目前，大跨空間結構發(fā)展迅速，空間結構以其優(yōu)美的建筑外形和良好的受力性能被廣泛運用于工程實踐中。網架與網殼是空間結構的主要形式，他們有許多類似的地方，同時又有各自的特點。(前言)
1.網架與網殼的定義
網格結構是由很多桿件通過節(jié)點，按照規(guī)律的幾何圖形組成的空間結構。網格結構中，雙層或多層平板形網格結構稱為網架結構，而曲面形網格稱為網殼結構。網架與網殼結構都屬于空間網格結構范疇，結構形式較為新穎，桿件的布置形式都具有很強的規(guī)律性。
2.網架與網殼結構的組成與連接
網架結構形似一塊大板，一般分為平行桁架系網架、四角錐體系網架、三角錐體系網架、混合型三層網架等；網殼結構為空間曲面形式，分為單層和雙層網殼兩種，單層網殼結構依靠單層桿件找形，雙層網殼依靠上弦桿件找形，腹桿和下弦桿可按相應的平面桁架體系、四角錐體系或三角錐體系。
根據其組成可以判斷，網架結構及雙層網殼結構的節(jié)點允許采用鉸接或剛接形式，而單層網殼結構中，桿件之間的節(jié)點只允許采用剛接，否則將使單層網殼形成機構。
空間鉸接桿系的一個節(jié)點有三個自由度，在網架為幾何不變的前提下，可用下式判斷整個結構的超靜定次數。
W=3J-B-S (1)
J——網架的節(jié)點數
B——網架的桿件數
S——支座約束數
假設某雙層正交正放網架上弦的網格數為N×N，下弦網格數為(N-1)×(N-1),則節(jié)點數為2N2+2N+1,網架桿件數為8N2，W=-2N2+6N+3-S。對于大跨結構，一般情況下N較大，設N=10,且上弦點支承,約束數為S=4N，則W=-177.超靜定次數為177.可見，網架和雙層鉸節(jié)點網殼結構的冗余度較大，具有較高的安全儲備。
3.網架與網殼的內力
網架結構與網殼結構均為一種空間桿系結構，具有三維受力特點，能承受各方向的作用，空間整體性比較好。網架結構桿件及鉸接二層網殼的桿件均為二力桿；單層網殼結構的桿件需做成剛接，能夠傳遞彎矩。平板網架對支座無水平推力或是拉力，而網殼一般不同，網殼需要較大的邊緣構件來約束它。網架與網殼結構受溫度作用產生的應力對支座約束類型比較敏感，約束數越多、越強，溫度應力就越大。在豎向荷載作用下，網架的上下弦桿在跨中內力較大，支座處的弦桿內力相對小些，支座處的腹桿內力較大，跨中腹桿內力較小，網架結構可以采用簡化計算公式估算內力，而網殼結構由于曲面形式多樣，內力分布與曲面形狀相關，沒有統(tǒng)一的近似計算公式。
4.網架與網殼的內力分析方法
網架結構和雙層鉸接網殼計算一般采用空間桁架位移法，假定節(jié)點為鉸接、桿件只承受軸力，服從小變形及線彈性理論，且網架只承受節(jié)點荷載；而對于剛接的網殼結構，宜采用空間剛架位移法，假定梁單元為等截面雙軸對稱直桿、變形后梁截面仍為平面，同時服從小變形及線彈性理論。
在空間桁架位移法計算過程中，網架結構與網殼結構的單剛矩陣的建立有所區(qū)別。網架結構中，單剛矩陣沒有考慮桿件伸的影響，桿長取為原長，局部坐標系下直接建立單剛矩陣：
(2)
再轉換到整體坐標系下的單剛矩陣。網殼結構一般考慮網殼變形對網殼內力的影響，網殼的平衡方程建立在變形后的位置上。所以，網殼結構的單元切線剛度矩矩陣建立在整體坐標系下：
(3)
——單元切線剛度矩陣
——單元線彈性剛度矩陣
——單元幾何剛度矩陣
——單元的初位移矩陣
然后，建立整體坐標下的總剛矩陣，根據外荷載、邊界條件求解方程組，得到位移，再計算桿件內力。
5.網架與網殼的地震動特性
網架結構和網殼結構的頻譜非常密集。網架與網殼結構的第一周期隨短向跨度的增大而增大。網架結構的剛度受網架高度影響較大，相應地，網殼結構的剛度受網殼的厚度影響較大。網架結構在進行抗震計算時，若不帶入下部結構，得到的對應較長周期的振型一般都是豎向振型。帶入下部結構計算后，若柱子抗側剛度較小，一般首先出現水平振型。而網殼結構的振型與矢跨比有關，矢跨比越小，第一振型越容易出現豎向振型，在工程運用中，矢跨比一般都較大，以水平振型為主。對于一般網架結構，第一振型對應的圓頻率近似公式采用瑞雷法：
(4)
——網架基頻，Hz
——重力加速度
——第一振型i節(jié)點對應重力荷載代表值，KN
——第一振型i節(jié)點對應位移,m
對于常用的雙層圓柱面網殼，基頻可按下式估算：
(5)
——圓柱面網殼基頻，Hz
——圓柱面網殼矢高，m
——圓柱面網殼波寬，m
——圓柱面網殼厚度，m
——圓柱面網殼長度，m
從公式反映出，網架結構的基頻直接受自重、荷載，間接受網架剛度的影響；而雙層柱面殼基頻計算公式只與網殼的幾何參數相關。
6.網架與網殼的穩(wěn)定性比較
網架結構的穩(wěn)定問題不是特別明顯，有相當一部分網架的破壞由支座的破壞導致，而網殼結構的穩(wěn)定需要特別關注，工程中的網殼破壞，特別是單層網殼，主要是由殼體的局部失穩(wěn)開始。對于單層網殼結構在荷載作用下容易出現局部穩(wěn)定問題，而且其穩(wěn)定受到初始缺陷、非線性、曲面形狀、網殼密度與厚度、結構與節(jié)點剛度、荷載分布邊界條件等因素的影響，較為復雜。
7.網架與網殼的構造
網架與網殼結構的構造設計主要對桿件截面、長細比，一般節(jié)點的形式和支座節(jié)點的設計提出了要求。節(jié)點應該形式簡單，傳力可靠。在網架與網殼的計算中，引入了許多假定，構造設計中應該盡量滿足這些假定。例如對于鉸接節(jié)點，網架與網殼的桿件不能太短，桿件越短，對假定的偏離就越大；也不能太長，長細比過大，桿件就容易失穩(wěn)。對于剛接節(jié)點，
8.總結
網架結構與網殼結構都屬于空間網格結構，其理論水平已近成熟，近年來發(fā)展迅速。它們有很多相似的地方，但又由于形態(tài)與組成上的差別，使得其在受力特性、內力分析方法、地震動特性等方面出現了一些差異。在進行分析時，應根據具體情況進行分析，考慮主要因素的影響，忽略次要因素，在滿足精度的要求下使分析盡量簡化。