结构概念体系与选型学习教案

1、会计学1结构概念结构概念(ginin)体系与选型体系与选型第一页，共23页。薄 壳 （Shell） 薄壳是薄壁空间结构，与张拉膜和双向悬索结构(Two-Way Cable-Suspended Structure )有很多相似之处，张拉膜或悬索结构只能沿膜或索的方向承受拉力，而薄壳结构不仅可以在薄壳曲面内承受任意方向的轴力(拉或压)，还可以在壳面内承受很大的剪力。薄壳结构与张拉薄膜受力状态正好相反，就像拱和悬索结构受力相反一样(yyng)；薄壳壳面有一定刚度，不能随荷载变化调整自己的形状改变内力状态，所以薄壳内除薄膜内力(剪应力和正应力)外还有小部分弯矩，薄壳壳面必须具有一定的抗弯能力。钢筋混凝

2、土薄壳可以根据需要调整各部分壳面的厚度和配筋，最大限度地做到等强度设计。第1页/共22页第二页，共23页。 薄壳结构壳面薄，自重轻，既是承重结构也是围护结构，比较适合大跨度建筑。应当(yngdng)指出，薄壳结构是由壳面和边缘构件两部分组成，边缘构件是壳面的边界和支座，为壳面提供受力明确的边界条件，是薄壳结构的重要组成部分。边缘构件的损坏会彻底改变壳面的受力状态，甚至导致整个壳体的破坏或倒塌。可见，边缘构件在薄壳中具有重要作用，千万不能忽视。生活中常用的塑料脸盆也可看作是一个薄壳，可以设想，如果把塑料脸盆的边缘翻转部分(边缘构件)剪去，则塑料脸盆的刚度会大大减少。薄壳壳面可以整体浇筑，也可划分

3、为小块，预制后在现场拼装。 第2页/共22页第三页，共23页。美国麻省理工学院（MIT）礼堂(ltng)球壳（平面为正三角形）第3页/共22页第四页，共23页。美国麻省理工学院（MIT）礼堂(ltng)（球壳铰支座）第4页/共22页第五页，共23页。北京：燕山石化化肥库（双曲扁壳屋盖、薄壳边缘(binyun)构件为带拉杆的拱）第5页/共22页第六页，共23页。北京燕山：钢筋(gngjn)混凝土组合双曲抛物面屋盖第6页/共22页第七页，共23页。 折板结构通常预制生产，为增大使用跨度，可沿折板纵向施加预应力，一般可在预应力台座上采用先张法施工。每两块折板可以象折页一样折拢，便于吊装运输。吊装就位

4、后再打开折板，搁置在预先准备好的三角形支座上。 根据折板打开后的角度，可以改变折板的有效高度h，以适应(shyng)不同跨度的需要。目前国内重复使用图集CG 434提供波宽为2 m、3 m两种预应力V形折板，调整折板横向倾角可改变折板的有效高度h，以适应(shyng)不同跨度和不同承载力的要求，跨度可在6 m到18 m范围内选用。 折板结构，特别是V形折板施工方便、自重轻、经济指标好，跨度可以做得比较大，外形也有特点，但屋盖隔热、保暖比较麻烦，若做吊顶，经济指标就提高了。故特别适合没有保暖要求的仓库及水泵房使用。第7页/共22页第八页，共23页。北京(bi jn)：燕山石化某仓库（折板结构）第

5、8页/共22页第九页，共23页。某折板结构水泵房（外景(wijng)）第9页/共22页第十页，共23页。某折板结构水泵房（内景(nijng)）第10页/共22页第十一页，共23页。五、网架体系(tx)(Lattice grid System )六、张拉索结构(jigu)(Tension-Cable Structure )3.2 结构水平(shupng)体系的主要类型和特点 ( The Major Styles and Characteristics of Horizontal Structural System)七、膜结构 (Membrane Structure ) 八、拱结构( Arch S

6、tructure)九、薄壳 结构(Shell Structure)十一、 结构转换层(The Horizontal structureTransition Story )十二、门式刚架( Portal Frame)十、 组合结构(Composite Structure )第11页/共22页第十二页，共23页。北京：亚运会英东游泳馆（平面(pngmin)为100 m84 m）内设跳水池和50 m长的标准游泳池 第12页/共22页第十三页，共23页。北京：亚运会英东游泳馆（外景）主要(zhyo)承重结构为1.8 m1.8 m的箱形截面钢梁，支承在两端的筒体上，跨度达100 m。 第13页/共22页

7、第十四页，共23页。北京(bi jn)：亚运会英东游泳馆（外景）端筒顶部截面为6 m9 m，底部截面达12 m12 m。第14页/共22页第十五页，共23页。北京：亚运会英东游泳馆（侧面(cmin)） 从侧面(cmin)看，屋盖外形很像中国式“大屋顶”，独具民族特色。 第15页/共22页第十六页，共23页。北京：亚运会英东游泳馆（内景） 网架中间高两侧低，完全符合布置跳台的功能要求，从内部看网架形状酷似一个(y )网兜，可见网架杆件以受拉为主，十分经济。 第16页/共22页第十七页，共23页。北京(bi jn)：朝阳体育馆（外景）第17页/共22页第十八页，共23页。北京朝阳体育馆： 为亚运会

8、排球比赛设计的体育馆，建筑面积7880 m2。比赛厅平面(pngmin)为78 m66 m的椭圆形，设有3384 个座席，场地34 m44 m，略有弧度。朝阳体育馆造型新颖，功能合理，尤其以其独特的结构体系，受到工程界的好评。 现作一简单分析，以加深对结构概念、体系和选型的理解。第18页/共22页第十九页，共23页。(一)结构体系概况 在体育馆椭圆形平面中央沿纵向(zn xin)布置由三根钢管构成的组合拱作为主要水平结构，拱上部主悬索(Main Cable-Suspended Structure) 及吊索为拱提供中间(弹性)支座，以减小大跨度拱的内力。主悬索两端锚固在三角形剪力墙顶上，剪力墙上

9、部挖空，形成三角形框架。在主悬索水平力作用下框架竖杆受压，斜杆受拉，受力明确。斜拉杆采用后张预应力混凝土，以提高斜拉杆的抗裂性。第19页/共22页第二十页，共23页。 沿体育馆纵向边缘与钢管桁架拱相对布置倾斜的钢筋混凝土边拱，在边拱和钢管组合拱之间布置屋面承重索，与承重索正交方向(fngxing)布置稳定索，以保证悬索屋盖的稳定性。 主要竖向结构为四片八字形分开的剪力墙，荷载(竖向和水平荷载)都通过(tnggu)它传给基础。另外，看台部分的荷载将由看台下的框架传给基础。第20页/共22页第二十一页，共23页。(二)竖向荷载下的受力分析组合拱：1.荷载通过拱自身推力传给下部剪力墙；2.荷载由上部吊索传给主悬索，再传给剪力墙顶端，由三角形框架的竖向压杆和斜拉杆平衡。各自传来的拉力和推力的水平分量，在剪力墙底部基本上抵消，所以传给基础的主要是竖向压力，弯矩和水平力都很小。钢筋混凝土边拱： 把屋面承重索传来的荷载通过拱推力作用到剪力墙下部，由于(yuy)两侧边拱对称布置，边拱推力的水平