第5章 薄壳结构建筑结构选型ppt课件.ppt

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1、SystemandSelectionofBuildingStructures土木建筑与力学学院第5章钢筋混凝土空间薄壁结构第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.1薄壳结构的概念思考:一个鸡蛋能受多大的压力？F1=?壳体结构的强度和刚度主要是利用其几何形状的合理性，而不是以增大其结构截面尺寸取得的，这是薄壳结构与拱式结构相似之处。CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述梁式结构拚架结构刚架结构拱式结构平面受力结构面内:承受屋面板传来的竖

2、向荷载面外:需设支撑体系保证安全及稳定平面受力结构体系的特点:优点:荷载为单向传递，计算分析方便，结构施工吊装方便。缺点:结构内力较大，材料强度得不到充分发挥，随着结构材料用量的增加，空间整体性能下降，结构安全性降低。CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.1薄壳结构的概念随着材料的发展、施工技术的进步及计算机分析软件的应用，给空间结构体系的发展提供了有力的支持。空间结构体系薄壁结构网架及网壳结构悬索结构膜结构杂交结构钢筋混凝土大跨空间

3、薄壁结构由曲面形薄板构成的薄壳结构由平板构成的折板、雁形板、幕结构CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.1薄壳结构的概念等厚度壳薄壳概念比较优点薄膜内力双轴力顺剪力壳体平板双弯矩扭矩空间受力薄膜内力材料强度充分利用很大的强度、刚度壳体结构CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.1薄壳结构的概念中曲面高斯曲率法截线曲面的几何性质CentralSo

4、uthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.1薄壳结构的概念按高斯曲率分类零高斯曲率正高斯曲率负高斯曲率零高斯曲率正高斯曲率负高斯曲率CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.2薄壳结构的曲面形式由一条平面曲线绕着该平面内某一指定的直线旋转一周所形成的曲面旋转曲面CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄

5、壁结构5.1概述5.1.2薄壳结构的曲面形式由一条竖向曲线做母线沿着另一条竖向曲线（导线）平行移动所形成的曲面椭圆抛物面双曲抛物面平移曲面CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.2薄壳结构的曲面形式平移曲面椭圆抛物面双曲抛物面CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.2薄壳结构的曲面形式直纹曲面由一段直线（母线）的两端分别沿着二固定曲线（导线）移动

6、所形成的曲面柱面扭曲面扭曲面也可认为是从双曲抛物面中沿直纹方向截取的一部分CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.2薄壳结构的曲面形式直纹曲面劈锥曲面由一段直线（母线）沿一直导线和一根竖向曲导线移动并始终平行于一导平面形成的曲面由一段直线（母线）沿一竖向曲线（导线）移动并始终通过一定点形成的曲面锥面:劈锥曲面锥面CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5

7、.1.2薄壳结构的曲面形式曲面的组合双曲扁壳柱壳扭壳锥形壳劈锥壳CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.3薄壳结构的内力壳体结构的内力薄膜内力薄膜内力：弯曲内力：双轴力顺剪力双弯矩扭矩横向剪力CentralSouthUniversityofForestry&Technology第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述5.1.3薄壳结构的内力内力可以分为两类，作用于中曲面内的薄膜内力和作用于中曲面外的弯曲内力。理想的薄腆没有抵抗弯曲和扭曲的

8、能力。分析表明：当曲面结构的壁厚t小于其最小主曲率半径R的二十分之一并能满足下列条件时，薄膜内力是壳体结构中的主要内力:(1)壳体具有均匀连续变化的曲面;(2)壳体上的荷载是均匀连续分布的;(3)壳体的各边界能够沿着曲面的法线方向自由移动，支座只产生阻止曲面切线方向位移的反力