板網(wǎng)架（上海師范學院球類房，31.5mx40.5m）于1964年建成以來，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一直保持較好發(fā)展勢頭。1967年建成的首都體育館采用斜放正交網(wǎng)架，其矩形平面尺寸為99mx112m，厚6m，采用型鋼構(gòu)件，高強螺栓連接，用鋼指標65kg每平米（1kg每平米≈9.8pa）。1973年建成的上海萬人體育館采用圓形平面的三向網(wǎng)架凈架110m，厚6m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點，用鋼指標47kg每平米。當時平板網(wǎng)架在國內(nèi)還是全新的結(jié)構(gòu)形式，這兩個網(wǎng)架規(guī)模都比較大，即使從今天來看仍然具有代表性，因而對工程界產(chǎn)生了很大影響。在當時體育館建設(shè)需求的激勵下，國內(nèi)各高校、研究機構(gòu)和設(shè)計部門對這種新結(jié)構(gòu)投入了許多力量，專業(yè)的制作和安裝企業(yè)也逐漸成長，為這種結(jié)構(gòu)的進一步發(fā)展打下了較堅實的基礎(chǔ)。改革開放以來的十多年里是我國空間結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的黃金時期而平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就自然地處于捷足先登的優(yōu)先地位。甚至80年代后期北京為迎接1990年亞運會興建的一批體育建筑中，多數(shù)仍采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在這一時期，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計已普遍采用計算機，生產(chǎn)技術(shù)也獲得很大進步，開始廣泛采用裝配式的螺栓球結(jié)點，大大加快了網(wǎng)架的安裝。
但事物總是存在兩個方面。在平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一枝獨秀地加快發(fā)展的同時，隨著經(jīng)濟和文化建設(shè)需求的擴大和人們對建筑欣賞品位的提高，在設(shè)計日益增多的各式各樣大跨度建筑時，設(shè)計者越來越感覺到結(jié)構(gòu)形式的選擇余地有限，無法滿足日益發(fā)展的對建筑功能和建筑造型多樣化的要求。這種現(xiàn)實需求對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等多種空間結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展起了良好的刺激作用。由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)條件相同，國內(nèi)已具備現(xiàn)成的基礎(chǔ)，因而從80年代后半期起，當相應(yīng)的理論儲備和設(shè)計軟件等條件初步完備，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就開始了在新的條件下的快速發(fā)展。建造數(shù)量逐年增加，各種形式的網(wǎng)殼，包括球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、鞍形網(wǎng)殼（或扭網(wǎng)殼）、雙曲扁網(wǎng)殼和各種異形網(wǎng)殼，以及上述各種網(wǎng)殼的組合形式均得到了應(yīng)用；還開發(fā)了預(yù)應(yīng)力網(wǎng)受、斜拉網(wǎng)殼（用斜拉索加強網(wǎng)殼）等新的結(jié)構(gòu)體系。近幾年來建造了一些規(guī)模相當宏大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。例如1994年建成的天津體育館采用肋環(huán)斜桿型（schwedler型）雙層球面網(wǎng)殼，其圓形平面凈跨108m，周邊伸出13.5m，網(wǎng)殼厚度3m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點，用鋼指標55kg每平米。1995年建成的黑龍江省速滑館用以覆蓋400m速滑跑道，其巨大的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由中央柱面殼部分和兩端半球殼部分組成，輪廓尺寸86.2mx191.2m，覆蓋面積達15000平米，網(wǎng)殼厚度2.1m，采用圓鋼管構(gòu)件和螺栓球結(jié)點，用鋼指標50kg每平米。1997年剛建成的長春萬人體育館平面呈桃核形，由肋環(huán)型球面網(wǎng)殼切去中央條形部分再拼合而成，體型巨大，如果將外伸支腿計算在內(nèi)，輪廓尺寸達146mx191.7m，網(wǎng)殼厚度2.8m，其桁架式“網(wǎng)片”的上、下弦和腹桿一律采用方（矩形）鋼管，焊接連接，是我國第一個方鋼管網(wǎng)殼。這一網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案是由國外提出的，施工圖設(shè)計和制作安裝由國內(nèi)完成。
在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益擴大的同時，平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)并未停止其自身的發(fā)展。這種目前來看已比較簡單的結(jié)構(gòu)有它自己廣泛的使用范圍，跨度不拘大??；而已近幾年在一些重要領(lǐng)域擴大了應(yīng)用范圍。例如在機場維修機庫方面，廣州白云機場80m機庫（199年）、成都機場 140m機庫（1995年）、首都機場2zmx150m機庫（1996年）等大型機庫都采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。這些三邊支承的平板網(wǎng)架規(guī)模巨大，且需承受較重的懸掛荷載，常采用較重型的焊接型鋼（或鋼管）結(jié)構(gòu)，有時需采用三層網(wǎng)架；其單位面積用鋼指標可達到一般公用建筑所用網(wǎng)架的一倍或更多。單層工業(yè)廠房也是近幾年來平板網(wǎng)架獲得迅速發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。為便于靈活安排生產(chǎn)工藝，廠房的柱網(wǎng)尺寸有日益擴大的趨向，這時平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就成為十分經(jīng)濟適用的理想結(jié)構(gòu)方案。1991年建成的第一汽車制造廠高爾夫轎車安裝車間面積近8萬平米（189.2mx421.6m），柱網(wǎng)21mx12m，采用焊接球結(jié)點網(wǎng)架，用鋼指標31kg每平米。該廠房是目前世界上面積大的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。1992年建成的天津無縫鋼管廠加工車間面積為6萬平米（108m x 564m），柱網(wǎng)36m x 18m，采用螺栓球結(jié)點網(wǎng)架，用鋼指標32kg每平米，與傳統(tǒng)的平面鋼桁架方案比較，節(jié)省了47％。鑒于這類廠房的巨大圓積，它們確實為平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了廣闊的新領(lǐng)域。十分明顯，包括網(wǎng)架和網(wǎng)殼在內(nèi)的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是我國近十余年來發(fā)展快，應(yīng)用廣的空間結(jié)構(gòu)類型。這類結(jié)構(gòu)體系整體剛度好，技術(shù)經(jīng)濟指標優(yōu)越，可提供豐富的建筑造型，因而受到建設(shè)者和設(shè)計者的喜愛。我國網(wǎng)架企業(yè)的蓬勃發(fā)展也為這類結(jié)構(gòu)提供了方便的生產(chǎn)條件。據(jù)估計，近幾年我國每年建造的網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)達800萬平方米建筑面積，相應(yīng)鋼材用量約20萬t.這么大的數(shù)字是任何其它國家無法比擬的，無愧于“網(wǎng)架王國”這一稱號，難怪國外有關(guān)企業(yè)對這一巨大市場垂涎欲滴。
如此大的發(fā)展勢頭自然也會帶采一些問題。與國際水平相比，我國目前網(wǎng)架生產(chǎn)的工藝水平和質(zhì)量管理水平尚有一定距離。尤其是在市場需求帶動下，大量小型網(wǎng)架企業(yè)雨后春筍般成立起來，難免良莠不齊，設(shè)計也非總由有經(jīng)驗人士擔任。因而大力加強行業(yè)管理，切實把握住設(shè)計制作和安裝質(zhì)量，是促進我國空間結(jié)構(gòu)進一步健康發(fā)展的重要課題。
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)早于平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在國外，傳統(tǒng)的肋環(huán)型穹頂已有一百多年歷史，而第一個平板網(wǎng)架是1940年在德國建造的（采用mero體系）。中國第一批具有現(xiàn)代意義的網(wǎng)殼是在50和60年代建造的，但數(shù)量不多。當時柱面網(wǎng)殼大多采用菱形“聯(lián)方”網(wǎng)格體系，1956年建成的天津體育館鋼網(wǎng)殼（跨度52m）和l961年同濟大學建成的鋼筋混凝土網(wǎng)殼（跨度40m）可作為典型代表。球面網(wǎng)殼則主要采用助環(huán)型體系，1954年建成的重慶人民禮堂半球形穹頂（跨度46.32m）和1967年建成的鄭州體育館圓形鋼屋蓋（跨度64m）習能是僅有的兩個規(guī)模較大的球面網(wǎng)殼。自此以后直到80年代初期，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國沒有得到進一步的發(fā)展。
相對而言自第一個平板網(wǎng)架（上海師范學院球類房，31.5mx40.5m）于1964年建成以來，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一直保持較好發(fā)展勢頭。1967年建成的首都體育館采用斜放正交網(wǎng)架，其矩形平面尺寸為99mx112m，厚6m，采用型鋼構(gòu)件，高強螺栓連接，用鋼指標65kg每平米（1kg每平米≈9.8pa）。1973年建成的上海萬人體育館采用圓形平面的三向網(wǎng)架凈架110m，厚6m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點，用鋼指標47kg每平米。當時平板網(wǎng)架在國內(nèi)還是全新的結(jié)構(gòu)形式，這兩個網(wǎng)架規(guī)模都比較大，即使從今天來看仍然具有代表性，因而對工程界產(chǎn)生了很大影響。在當時體育館建設(shè)需求的激勵下，國內(nèi)各高校、研究機構(gòu)和設(shè)計部門對這種新結(jié)構(gòu)投入了許多力量，專業(yè)的制作和安裝企業(yè)也逐漸成長，為這種結(jié)構(gòu)的進一步發(fā)展打下了較堅實的基礎(chǔ)。改革開放以來的十多年里是我國空間結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的黃金時期而平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就自然地處于捷足先登的優(yōu)先地位。甚至80年代后期北京為迎接1990年亞運會興建的一批體育建筑中，多數(shù)仍采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在這一時期，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計已普遍采用計算機，生產(chǎn)技術(shù)也獲得很大進步，開始廣泛采用裝配式的螺栓球結(jié)點，大大加快了網(wǎng)架的安裝。
但事物總是存在兩個方面。在平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一枝獨秀地加快發(fā)展的同時，隨著經(jīng)濟和文化建設(shè)需求的擴大和人們對建筑欣賞品位的提高，在設(shè)計日益增多的各式各樣大跨度建筑時，設(shè)計者越來越感覺到結(jié)構(gòu)形式的選擇余地有限，無法滿足日益發(fā)展的對建筑功能和建筑造型多樣化的要求。這種現(xiàn)實需求對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等多種空間結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展起了良好的刺激作用。由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)條件相同，國內(nèi)已具備現(xiàn)成的基礎(chǔ)，因而從80年代后半期起，當相應(yīng)的理論儲備和設(shè)計軟件等條件初步完備，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就開始了在新的條件下的快速發(fā)展。建造數(shù)量逐年增加，各種形式的網(wǎng)殼，包括球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、鞍形網(wǎng)殼（或扭網(wǎng)殼）、雙曲扁網(wǎng)殼和各種異形網(wǎng)殼，以及上述各種網(wǎng)殼的組合形式均得到了應(yīng)用；還開發(fā)了預(yù)應(yīng)力網(wǎng)受、斜拉網(wǎng)殼（用斜拉索加強網(wǎng)殼）等新的結(jié)構(gòu)體系。近幾年來建造了一些規(guī)模相當宏大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。例如1994年建成的天津體育館采用肋環(huán)斜桿型（schwedler型）雙層球面網(wǎng)殼，其圓形平面凈跨108m，周邊伸出13.5m，網(wǎng)殼厚度3m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點，用鋼指標55kg每平米。1995年建成的黑龍江省速滑館用以覆蓋400m速滑跑道，其巨大的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由中央柱面殼部分和兩端半球殼部分組成，輪廓尺寸86.2mx191.2m，覆蓋面積達15000平米，網(wǎng)殼厚度2.1m，采用圓鋼管構(gòu)件和螺栓球結(jié)點，用鋼指標50kg每平米。1997年剛建成的長春萬人體育館平面呈桃核形，由肋環(huán)型球面網(wǎng)殼切去中央條形部分再拼合而成，體型巨大，如果將外伸支腿計算在內(nèi)，輪廓尺寸達146mx191.7m，網(wǎng)殼厚度2.8m，其桁架式“網(wǎng)片”的上、下弦和腹桿一律采用方（矩形）鋼管，焊接連接，是我國第一個方鋼管網(wǎng)殼。這一網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案是由國外提出的，施工圖設(shè)計和制作安裝由國內(nèi)完成。
在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益擴大的同時，平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)并未停止其自身的發(fā)展。這種目前來看已比較簡單的結(jié)構(gòu)有它自己廣泛的使用范圍，跨度不拘大??；而已近幾年在一些重要領(lǐng)域擴大了應(yīng)用范圍。例如在機場維修機庫方面，廣州白云機場80m機庫（199年）、成都機場 140m機庫（1995年）、首都機場2zmx150m機庫（1996年）等大型機庫都采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。這些三邊支承的平板網(wǎng)架規(guī)模巨大，且需承受較重的懸掛荷載，常采用較重型的焊接型鋼（或鋼管）結(jié)構(gòu)，有時需采用三層網(wǎng)架；其單位面積用鋼指標可達到一般公用建筑所用網(wǎng)架的一倍或更多。單層工業(yè)廠房也是近幾年來平板網(wǎng)架獲得迅速發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。為便于靈活安排生產(chǎn)工藝，廠房的柱網(wǎng)尺寸有日益擴大的趨向，這時平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就成為十分經(jīng)濟適用的理想結(jié)構(gòu)方案。1991年建成的第一汽車制造廠高爾夫轎車安裝車間面積近8萬平米（189.2mx421.6m），柱網(wǎng)21mx12m，采用焊接球結(jié)點網(wǎng)架，用鋼指標31kg每平米。該廠房是目前世界上面積大的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。1992年建成的天津無縫鋼管廠加工車間面積為6萬平米（108m x 564m），柱網(wǎng)36m x 18m，采用螺栓球結(jié)點網(wǎng)架，用鋼指標32kg每平米，與傳統(tǒng)的平面鋼桁架方案比較，節(jié)省了47％。鑒于這類廠房的巨大圓積，它們確實為平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了廣闊的新領(lǐng)域。十分明顯，包括網(wǎng)架和網(wǎng)殼在內(nèi)的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是我國近十余年來發(fā)展快，應(yīng)用廣的空間結(jié)構(gòu)類型。這類結(jié)構(gòu)體系整體剛度好，技術(shù)經(jīng)濟指標優(yōu)越，可提供豐富的建筑造型，因而受到建設(shè)者和設(shè)計者的喜愛。我國網(wǎng)架企業(yè)的蓬勃發(fā)展也為這類結(jié)構(gòu)提供了方便的生產(chǎn)條件。據(jù)估計，近幾年我國每年建造的網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)達800萬平方米建筑面積，相應(yīng)鋼材用量約20萬t.這么大的數(shù)字是任何其它國家無法比擬的，無愧于“網(wǎng)架王國”這一稱號，難怪國外有關(guān)企業(yè)對這一巨大市場垂涎欲滴。
如此大的發(fā)展勢頭自然也會帶采一些問題。與國際水平相比，我國目前網(wǎng)架生產(chǎn)的工藝水平和質(zhì)量管理水平尚有一定距離。尤其是在市場需求帶動下，大量小型網(wǎng)架企業(yè)雨后春筍般成立起來，難免良莠不齊，設(shè)計也非總由有經(jīng)驗人士擔任。因而大力加強行業(yè)管理，切實把握住設(shè)計制作和安裝質(zhì)量，是促進我國空間結(jié)構(gòu)進一步健康發(fā)展的重要課題。