壳体结构简介

1、圆顶薄壳,圆顶是正高斯曲率的旋转曲面壳。圆顶薄壳结构具有良好的空间工作性能，能以很薄的圆顶覆盖很大的跨度，广泛用于大型公共建筑如天文馆、展览馆、剧院等,北京天文馆直径25m的圆顶薄壳，壳厚仅为60mm,花之圣母教堂 欧洲 布鲁涅内斯基,一、圆顶薄壳的组成及结构型式,一般由壳身、支座环、下部支承结构组成。 1、壳身结构 按构造的不同，可分为平滑圆顶、肋形圆顶和多面圆顶,当建筑上由于采光要求需将圆顶表面划分成若干区格；或当壳体承受集中荷载时；或当壳身厚度太小、不能保证壳体的稳定；或采用整体式结构时用肋形圆顶,当建筑平面为正多边形时，可采用多面圆顶结构,当有通风采光要求时，一般可在圆顶顶部开设圆形空

2、洞。 壳体：开口壳和闭口壳,2、支座环,保证圆顶几何不变。其作用和拱结构拉杆一样。可有效的阻止圆顶在竖向荷载作用下的裂缝开展和破坏，保证壳体基本上处于受压的状态，实现空间平衡,3、支承结构,1）圆顶结构通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上（如砖墙、钢筋混凝土柱） 优点：受力明确，构造简单。 缺点：跨度大时，推力大，因此支座环尺寸大。表现力不够丰富活跃,2）圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上,3）圆顶结构支承在框架上,4）圆顶结构直接落地并支承在基础上。 美国麻省理工学院大会堂,第三节 筒壳,筒壳的壳板为柱形曲面，也称柱面壳。它是单向有曲率的薄壳，是零高斯曲率壳。 特点：几何形状简单，模板制作方便，易于

3、施工，应用广泛,一、筒壳的结构组成,筒壳由壳身、边梁及横隔组成。两个横隔之间的距离称为跨度l1；两个边梁之间的距离为波长l2。 l1/l2=1,长壳；一般为多波形。 l1/l21,短壳；一般为单波多跨,壳身包括边梁在内的高度称为截面高度h，h=（1/10-1/15）l1,不包括边梁在内的高度称为矢高f。（f1/8l2） 壳板的厚度一般为50-80mm，一般不宜小于35mm；壳板与边梁连接处可以局部加厚，以抵抗局部的横向弯矩,边梁与壳板共同受力，截面形式对壳板内力分布有很大影响，并且也是屋面排水关键,横隔是筒壳的横向支承，没有它，就不是筒壳结构，而是筒拱结构。 功能是承受壳身传来的顺剪力并将内力

4、传到下部结构,二、筒壳的受力特点,筒壳两端是有横隔支承的，而筒拱没有。因而两者在承荷和传力上有本质的区别。 筒拱是横向以拱的形式单向承荷和传力的，纵向不传力，是平面结构。而筒壳在横向以拱的形式承荷和传力，在曲面内产生横向压力，在纵向以纵梁的形式把荷载传给横隔。因此，筒壳是横向拱和纵向梁共同作用的空间结构,当筒壳的跨波比l1/l2不同时，筒壳的受力状态存在很大区别。一般，筒壳的受力特点分三类： 1） l1/l23时 由于筒壳的跨度较长，横向拱的作用明显变小，横向压力较小，二纵向梁传力作用显著。筒壳近似梁的作用,2）当l1/l20.5时 由于筒壳的跨度较小，筒壳横向的拱作用明显，而纵向梁的传力作用很小，因此近似拱的作用。而且壳体内力主要是薄膜内力，可按薄膜理论计算,3）当0.5l1/l23时 跨度不长也不短，在受力时拱和梁的作用都明显，壳体即存在薄膜内力，有存在弯曲内力，可用弯矩理论或半弯矩理论计算,边梁是壳板的边框，与壳板共同作用，整体受