(八)薄壳结构

建筑结构选型——薄壳结构学校：专业班级：指导老师：小组成员：摘要大跨建筑中的壳体结构通常为薄壳结构，即壳体厚度于其中的最小曲率半径之比小于1/20，为薄壁空间结构的一种，它包括球壳、筒壳、双曲扁壳和扭壳等多种形式。

他们的共同特点在于通过发挥结构的空间作用，把垂直于壳体表面的外力分解为壳体面内的薄膜力，再传递给支座，弥补了板、壳等薄壁构件的面外薄弱性质，以比较轻的结构自重和较大的结构刚度及较高的承载能力实现结构的大跨度。

关键词形态分类受力特点应用与发展案例研究正文1 薄壳结构的定义壳，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。

1.1薄壳结构的特点壳体结构一般是由上下两个几何曲面构成的空间薄壁结构。

两个曲面之问的距离即为壳体的厚度(δ)，当δ比壳体其他尺寸(如曲率半径R，跨度等)小得多时，一般要求δ/R≤1/20(鸡蛋壳的δ/R≈1/50)称为薄壳结构。

现代建筑工程中所采用的壳体一般为薄壳结构。

而薄壳结构为双向受力的空间结构，在竖向均布荷载作用下，壳体主要承受曲面内的轴向力(双向法向力)和顺剪力作用，曲面轴力和顺剪力都作用在曲面内，又称为薄膜内力。

而只有在非对称荷载(风，雪等)作用下，壳体才承受较小的弯矩和扭矩。

由于壳体内主要承受以压力为主的薄膜内力，且薄膜内力沿壳体厚度方向均匀分布，所以材料强度能得到充分利用；而且壳体为凸面，处于空间受力状态，各向刚度都较大，因而用薄壳结构能实现以最少之材料构成最坚之结构的理想。

由于壳体强度高、刚度大、用料省、自重轻，覆盖大面积，无需中柱，而且其造型多变，曲线优美，表现力强，因而深受建筑师们的青睐，故多用于大跨度的建筑物，如展览厅、食堂、剧院、天文馆、厂房、飞机库等。

不过，薄壳结构也有其自身的不足之处，由于体形多为曲线，复杂多变，采用现浇结构时，模板制作难度大，会费模费工，施工难度较大；一般壳体既作承重结构又作屋面，由于壳壁太薄，隔热保温效果不好；并且某些壳体(如球壳、扁壳)易产生回声现象，对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等建筑不适宜。

薄壳结构原理薄壳结构是一种常见的工程结构形式，其原理是利用薄壳的受力性能来承担外部荷载，实现结构的稳定和强度。

薄壳结构具有较高的承载能力和较小的自重，因此在建筑、桥梁、船舶等领域得到广泛应用。

本文将从薄壳结构的原理入手，介绍其受力特点、设计要点和应用范围，帮助读者更好地理解和运用薄壳结构。

首先，薄壳结构的受力特点是指其在受外部荷载作用下的受力性能。

薄壳结构主要受力于膜力和弯曲力，而薄壳的受力特点主要体现在以下几个方面：1. 膜力作用，薄壳结构在受到外部荷载作用时，其表面会产生张力和压力，形成膜力。

薄壳结构的受力性能与膜力的分布和大小密切相关，合理设计薄壳结构的形状和厚度，可以有效地控制膜力的分布，提高结构的承载能力。

2. 弯曲力作用，除了膜力外，薄壳结构还会受到弯曲力的作用。

在外部荷载作用下，薄壳结构会发生弯曲变形，产生弯曲应力。

合理设计薄壳结构的截面形状和支撑方式，可以有效地减小弯曲应力，提高结构的稳定性。

其次，设计薄壳结构需要注意的要点包括结构形状、材料选择和支撑方式。

薄壳结构的设计要点主要包括以下几个方面：1. 结构形状，薄壳结构的形状对其受力性能有重要影响。

合理选择薄壳结构的形状，可以使结构在受力时获得较好的受力性能，提高结构的承载能力。

2. 材料选择，薄壳结构的材料选择直接影响其受力性能和使用寿命。

合理选择材料，可以提高薄壳结构的强度和稳定性，延长结构的使用寿命。

3. 支撑方式，薄壳结构的支撑方式对其受力性能和稳定性有重要影响。

合理选择支撑方式，可以有效地减小结构的变形和应力，提高结构的稳定性。

最后，薄壳结构在建筑、桥梁、船舶等领域有着广泛的应用。

薄壳结构的应用范围主要包括以下几个方面：1. 建筑领域，薄壳结构在建筑领域主要应用于大跨度建筑和特殊形状建筑。

例如，穹顶结构、折板结构和双曲面结构等都是薄壳结构的典型应用。

2. 桥梁领域，薄壳结构在桥梁领域主要应用于特殊形状桥梁和大跨度桥梁。

薄壳结构受力特点及天津博物馆案例分析班级：土木N073 学号：2007456791432 姓名：周峰近几年来，建筑师又在蛋壳的启示下，设计了小到自行车棚大到现代化的大型薄壳结构的建筑物。

这种建筑物既坚固又节省材料。

我国北京火车站大厅房顶就是采用这种薄壳结构，屋顶那么薄，跨度那么大，整个大厅显得格外宽敞明亮，舒适美观。

举世闻名的悉尼歌剧院也是一座典型而新颖的薄壳建筑。

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。

1．筒壳（柱面薄壳）：是单向有曲率的薄壳，由壳身、侧边缘构件和横隔组成。

横隔间的距离为壳体的跨度l↓1，侧边构件间距离为壳体的波长l↓2。

当l↓1／l↓2≥1时为长壳，l↓1／l↓22＜1为短壳。

2．圆顶薄壳：是正高斯曲率的旋转曲面壳，由壳面与支座环组成，壳面厚度做得很薄，一般为曲率半径的1／600，跨度可以很大。

支座环对圆顶壳起箍的作用，并通过它将整个薄壳搁置在支承构件上。

3．双曲扁壳（微弯平板）：一抛物线沿另一正交的抛物线平移形成的曲面，其顶点处矢高f 与底面短边边长之比不应超过1／5。

双曲扁壳由壳身及周边四个横隔组成，横隔为带拉杆的拱或变高度的梁。

适用于覆盖跨度为20～50米的方形或矩形平面（其长短边之比不宜超过2）的建筑物。

4．双曲抛物面壳：一竖向抛物线（母线）沿另一凸向与之相反的抛物线（导线）平行移动所形成的曲面。

此种曲面与水平面截交的曲线为双曲线，故称为双曲抛物面壳。

工程中常见的各种扭壳也为其中一种类型，因薄壳结构容易制作，稳定性好，容易适应建筑功能和造型需要，所以应用较为广泛。

蛋壳就是利用了薄壳结构原理，由于这种结构的拱形曲面可以抵消外力的作用，结构更加坚固。

薄壳结构班级学号：1101404-25姓名：刘益宁指导老师：彭懿日期：2013.11.20调研建筑：星海音乐厅·悉尼歌剧院·国家大剧院1薄壳结构的定义：壳，是一种曲面构建，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。

2薄壳结构的特点：壳体结构一般是由上下两个几何曲面构成的空间薄壁结构。

两个曲面之问的距离即为壳体的厚度(δ)，当δ比壳体其他尺寸(如曲率半径R，跨度等)小得多时，一般要求δ/R≤1/20(鸡蛋壳的δ/R≈1/50)称为薄壳结构。

现代建筑工程中所采用的壳体一般为薄壳结构。

而薄壳结构为双向受力的空间结构，在竖向均布荷载作用下，壳体主要承受曲面内的轴向力(双向法向力)和顺剪力作用，曲面轴力和顺剪力都作用在曲面内，又称为薄膜内力。

而只有在非对称荷载(风，雪等)作用下，壳体才承受较小的弯矩和扭矩。

由于壳体内主要承受以压力为主的薄膜内力，且薄膜内力沿壳体厚度方向均匀分布，所以材料强度能得到充分利用；而且壳体为凸面，处于空间受力状态，各向刚度都较大，因而用薄壳结构能实现以最少之材料构成最坚之结构的理．想。

由于壳体强度高、刚度大、用料省、自重轻，覆盖大面积，无需中柱，而且其造型多变，曲线优美，表现力强，因而深受建筑师们的青睐，故多用于大跨度的建筑物，如展览厅、食堂、剧院、天文馆、厂房、飞机库等。

不过，薄壳结构也有其自身的不足之处，由于体形多为曲线，复杂多变，采用现浇结构时，模板制作难度大，会费模费工，施工难度较大；一般壳体既作承重结构又作屋面，由于壳壁太薄，隔热保温效果不好；并且某些壳体(如球壳、扁壳易产生回声现象，对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等建筑不适宜。

双曲抛物面案例星海音乐厅星海音乐厅位于广州二沙岛，造型奇特的外观，富于现代感，犹如江边欲飞的一只天鹅，与蓝天碧水浑然一体，形成一道瑰丽的风景线。

薄壳结构的建筑特点有哪些薄壳结构的建筑特点有哪些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。

下面是店铺给大家整理薄壳结构的建筑特点有哪些的简介，希望能帮到大家!薄壳结构的建筑特点壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的荷载。

壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，从而充分发挥材料的潜力。

因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。

除以上几种空间结构外，尚有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构等几种常用空间结构，都有自身的特点和实用范围。

比如点连接式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明特性追求建筑物内外空间的沟通和融合，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃面板的整个结构系统，使这种结构系统不仅起到支承作用，而且具有很强的结构表现功能;索穹顶结构则完全体现了fuller关于“压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中”的思想，是由连续的拉索和不连续的压杆组成的一各受力合理、结构效率极高的结构体系。

薄壳结构的简介建筑学上的术语。

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。

薄壳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薄壳结构的'原理。

薄壳结构的分类1.柱面薄壳：是单向有曲率的薄壳，由壳身、侧边缘构件和横隔组成。

横隔间的距离为壳体的跨度l 1，侧边构件间距离为壳体的波长l 2。

当l 1/l 2≥1时为长壳，l 1/l 22<1为短壳。

薄壳结构名词解释
薄壳结构是一种特殊的工程结构,广泛应用于建筑、汽车、航天等领域。

这种结构的特点是采用一种非常薄的材料,如金属或塑料,在结构内部形成一个壳体,从而将结构保护和支撑起来。

本文将对薄壳结构进行解释,以帮助大家更好地了解这种结构。

薄壳结构的应用非常广泛。

例如,在汽车制造业中,薄壳结构可以用于制造汽车的外壳,具有轻量化、高强度、耐冲击等特点。

在航天领域中,薄壳结构可以用于制造航天器的壳体,用于保护内部设备和维持其形状。

此外,在建筑和桥梁等领域中,薄壳结构也可以发挥重要作用。

薄壳结构的优点在于它能够提供出色的支撑和保护性能,同时占用较少的材料。

这种结构可以减轻重量,提高生产效率和节省成本。

此外,由于薄壳结构采用非常薄的材料,因此其结构轻巧,便于安装和移动。

尽管薄壳结构在许多领域都有应用,但它们并不是一种万能的结构。

例如,由于它采用非常薄的材料,因此可能会存在一些安全隐患。

例如,在汽车领域中,薄壳结构可能会在遭受撞击时产生严重的变形和损坏。

此外,由于薄壳结构相对复杂,因此在设计和制造过程中需要非常谨慎,以避免出现错误。

薄壳结构是一种非常有趣的工程结构,可以提供出色的支撑和保护性能。

尽管它们存在一些安全隐患,但只要正确使用,薄壳结构仍然是一种非常有价值的结构。

薄壳结构姓名：张冲班级：建筑学1101405学号：110104501指导老师：彭懿建筑学上的术语。

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。

薄壳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。

新德里荷花教堂新德里荷花教堂这座大教堂外观十分复杂，造型上由一系列半圆球、圆柱体、圆锥和圆环组成，每一部分在设计中都需要进行单独的结构计算，并绘制出一系列相应的浇铸模板图。

在设计这座建筑物之前，据说，它的设计者走遍了整个印度，研究了过去的巴哈教派的建筑风格，最终依据巴哈教派的教义，依据对于崇高和圣洁的象征，设计了这样一座前无古人的新式教堂。

“大荷花”以现代的构思和技术建造了起来，但它同古代的思想却有着千丝万缕的联系。

它被圣徒们所接受，并成为印度新德里的又一处景观。

“大荷花”共由3层花瓣组成，每层9瓣。

外层处有9个入口，被称为入口瓣；中间层向中部弯曲，覆盖着外厅；而内部的9瓣高高耸起，聚成闭合状，仅在中部稍分开，用玻璃钢屋面覆盖形成采光天窗。

当圣徒们走进中央大厅，一片天光分成9条线奔泻而下，整个大厅沐浴在柔和的光线之中，高高的天花板仿佛与天相接，大厅内气氛静穆高洁，形成一派穆斯林世界。

这座教堂于1987年年底完工，被人们称为20世纪的泰姬陵。

白色的花瓣很像悉尼歌剧院的薄壳，所以也有人称它为“悉尼歌剧院第二”。

北京火车站北京火车站北京站占地面积25万平方米。

总建筑面积8万平方米。

车站布局为纵列式，分为到发场、交接场、调车场。

北京站站舍大楼坐南朝北，东西宽218米，南北最大进深124米，建筑面积71054平方米。

薄壳结构概述薄壳结构是一种在工程和建筑中常见的结构形式，它由一张或多张薄而平面的结构单元组成。

薄壳结构在不同领域由于其优越的性能和美观的外观而得到广泛应用。

本文将介绍薄壳结构的定义、分类、设计原理和应用领域。

定义和分类薄壳结构是由薄板材料制成的，与厚实结构相比，其高度相对较小。

薄壳结构具有较大的自由度，可以采用一系列不同的形状和构造，如圆形、抛物形、双曲形等。

根据结构的形状和材料的不同，薄壳结构可分为以下几类：1.圆形薄壳：由圆盘形状的薄壳构成，常用于天幕结构、舞台盖顶等场合。

2.球面薄壳：由球面形状的薄壳构成，常用于建筑物的顶部、体育场馆等场合。

3.抛物面薄壳：由抛物面形状的薄壳构成，常用于大跨度建筑、教堂拱顶等场合。

4.双曲面薄壳：由双曲面形状的薄壳构成，常用于空中展览中心、会议厅等场合。

设计原理薄壳结构的设计需要考虑以下几个主要原理：1.材料强度：薄壳结构的材料应具备足够的强度以承受外部荷载。

常见的薄壳结构材料包括钢、混凝土和玻璃纤维增强塑料等。

2.几何形态：薄壳结构的几何形态是决定其性能的关键因素，不同的形态会影响结构的刚度和承载能力。

设计师需要根据具体情况选择合适的形态，并进行优化设计。

3.接缝和连接：薄壳结构通常由多个结构单元组成，接缝和连接的设计需要考虑结构的整体性能和稳定性。

合理的接缝和连接设计可以提高结构的抗震和承载能力。

4.荷载分布：薄壳结构的荷载分布是指外部力在结构表面上的分布情况。

合理的荷载分布可以提高结构的承载能力和稳定性。

应用领域薄壳结构由于其独特的设计和美观的外观，在各个领域都得到了广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域：1.建筑领域：薄壳结构常用于建筑物的屋顶、门厅、展览馆等部位。

其具有较大的跨度和较小的重量，能够提供开放、透明和自由的空间体验。

2.体育场馆：薄壳结构在体育场馆的设计中得到了广泛应用，例如奥林匹克体育场和溜冰场等。

其特点是能够提供大跨度的无柱空间，满足观众需求，并具有良好的视野和声学性能。