薄壳结构及折板结构.ppt

双曲抛物面 柱面与柱状面柱面由直母线沿沿着两根曲率相同的竖向曲导线移动而形成的曲面。柱状面由直母线沿着两根曲率不同的竖向曲导线移动，并始终平行于一导平面而形成。 锥面与锥状面锥面是一直母线沿一竖向曲导线移动，并始终通过一定点而形成的曲面。锥状面是由一直母线沿一根直导线和一根竖向曲导线移动，并始终平行于一导平面而形成的曲面。也称劈锥曲面壳。 扭壳面 扭曲面是由一条直线作母线，沿两根相互倾斜但又不相交的直导线平行移动所形成的直纹曲面，即直母线cd沿直导线ad、bc?平行移动所形成，如图 所示，以扭曲面为中心曲面的壳体称为扭曲面壳 。 圆顶薄壳 圆顶薄壳的特点 旋转曲面、正高斯曲率； 球面壳、椭球面壳、旋转抛物面； 适用于平面形状为圆型的建筑； 杂技院、剧院、展览馆、天文馆、圆形水池顶盖 是最早出现的一种古老型式。 厚度薄、结构自重轻、节省材料； 壳体的径向和环向弯矩极小，可以忽略；壳体主要承受压力，压力沿整个球面呈扩散均匀分布，可以充分利用材料强度。 圆顶的结构组成及结构型式 壳身结构 支座环 1.是圆顶结构保持几何不变的保证； 2.作用类似于拱式结构中的拉杆； 3.对圆顶壳面起箍的作用，阻止圆顶结构在 竖向荷载作用下的裂缝开展与破坏； 4.主要承受环向拉力和弯矩 5.保证壳体基本上处于受压状态；并实现结构的空间平衡。 圆顶薄壳的支承结构，一般有以下几种： (1)通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上。 (2)支承在斜柱或斜拱上。 (3)支承在框架上。 (4)圆顶结构直接落地并支承在基础上。 双曲扁壳 一 、双曲扁壳的组成 扁壳： （微弯平板） ——椭圆抛物面扁壳 优点： 矢高小，结构空间小，屋面面积相应减小，比较经济； 平面多变，适用于圆形、正多边形、矩形等建筑平面。 边缘构件 带拉杆的拱，拱形桁架，薄腹梁， 拱形刚架 种类： 具有较大的刚度 在四角交接处应有可靠连接构造措施 要求： 二 、双曲扁壳的受力特点 薄膜内力为主 三个受力区 主要承受双向轴压力 按构造配筋 洞口开在此区 主要承受正弯矩 壳体下表面受拉，布置钢筋 壳体越高越薄，弯矩越小，弯矩作用区越小 中央区： 边缘区： 四角区： 主要承受顺剪力， 主应力为拉力——配45度斜筋 主应力为压力——局部增大混凝土厚度 边缘构件主要承受壳板边缘传来的顺剪力 工程实例 北京火车站 中央大厅顶盖、检票口通廊——双曲扁壳 中央大厅顶盖： 四周有拱形高窗，采光充分 检票口通廊： 五个双曲扁壳， 每个顶盖均可采光 台中路思义教堂 双曲薄壳结构 四片曲面完全分离，类似倒置船底，其上小下大的形状给人一种稳定的感觉，在对抗风力与地震力时甚为有力。 圣玛丽亚百花大教堂 圆顶呈双层薄壳形，双层之间留有空隙，上端略呈尖形。这座教堂大圆顶是世界上第一座大圆顶 折板结构 折板结构是把若干块薄板以一定的角度连接成整体的空间结构体系。从几何形成上来说，折板结构和筒壳没有本质上的区别，因为任意形状的筒壳都能足够精确地用一个内接多边形的折板来代替．因此，折板结构具有筒壳结构受力性能好的优点。同时折板结构截面构造简单、施工方便、模板消耗量少，因而在工程中得到了广泛的应用。 折板结构的组成 折板结构一般由折板,边梁和横隔三部 分组成.两个横隔之间的距离l1称为横 跨,两个边梁之间的间距l2称为波长。 折板的用途 可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖。此外，折板还可用作外墙、基础及挡土墙。 折板结构的型式 可分为有边梁的和无边梁的两种。无边梁的折板结构由若干等厚度的平板和横隔构件组成，如预制V形折板，平板的宽度可以相同也可以不同。有边梁的折板结构的截面型式如图所示。折板结构在横向可以是单波的或多波的，在纵向可以是单跨的、多跨连续的，或悬挑的。 折板结构的受力特点及计算要点 根据结构受力特点的不同,折板结构可分为长折板和短 折板.当l1／l21时，称为长折板，当l1/l2≤1时，称为 短折板． 　 短折板结构受力性能与短筒壳相似，双向受力作用明 显，计算分析较复杂． 但在实际工程中，因为折板结构一般不宜太大，故短 折板并不多见．一般为长折板结构，其受力性能与长 筒壳相似． 对于边梁下无中间支承且L1/L2 ≥ 3的长折板，可沿纵 横方向分别按梁计算． 折板结构用途 折板结构既可在作为梁板合一的构件，又可作为墙柱合一的构件，即做成折板截面的刚架，也可做成折板