chap5薄壁空間結(jié)構(gòu)

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1、Chap5薄壁空間結(jié)構(gòu)n本章主要內(nèi)容：n1、概述n2、圓頂n3、筒殼n4、折板n5、雙曲扁殼n6、雙曲拋物面扭殼n7、薄壁空間結(jié)構(gòu)的其他形式1PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.fineprint.com.cnn自然界中存在著豐富多彩的殼體結(jié)構(gòu)，如植物的果殼、種子、莖桿等等，以及動(dòng)物界的蛋殼、蚌殼、蝸牛、腦殼等等。它們的形態(tài)變化萬千，曲線優(yōu)美，且厚度之薄，用料之少，而結(jié)構(gòu)之堅(jiān)，著實(shí)讓人驚嘆！萬靈之首的人類仿生于自然界，又造出了各種各樣的殼體結(jié)構(gòu)為自所用，如鍋、碗、杯、瓶、

2、壇、罐，以及燈泡、安全帽、輪船、飛機(jī)等。n以上所列種種殼體結(jié)構(gòu)一般是由上下兩個(gè)幾何曲面構(gòu)成的空間薄壁結(jié)構(gòu)。兩個(gè)曲面之間的距離即為殼體的厚度（δ），當(dāng)δ比殼體其它尺寸（如曲率半徑R，跨度l等）小得多時(shí)，稱為薄殼結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代建筑工程中所采用的殼體一般為薄殼結(jié)構(gòu)。1/1000≤t/R≤1/502PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建?www.fineprint.com.cnn薄殼結(jié)構(gòu)為雙向受力的空間結(jié)構(gòu)，在豎向均布荷載作用下，殼體主要承受曲面內(nèi)的軸向力（雙向法向力）和順剪力作用，曲面軸力和

3、順剪力都作用在曲面內(nèi)，又稱為薄膜內(nèi)力。而只有在非對(duì)稱荷載（風(fēng)，雪等）作用下，殼體采承受較小的彎矩和扭矩。n由于殼體內(nèi)主要承受以壓力為主的薄膜內(nèi)力，且薄膜內(nèi)力沿殼體厚度方向均勻分布，所以材料強(qiáng)度能得到充分利用；而且殼體為曲面，處于空間受力狀態(tài)，各向剛度都較大，因而用薄殼結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)以最少之材料構(gòu)成最堅(jiān)之結(jié)構(gòu)的理想。例如6m×6m的鋼筋混凝土雙向板，最小厚度需130mm，而35m×35m的雙向扁殼屋蓋，殼板厚度僅需80mm。n薄殼的薄膜內(nèi)力3PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.

4、fineprint.com.cnn由于殼體強(qiáng)度高，剛度大，用料省，自重輕；覆蓋大面積，無需中柱；而且其造型多變，曲線優(yōu)美，表現(xiàn)力強(qiáng)，因而深受建筑師們的青睞，故多用于大跨度的建筑物，如展覽廳，食堂，劇院，天文館，廠房，飛機(jī)庫等。n不過，薄殼結(jié)構(gòu)也又其自身的不足之處，由于體形多為曲線，復(fù)雜多變，采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)時(shí)，模板制作難度大，會(huì)費(fèi)模費(fèi)工，施工難度較大；一般殼體既作承重結(jié)構(gòu)又作屋面，由于殼壁太薄，隔熱保溫效果不好；并且某些殼體（如球殼、扁殼）易產(chǎn)生回聲現(xiàn)象，對(duì)音響效果要求高的大會(huì)堂、體育館、影劇院等建筑不

5、適宜。4PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.fineprint.com.cn5.1概述n1、薄殼結(jié)構(gòu)的概念back5PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建暙www.fineprint.com.cnback6PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建暙www.fineprint.com.cnf/a≤1/5－－扁殼結(jié)構(gòu)back7PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建?www.fineprint.com.cnn2、薄殼結(jié)構(gòu)的曲面

6、形式由一平面曲線作母線繞其平面內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)而成的曲n旋轉(zhuǎn)曲面面，稱為旋轉(zhuǎn)曲面。back8PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建暙www.fineprint.com.cnn平移曲面一豎向曲母線沿另一豎向曲導(dǎo)線平移而成的曲面稱為平移曲面。在工程中常見的平移曲面有橢圓拋物面和雙曲拋物面。橢圓拋物面----以一豎向拋物線作母線沿另一凸向相同的拋物線作導(dǎo)線平移而成的曲面。9PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.fineprint.com.cn雙曲拋物面－－－以一豎向拋

7、物線作母線沿另一凸向相反的拋物線作導(dǎo)線平移而成的曲面。10PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.fineprint.com.cnn直紋曲面一根直線的兩端沿二固定曲線移動(dòng)而成的曲面稱為直紋曲面。柱面是由直母線沿二豎向曲導(dǎo)線移動(dòng)而成的曲面。11PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.fineprint.com.cn柱狀面是由一直母線沿著兩根曲率不同的豎向曲導(dǎo)線移動(dòng)，并始終平行于一導(dǎo)平面而成。12PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建ww

8、w.fineprint.com.cn錐面與錐狀面錐面是一直線沿一豎向曲導(dǎo)線移動(dòng)，并始終通過一定點(diǎn)而成的曲面。工程中的錐面殼就由錐面構(gòu)成的。錐狀面是由一直線一端沿一根直線另一端沿另一根曲線，與一指向平面平行移動(dòng)而成的曲面。工程中的劈錐殼就是由錐狀面構(gòu)成的。13PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建www.fineprint.com.cn扭曲面是用一根直母線沿兩根相互傾斜且不相交的直導(dǎo)線平行移動(dòng)而成的曲面。扭曲面也可以是從雙曲拋物面中沿直紋方向截取的一部