薄壁空间结构建筑赏析.ppt

薄壁空间结构建筑赏析,北京火车站,建筑结构选型,建筑简介,北京火车站占地面积25万平方米，总建筑面积8万平方米。车站布局为纵列式，分为到发场、交接场、调车场。北京站站舍大楼坐南朝北，东西宽218米，南北最大进深124米，建筑面积71054平方米。,结构造型,检票口通廊上也一连间隔的用了5个双曲扁壳，中间的平面为21.5x21.5m，两侧的四个平面为16.5x16.5m，矢高为3.3m，壳身厚度为60mm。边缘构件为两铰拱。因为扁壳是间隔放置的，各个顶盖均可四面采光，使整个通廊显得宽敞明亮。,中央大厅的屋盖和检票口通廊的顶盖都是采用了双曲扁壳，中央大厅顶盖薄壳的平面为35mx35m,矢高为7m，壳身厚度仅为80mm，中央微微隆起，四周有拱形高窗，采光充分，素雅大方，宽敞宜人。,结构特点,壳体的两个互相垂直的平面上都有曲率矢高小，结构所占空间小，造型美观可以是单波、多波,组成,双曲扁壳由壳板和周边竖直的边缘构件组成,壳板形成:双曲扁壳的壳板是由一根上凸的抛物线作母线，两根也上凸的相同的抛物线作导线平移而成光而、带肋;双向曲率可以相等，也可以不相等，双向曲率不同时，小曲率之比及底而长边与短边之比均不应超过2常用抛物线平移曲而,周边竖直的边缘构件(称横隔构件)拉杆拱或拱形析架跨度较小时，可采用等截而或变截而的薄腹梁四角交接处应连接可靠形成箍的作用以约束壳板的变形边缘构件主要承受壳边传来的顺剪力边缘构件在其自身平而内应有足够的刚度,受力特点,受力分析图a)壳身中间板带法向Nx,Ny的分布图，均为压力，壳体边缘处两个方向的法向力均为零b)壳身中间板带曲而外弯矩Mx,My的分布该弯矩使壳体下表而受拉，壳体愈高愈薄，则弯矩愈小，弯矩作用区也小c)壳身沿四周边缘的顺剪力分布图壳身内的顺剪力在周边最大，而在凹角处更大,分析结果表明，双曲扁壳主要是通过薄膜内力传递壳而荷载，横向弯矩次之，其变化很有规律，壳而上分为三个受力区:中央区一该区占整个壳板的大部分，约80%，曲面以双向正压力为主，顺剪力与弯矩很小。该区强度潜力大，仅需构造配筋，因此，可在该区开洞以采光或通风,壳身,周边区一该区卞要承受止弯矩，使壳体下表面受拉，应配置相应的受拉钢筋。沿周边(1/15-1/10)L的范围内，壳体厚度应逐渐加厚到(2-2.5）。壳体愈高、愈薄，则弯知越小，弯知作用区也越小四角区一该区主要承受顺剪力，且较大，因此，产生很大的主应力,双曲扁壳的构造,壳体矢高与底而短边之比不能大于1/5。也不能过于扁平壳体太扁而壳身又不太薄时，壳身边缘处的剪应力和弯曲应力均较大，扁壳向平板转化，承载能力下降，材料用量要增加跨度:用于3040m建筑，最大可至100m壳厚:一(1/500-1/300)L，一般一60mm80mm双向曲率不等时，较大曲率与较小曲率之比以及底面长边与短边之比均不宜超过2双曲扁壳允许倾斜放置，但壳体底平而的最大倾角不宜超过10现浇整体式双曲扁壳的边缘构件常为拱式结构，应保证其端部的可靠连接，形成整体作用,边缘构件(横隔构件)作用:增强壳体刚度，保持壳体形状形式:边缘杆件的形式可以采用变截面或等截面的薄腹梁，拉杆拱或拱形桁架。也可采用空腹析架或拱形刚架边缘构件上的主要荷载是由壳边传来的顺剪力S，为偏心受拉构件。设计及施工应保证壳板与边缘构