殼體結構簡介.ppt

圓頂薄殼 圓頂是正高斯曲率的旋轉曲面殼。 圓頂 薄殼結構具有良好的空間工作性能，能以 很薄的圓頂覆蓋很大的跨度，廣泛用于大 型公共建筑如天文館、展覽館、劇院等。 北京天文館直徑 25m的圓頂薄殼，殼 厚僅為 60mm。 花之圣母教堂 歐洲 布魯涅內斯基 一、圓頂薄殼的組成及結構型式 一般由殼身、支座環(huán)、下部支承結構組成。 1、殼身結構 按構造的不同，可分為 平滑圓頂 、肋形圓頂 和多面圓頂。 當建筑上由于采光要求需將圓頂表面劃 分成若干區(qū)格；或當殼體承受集中荷載 時；或當殼身厚度太小、不能保證殼體 的穩(wěn)定；或采用整體式結構時用肋形圓 頂。 當建筑平面為正多邊形時，可采用多面 圓頂結構。 當有通風采光要求時，一般可在圓頂 頂部開設圓形空洞。 殼體：開口殼和閉口殼。 2、支座環(huán) 保證圓頂幾何不變。其作用和拱結構拉桿 一樣。可有效的阻止圓頂在豎向荷載作用 下的裂縫開展和破壞，保證殼體基本上處 于受壓的狀態(tài)，實現(xiàn)空間平衡。 3、支承結構 1）圓頂結構通過支座環(huán)支承在房屋的豎向承 重構件上（如磚墻、鋼筋混凝土柱） 優(yōu)點：受力明確，構造簡單。 缺點：跨度大時，推力大，因此支座環(huán)尺寸 大。表現(xiàn)力不夠豐富活躍。 2）圓頂結構支撐在斜柱或斜拱上。 3）圓頂結構支承在框架上。 4）圓頂結構直接落地并支承在基礎上。 美國麻省理工學院大會堂 第三節(jié) 筒殼 筒殼的殼板為柱形曲面，也稱柱面殼。 它是單向有曲率的薄殼，是零高斯曲率殼。 特點 ：幾何形狀簡單，模板制作方便，易 于施工，應用廣泛。 一、筒殼的結構組成 筒殼由 殼身、邊梁及橫隔 組成。兩個橫 隔之間的距離稱為 跨度 L1；兩個邊梁之間 的距離為 波長 L2。 L1/L2=1,長殼；一般為多波形。 L1/L21,短殼；一般為單波多跨。 殼身包括邊梁在內的高度稱為 截面高 度 h， h=（ 1/10-1/15） L1,不包括邊梁在 內的高度稱為 矢高 f。（ f 1/8L2） 殼板的厚度 一般為 50-80mm，一般不 宜小于 35mm；殼板與邊梁連接處可以 局部加厚，以抵抗局部的橫向彎矩。 邊梁與殼板共同受力，截面形式對殼板內 力分布有很大影響，并且也是屋面排水關 鍵。 橫隔 是筒殼的橫向支承，沒有它，就不 是筒殼結構，而是筒拱結構。 功能是承受殼身傳來的順剪力并將內力 傳到下部結構。 二、筒殼的受力特點 筒殼兩端是有橫隔支承的，而筒拱沒有。因而 兩者在承荷和傳力上有本質的區(qū)別。 筒拱 是 橫向 以拱的形式單向承荷和傳力的， 縱 向 不傳力， 是平面結構 。 而 筒殼在 橫向 以拱的形 式承荷和傳力，在曲面內產(chǎn)生橫向壓力，在 縱向 以縱梁的形式把荷載傳給橫隔。因此， 筒殼是橫 向拱和縱向梁共同作用的空間結構。 當筒殼的跨波比 L1/L2不同時，筒殼的受 力狀態(tài)存在很大區(qū)別。一般，筒殼的受力 特點分三類： 1） L1/L2 3時 由于筒殼的跨度較長，橫向拱的作用明顯 變小，橫向壓力較小，二縱向梁傳力作用 顯著。筒殼近似梁的作用。 2） 當 L1/L2 0.5時 由于筒殼的跨度較小，筒殼橫向的拱 作用明顯，而縱向梁的傳力作用很小， 因此近似拱的作用。而且殼體內力主要 是薄膜內力，可按薄膜理論計算。 3） 當 0.5L1/L23時 跨度不長也不短，在受力時拱和梁的作 用都明顯，殼體即存在薄膜內力，有存在 彎曲內力，可用彎矩理論或半彎矩理論計 算。 邊梁 是殼板的邊框，與殼板共同作用， 整體受力，一般邊梁主要承受縱向拉力， 因此需集中布置縱向受拉鋼筋，可大大減 小殼板的縱向和水平位移。 橫隔 作為筒殼縱向支承，主要承受殼板 傳來的順剪力。