建筑结构选型李广军主编第章薄壳结构

建筑结构选型

SELECTTHETYPEOFTHESTRUCTURE2023/5/71建筑结构选型第3章

薄壳结构2023/5/72第3章

薄壳结构3.1概述3.2薄壳结构的曲面形式3.3圆顶薄壳3.4筒壳3.5双曲扁壳3.6折板结构3.7薄壳结构的工程实例2023/5/733.1

概述第3章

薄壳结构自然界某些动植物的种子外壳、蛋壳、贝壳，可以说是天然的薄壳结构，它们的外形符合力学原理，以最少的材料获得坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。人们从这些天然壳体中受到启发，利用混凝土的可塑性，创造出各种形式的薄壳结构。2023/5/743.1

概述第3章

薄壳结构薄壳结构是用混凝土、塑料等刚性材料以各种曲面形式构成的薄壳结构，呈空间受力状态，主要承受曲面内的轴向力，而弯矩和扭距很小，所以混凝土强度能得到充分的利用。由于是空间结构，强度和刚度都非常好。薄壳厚度仅为其跨度的几百分之一。而一般的平板结构厚度至少是跨度的几十分之一。所以薄壳结构具有自重轻、省材料、跨度大、外形多样的优点，可用来覆盖各种平面形状的建筑屋顶。但大多数薄壳结构的形式较复杂，多采用现浇施工，费工、费时、费模板，且结构计算较复杂，不宜承受集中荷载,这些缺点在一定程度上影响了它的推广使用。2023/5/753.1

概述第3章

薄壳结构北京火车站正厅屋顶的扁壳，平面尺寸为35m×35m，矢高7m，壳厚选用80mm，完全是施工工艺的要求。北京：火车站鸟瞰图2023/5/763.1

概述第3章

薄壳结构印度新德里莲花教堂：1986年建成，高34.27m，底坐直径74m，由三层花瓣组成，全部采用白色大理石建造。2023/5/773.1

概述第3章

薄壳结构悉尼歌剧院2023/5/783.1

概述第3章

薄壳结构悉尼歌剧院整个建筑占地1.84公顷，长183米，宽118米，高67米，相当于20层楼的高度。它建在一座很高的混凝上平台上。门前大台阶宽90米，花岗石铺面。据说，是当今世界上最大最长的室外水泥阶梯。歌剧院整个分为三个部分：歌剧厅、音乐厅和休息厅。剧厅、音乐厅及休息厅并排而立，建在巨型花岗岩石基座上，各由4块巍峨的大壳顶组成。这些“贝壳”依次排列，前三个一个盖着一个，面向海湾，最后一个则背向海湾。贝壳形尖屋顶，是由2194块每块重15.3吨的弯曲形混凝土预制件，用钢缆拉紧拼成的，外表覆盖着105万块白色或奶油色的瓷砖。2023/5/793.2

薄壳结构的曲面形式3.2.1旋转曲面第3章

薄壳结构2023/5/7103.2.2平移曲面第3章

薄壳结构3.2

薄壳结构的曲面形式

椭圆抛物面双曲抛物面2023/5/711

直纹曲面第3章

薄壳结构3.2

薄壳结构的曲面形式直纹曲面扭曲面2023/5/712

直纹曲面第3章

薄壳结构3.2

薄壳结构的曲面形式柱面柱状面2023/5/713

直纹曲面第3章

薄壳结构3.2

薄壳结构的曲面形式锥面锥状面2023/5/7143.3

圆顶薄壳3.3.1圆顶薄壳组成第3章

薄壳结构圆顶薄壳由壳身、支座环、下部支承构件三部分组成圆顶薄壳组成北京天文馆2023/5/7153.3

圆顶薄壳3.3.1圆顶薄壳组成第3章

薄壳结构一、壳身平滑圆顶肋形圆顶多面圆顶2023/5/7163.3

圆顶薄壳3.3.1圆顶薄壳组成第3章

薄壳结构二、支座环支座环对圆顶起到箍的作用。其功能和拱式结构中的拉杆一样，可有效阻止圆顶在竖向荷载作用下的裂缝开展及破坏，保证壳体处于受压状态，实现结构的空间平衡。支座环承受壳身边缘传来的推力，该推力使支座环在水平面内受拉，在竖向平面内受弯。由于支座环要承担很大的支座推力，环内会产生很大的环向拉力，因此支座环必须为闭合环形。同时，由于支座环对壳板边缘变形的约束作用，壳板的边缘附近产生径向的局部弯矩，设计时，应将壳板靠近边缘部分局部加厚，最好采用预应力混凝土支座环。2023/5/7173.3

圆顶薄壳3.3.1圆顶薄壳组成第3章

薄壳结构三、下部支承结构

支承在竖向承重结构上支承在建筑的斜拱上2023/5/7183.3

圆顶薄壳3.3.1圆顶薄壳组成第3章

薄壳结构三、下部支承结构

支承在框架上直接落地并支承在基础上2023/5/7193.3.2圆顶的受力特点第3章

薄壳结构3.3

圆顶薄壳球壳在均布竖向荷载作用下，上部承受环向压力，而下部承受环向拉力。由于砖砌体或混凝土的抗拉强度很低，因此往往在圆顶的下部沿着径向出现许多裂缝。壳身开裂后，支座环内的钢筋应力增加，支座环的边框作用日益增强。圆顶内部经过应力重分布后，实现了新的内力平衡。当荷载进一步增大，支座环内钢筋屈服时，圆顶即告破坏。2023/5/7203.4筒壳3.4浮.1筒壳的结数构组成第3章薄壳结构筒壳由壳移板、边梁绣和横隔三四部分组成202警3/4感/28213.4筒壳3.4.明1筒壳的弟结构组唤成第3章薄壳结构筒壳的截课面高度与谦矢高2023跑/4/2明8223.4筒壳3.4.形1筒壳的结吩构组成第3章薄壳结构一、壳板多波单波多跨截面尺婚寸202揭3/4办/28233.4筒壳3.4太.1筒壳的结粘构组成第3章薄壳结构二、边洋梁常用边梁纽奉形式202胀3/4伞/28243.4筒壳3.4.值1筒壳的已结构组会成第3章薄壳结构三、横隔横隔形贼式（一坚）2023凝/4/2武8253.4筒壳3.4符.1筒壳的将结构组胀成第3章薄壳结构三、横隔横隔形式米（二）2023素/4/2虎8263.4.赖2筒壳的受纯力特点第3章薄壳结构3.4筒壳筒壳与疤筒拱从岭外形上怠看都为芹筒形，鞭但两者安的力学宾特性是广完全不绣同的。筒拱两狸端是无裂横隔支军承的，膏而筒壳功两端是傅有横隔备支承的压，因而师两者在讲承荷和撤传力上桑有着本裁质的区边别。筒拱是横撕向以拱的疯形式单向扬承荷和传优力的，纵垒向不传力龄，是平面艇结构，筒渠拱沿纵向请取出单位惨长度结构唐的受力状费态即可代甜表整个结润构的受力牲。而筒壳举是双向承鹅荷与传力烤的空间结命构，筒壳匠在横向以鹅拱的形式葱承荷和传跃力，在曲甘面内产生须横向压力羊，纵向以秃纵梁的形盟式把荷载树传给横隔晶。筒壳是妄横向拱寄与纵向凯梁共同升作用的面空间受都力结构不。2023头/4/2尼8273.5双曲扁壳第3章薄壳结构2023特/4/2游8283.5双曲扁壳3.5.翅1双曲扁移壳的结埋构组成第3章薄壳结构双曲扁壳飘由壳板和艘周边竖直罚的边缘构译件组成202耕3/4充/28293.5.倘2双曲扁壳监的受力特嘉点第3章薄壳结构3.5双曲扁钻壳双曲扁贴壳在满钩跨均布薯竖向荷属载作用炕下，壳馒板的受闲力以薄赛膜内力广为主，帖在壳体命边缘受副一定的录横向弯卖矩。202蔽3/4舞/2830第3章薄壳结构3.6折板结构2023扒/4/2纺831第3章薄壳结构3.6折板结构北京：普燕山石杏化某仓敢库（折礼板结构炊）202约3/4害/2832第3章薄壳结构3.6折板结包构某折板结舌构水泵房2023常/4/2窑833第3章薄壳结构3.6折板结乞构美国混爪凝土协刃会（ACI）折板结橡构202核3/4支/2834第3章薄壳结构3.6折板结芒构湖北黄籍石新体扁育馆的泄空间折安板式结菠构2023兰/4/2曲8353.7薄壳结构分的工程实抖例3.7酸.1北京天文哥馆第3章薄壳结构北京天文规馆天象厅2023隆/4/2谈8363.7薄壳结壁构的工约程实例3.7.固1北京天担文馆第3章薄壳结构天文馆管天象厅顶盖直呀径25m，半球形圆较顶结构壳体厚60mm。最下部2.4m高度范伙圆内增坐厚到85m革m，再下则贝为钢筋混扔凝土圈梁侄坐落在圆挡周形砖墙般上。2023毒/4/2醒8373.7巡寿.2台湾东怜海大学卸路思义贺教堂第3章薄壳结构3.7薄壳结构诉的工程实蛋例2023院/4/2瞎8383.7.旷2台湾东轮海大学留路思义如教堂第3章薄壳结构3.7薄壳结蹈构的工纸程实例东海大虚学的校称园象徵乞。著名闹美国华宾裔建筑法师贝聿经铭与台晓湾建筑盐师陈其滤宽之作僚，建于1962年9月至196脉3年11月。195团6年，贝形聿铭提俱出砖砌牙的圆拱日造型构渐想之后驶，陈其列宽考量乡丰台湾多斯地震，宣多方参满考最后汤决定采疤用双曲扑面薄壳寨。2023观/4/2孙8393.7.利2台湾东仪海大学华路思义滋教堂第3章薄壳结构3.7薄壳结构茎的工程实衡例教堂内部探无柱、无到梁，靠四清片曲墙支置撑，前后庭通透，加土上天窗、呈边窗溢入垃的光线，赞添增了一接份宁静的川神秘感。两片较高知的内部是糖讲坛，较佣低的是坐拘席，内部仔曲面造出帝一个个菱结形，内部详往上延伸驼，牵引人疯们视线，帜营造通往办上天气氛暗，菱形格著子给内部任一种几何苹美。2023拍/4/2区8403.7.权3美国麻省哥理工学院龟克雷斯吉拜礼堂第3章薄壳结构3.7薄壳结构烫的工程实脂例美国麻省辩理工学院匠（MIT）礼堂球跨壳（平面炒为正三返角形）202侄3/4轮/28413.7.袖3美国麻递省理工徐学院克击雷斯吉负礼堂第3章薄壳结构3.7薄壳结构筹的工程实娃例球壳铰遗支座2023尝/4/2恭8423.7.防4广州星乘海音乐丧厅第3章薄壳结构3.7薄壳结响构的工敢程实例广州星海音乐姐厅202卷3/4跃/28433.7受.5美国金贝异尔艺术博斗物馆第3章薄壳结构3.7薄壳结阶构的工丧程实例屋顶包括16块筒壳调连续排磨列，两透片为室野外雨篷存。筒壳梦由方柱恐支撑，迹非承重座墙。混竭凝土块烟间的筒消壳，作鼠用如水眠平梁。肠天窗附拾近混凝并土块加科厚。筒呈壳的侧胞边构件保做成凹立槽进行摔集中排转水，整话个建筑喷外形显帜得简洁丘、规则四、优美蒙。202统3/4暂/2844本章结圾束202寇3/4机/28459、静夜四利无邻，荒妄居旧业贫焦。。4月-2六34月-搂23Frid伍ay,睬Apri衰l28疤,20窑2310、雨中黄午叶树，灯苍下白头人槐。。13:陵10:已5213:介10:搅5213:扒104/2墨8/2促023宿1:促10:伴52撞PM11、以我独置沈久，愧和君相见频锈。。4月-2伶313:1统0:5213:佳10Apr-继2328-堤Apr涨-2312、故人熟江海别待，几度律隔山川忠。。13:1柳0:5213:1挤0:5213:不10Frid诞ay,碧Apri惰l28幅,20先2313、乍见瓣翻疑梦洁，相悲粘各问年闲。。4月-2删34月-胀2313:1拦0:5213:检10:排52Apri铅l28镇,20奶2314、他乡生拾白发，旧托国见青山例。。28四竹月20茫231:1愧0:5肢2下裙午13:手10:免524月-2杯315、比不嫁了得就测不比，责得不到提的就不事要。。。四月2裹31:10宋下午4月-2览313:支10Apri尽l28筋,20胡2316、行动出夸成果，工津作出财富搏。。202霸3/4葱/28醋13张:10娘:5213:症10:嚼5228阴Apr橡il抽202必317、做前输，能够订环视四鹅周；做火时，你承只能或坦者最好缘瑞沿着以图脚为起杨点的射蜻线向前叉。。1:1纳0:5荒2下怪午1:1娘0下移午13:1饭0:524月-警239、没有失躁败，只有烫暂时停止怀成功！。4月-瞎234月-2库3Frid能ay,晒Apri矮l28析,20填2310、很多事惰情努力了皇未必有结菌果，但是焦不努力却巩什么改变始也没有。袋。13:社10:织5213:1丢0:5213:1专04/28捷/202耍31:矿10:5练2PM11、成功骆就是日脏复一日监那一点奋点小小伪努力的悼积累。真。4月-2数313:行10:萌5213:阴10Apr撞-2328-A凉pr-2索312、世间成闲事，不求块其绝对圆巾满，留一凭份不足，弟可得无限抵完美。。13:1件0:5213:1芒0:5213:1需0Frid败ay,润Apri黄l28悦,20振2313、不知孙香积寺凉，数里啊入云峰恶。。4月-2增34月-敢2313:泻10:肝5213:汉10:柜52Apr术il检28,亏20伶2314、意志坚渠强的人能扰把世界放粪在手中像享泥块一样秆任意揉捏认。28渐四月杏202斩31:10菌:52庸下午13:阅10:洗524月-必2315、楚塞三绳湘接，荆录门九派通切。。。四月2雀31:10脖下午4月-忧2313:1动0Apri傲l28仆,20杠2316、少年十竟五二十时灭，步行夺冰得胡马骑烧。。202恼3/4丑/28赏13立:10朗:5213:1培0:5228A躺pril容202秋317、空山新踪蝶雨后，天当气晚来秋某。。1:10滔:52斑下午1:1群0下隔午13:1蜻0:524月-增239、杨柳散糕和风，青奥山澹吾虑闸。。4月-2胞34月-衡23Fri杀day溜,A苍pri自l2苍8,口202尊310、阅读一摸切好书如棋同和过去才最杰出的贞人谈话。13:序10:宗5213:贝10:犹5213:嗽104/28蹲/202闪31:横10:5挽2PM11、越是没兄有本领的省就越加自柔命不凡。4月-2磁313:梅10:摸5213:喂10Apr-层