下载文档原格式
薄壁空间结构在本小节中我们要给大家介绍各种薄壁空间结构体系的组成、优缺点及适用范围；各种薄壁空间结构体系的合理布置原则及及受力特点。
一、薄壳结构的概念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。
这两个曲面之间的距离称为壳体的厚度t。
当厚度t远小于壳体的最小曲率半径时，称为薄壳。
一般在建筑工程中所遇到的壳体，常属于薄壳结构的范畴。
在面结构中，平板结构主要受弯曲内力，包括双向弯矩和扭矩，如图1-65a。
薄壁空间结构如图1-95b所示的壳体，它的厚度t远小于壳体的其它尺寸（如跨度），属于空间受力状态，主要承受曲面内的轴力（双向法向力）和顺剪力作用，弯矩和扭矩都很小。
图1-65 面结构（a）平板结构（b）曲面结构（壳）薄壁空间结构，由于它主要承受曲面内的轴力作用，所以材料强度得到充分利用；同时由于它的空间工作，所以具有很高的强度及很大的刚度。
薄壳空间结构内力比较均匀，是一种强度高、刚度大、材料省、既经济又合理的结构型式。
薄壁空间结构常用于中、大跨度结构，如展览大厅，飞机库、工业厂房、仓库等。
在一般的民用建筑中也常采用薄壳结构。
薄壁空间结构在应用中也存在一些问题，由于它体形复杂，一般采用现浇结构，所以费模板、费工时，往往因此而影响它的推广。
同时在设计方面，薄壁空间结构的计算过于复杂。
二、薄壳空间结构的曲面形式薄壳结构中曲面的形式，按其形成的几何特点可以分成以下三类：1.旋转曲面由一平面曲线（或直线）作母线绕其平面内的一根轴线旋转而成的曲面，称为旋转曲面。
在薄壁空间结构中，常用的旋转曲面有球形曲面、旋转抛物（椭圆）面、圆锥曲面、旋转双曲面等，分别见图1-66。
图1-66 旋转曲面2．直纹曲面（图1-67）一根直母线，其两端各沿两固定曲导线（或为一固定曲导线，一固定直导线）平行移动而成的曲面，称为直纹曲面。
一般有：（1）柱曲面（一根直母线沿两根曲率方向和大小相同的竖向曲导线移动而成）或柱状曲面（一根直母线沿两根曲率方向相同但大小不同的竖向曲导线始终平行于导平面移动而成）它们又都称单曲柱面，分别见图1-67。
8．2 壳体和折板结构体系——薄壁空间结构体系壳体：由单曲面或双曲面板组成，以曲面的空间刚度折板：由平面板组成，以折板组成的空间刚度 概述：壳体结构的发展简况 自然界：果壳、贝壳、鸡蛋、头颅等曲线优美、形态善变、厚度之薄—令人惊叹遵循：用最少之料构成最坚之型的规律可见：壳体是最自然、最合理、最有效、最进步的结构型式人类：锅、匙、碗、杯、瓶、罐、坛、乒乓球、灯泡、钢盔、汽车壳、飞机壳等。
壳体结构的覆盖面积大，无需中柱，室内空间开阔宽敞，用于市场、礼堂、体育馆、飞机库……用于屋盖结构：1954、1955 北京展览馆上海展览馆1959 广东，大会堂 扁球壳 1960 新疆，金工车间 椭圆旋转球壳 1958 北京火车站 1964 北京网球馆保证结构刚度单波多跨筒壳双曲扁壳……缺点：● 现浇砼费模板、制作复杂——壳体本身材料与人工费比很小柔模喷涂成壳：帆布、 钢丝网等预制壳块、高空装配地面现浇、整体吊装● 有些壳体（球壳、扁壳等）易产生回声现象 还存在计算复杂，尚需研究开孔影响、稳定、 振动、徐变等问题一、 壳体结构的力学特征鸡蛋壳 δ/R=1/50 δ壳体厚度 一般壳体要求 δ/R<=1/20R —曲率半径 1● 影 响 发 展 但施工材料与人工费都很高,占总造价50%~70%左右称之为曲面应力或切向力，又称为薄膜应力。
沿厚度分布均匀，经济。
这层膜很薄，却能直接抗衡外荷，并直接传力给支座，● 承受少许横向弯矩——只有在非对称均布荷载作用时（扭矩）（曲线外形使壳体风载很小，一般可不计；一般壳体不允许吊挂不对称荷载）为此，要增配钢筋，有时甚至要增加厚度，不理想。
M 甚小）抗衡并传递外荷，这也是壳之所以薄的原因。
● 中面或中心面——因为，壳薄，所以，可认为沿厚度方向均匀分布，一般把厚度中心的面称为中面或中心面，壳体的线形以次为准。
实现薄膜应力的条件：a ． 中面的曲率是连续变化的；b ． 壳体厚度是逐渐变化的；c ． 荷载是连续分布的；d ． 壳体的支座只在中面的切线方向阻止位移并产生反力。
