1、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。1.北京天文馆直径25m的圆顶薄壳,壳厚仅为60mm。2.花之圣母教堂 欧洲 布鲁涅内斯基 3.4.一、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、肋形圆顶和多面圆顶。5.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。6.当建筑平面为正多边形时,可采用多面圆顶结构。7.当有通风采光要求时,一般
2、可在圆顶顶部开设圆形空洞。壳体:开口壳和闭口壳。8.2、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。9.3、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。10.2)圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上。11.3)圆顶结构支承在框架上。12.4)圆顶结构直接落地并支承在基础上。美国麻省理工学院大会堂13.14.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
3、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。15.一、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/L21,短壳;一般为单波多跨。16.17.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。(f1/8L2)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。18.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。19.横隔是筒壳的横向支承,没有
4、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。20.二、筒壳的受力特点 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。21.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/L23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。22.2)当L1/L20.5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。23.3)当0.5L1/L23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。24.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。25.