壳顶
薄壳结构
壳顶是建筑物的一种薄壳结构。壳是一种曲面构件,主要承受各种作用产生的中面内的力。薄壳结构就是曲面的薄壁结构,按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等,材料大都采用钢筋和混凝土。壳体能充分利用材料强度,同时又能将承重与围护两种功能融合为一。实际工程中还可利用对空间曲面的切削与组合,形成造型奇特新颖且能适应各种平面的建筑,但较为费工和费模板。壳顶结构的优点是可以把受到的压力均匀地分散到物体的各个部分,减少受到的压力。许多建筑物屋顶都运用了壳顶结构的原理。
原理
一个人握住一个鸡蛋使劲地捏,无论怎样用力也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋壳之所以能承受这么大的压力,是因为它能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”特点,设计出了许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂、北京火车站以及其他很多著名建筑,屋顶都采用了这种“薄壳结构”。
类型
壳顶结构形式很多,常用的有筒壳、圆顶壳、双曲扁壳、鞍形壳4种。
(1)筒壳由壳面、边梁和横隔构件3部分组成。单曲面薄壳形状较简单,便于施工,是最常用的薄壳形式。
(2)圆顶壳由壳面和支承环两部分组成,具有很好的空间工作性能,很薄的圆顶可以覆盖很大的空间,可用于大型公共建筑,如天文馆、展览馆、体育馆、会堂等。
(3)双曲扁壳由双向弯曲的壳面和四边的横隔构件组成,它受力合理,厚度薄,可覆盖较大的空间,较经济,适用于工业和民用建筑的各种大厅或车间。
(4)双曲抛物面壳由壳面和边缘构件组成,外形特征犹如一组抛物线倒悬在两根拱起的抛物线问,形如马鞍,故又称鞍形壳。倒悬方向的曲面如同受拉的索网,向上拱起的曲面如同拱结构,拉压相互作用,提高了壳体的稳定性和刚度,使壳面可以做到很薄。如果从双曲抛物面壳上切取一部分,可以做成各种形状的扭壳。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 19:21
目录
概述
原理
类型
参考资料