壳体结构简介

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。
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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
3）当0.5<L1/L2<3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， 整体受力，一般边梁主要承受纵向拉力， 因此需集中布置纵向受拉钢筋，可大大 减小壳板的纵向和水平位移。
横隔作为筒壳纵向支承，主要承受 壳板传来的顺剪力。
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 将内力传到下部结构。
二、筒壳Βιβλιοθήκη Baidu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/L2》3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/L2《0.5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。
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。
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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/L2<1,短壳；一般为单波多跨。
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。
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。（f》1/8L2）
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。