3.7殼體結(jié)構(gòu)

殼體結(jié)構(gòu)由曲面形板與邊緣構(gòu)件（梁、拱或桁架）組成的空間結(jié)構(gòu)。殼體結(jié)構(gòu)具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或圍護(hù)大跨度的空間而不需中間支柱，能兼承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。殼體結(jié)構(gòu)可做成各種形狀，以適應(yīng)工程造形的需要，因而廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中，如大跨度建筑物頂蓋、中小跨度屋面板、工程結(jié)構(gòu)與襯砌、各種工業(yè)用管道壓力容器與冷卻塔、反應(yīng)堆安全殼、無(wú)線電塔、貯液罐等。工程結(jié)構(gòu)中采用的殼體多由鋼筋混凝土做成，也可用鋼、木、石、磚或玻璃鋼做成。

中國(guó)國(guó)家大劇院位于北京市中心天安門廣場(chǎng)西，人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，由國(guó)家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水下長(zhǎng)廊、地下停車場(chǎng)、人工湖、綠地組成，總占地面積11.89萬(wàn)平方米，總建筑面積約16.5萬(wàn)平方米，其中主體建筑10.5萬(wàn)平方米，地下附屬設(shè)施6萬(wàn)平方米，總投資額26.88億人民幣（大劇院最新公布的造價(jià)數(shù)字是31億元人民幣）。由法國(guó)建筑師保羅·安德魯主持設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方為法國(guó)巴黎機(jī)場(chǎng)公司。南通體育會(huì)展中心體育場(chǎng)悉尼歌劇院3.7.1概述圓形筒倉(cāng)（1/10）、萬(wàn)神廟（43.6m；7-0.6m）羅馬小體育館,61m；壁殼25mm；肋條110mm幾何特征—曲面;結(jié)構(gòu)特征—空間薄壁結(jié)構(gòu);受力特征—薄膜內(nèi)力（拉壓剪，以壓為主）;破壞特征—壓屈失穩(wěn);目前的構(gòu)造做法和施工技術(shù)：采用骨架式殼面；用預(yù)制裝配式分片式澆筑；重復(fù)使用模具，利用永久性模具和充氣模具。殼體結(jié)構(gòu)（shellstructure）由曲面形板與邊緣構(gòu)件（梁、拱或桁架）組成的空間結(jié)構(gòu)。

殼體結(jié)構(gòu)具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或圍護(hù)大跨度的空間而不需中間支柱，能兼承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。當(dāng)整個(gè)薄殼的所有橫截面均沒有彎矩和扭矩時(shí)，由中面的拉伸、壓縮、剪切變形產(chǎn)生的正向力和順剪力被稱為理想的薄膜內(nèi)力。殼體曲面3.7.2殼體結(jié)構(gòu)的曲面形式直紋平移曲面曲紋平移曲面（1）旋轉(zhuǎn)曲面（2）平移曲面上述各類的曲面的切割組合殼體曲面的幾何性質(zhì)：（1）旋轉(zhuǎn)曲面：母線繞平面內(nèi)一根軸線旋轉(zhuǎn)而成1）球形曲面（1）2）圓錐曲面（2）3）旋轉(zhuǎn)雙曲面（3）（2）直紋平移曲面：直母線，兩端各沿兩固定曲導(dǎo)線平行移動(dòng)而成

1）柱曲面（4、5）2）錐面（6、7）3）扭面（8）3.7.2殼體結(jié)構(gòu)的曲面形式運(yùn)動(dòng)的線段稱為的母線控制母線運(yùn)動(dòng)的線為導(dǎo)線（3）曲紋平移曲面

橢圓拋物面：豎向曲母線沿另一豎向曲導(dǎo)線平移而成

雙曲拋物面：母線與導(dǎo)線均為拋物線，但曲率相反（4）上述三種曲面切割、組合形成的曲面其他的曲面劃分方法（略）：（1）曲率半徑R和曲率1/R（2）主曲率1/R1、1/R2和高斯曲率K（3）單曲面（展開面）

雙曲面（不可展開面）（4）按高斯曲率劃分

正高斯曲率殼、負(fù)高斯曲率殼、零高斯曲率殼3.7.3圓球殼體（1）圓球殼體是圓球體的一個(gè)截段，為旋轉(zhuǎn)曲面族，屬于正高斯曲率的同向雙曲面殼。在軸對(duì)稱豎向或經(jīng)向荷載作用下，豎拱上半部有下陷的傾向，下半部有外擴(kuò)的傾向。這種傾向被水平圓環(huán)所阻。使得上半部水平圓環(huán)受壓、下半部水平圓環(huán)受拉。界限：φ=45-52°對(duì)非半圓球殼結(jié)構(gòu)（φ＜90°）的組成和受力的概念相同。大部分處于薄膜狀態(tài)，其內(nèi)力稱薄膜內(nèi)力，只有局部區(qū)域產(chǎn)生彎曲。殼體處于薄膜狀態(tài)的條件：殼體邊緣的支承方向應(yīng)在其中面的切線的方向，而且允許殼體沿中面法線方向自由變形。殼體所受荷載應(yīng)連續(xù)分布，集中荷載下有彎曲內(nèi)力。殼體的厚度和曲率都是逐漸變化的。當(dāng)球殼是支承在環(huán)梁、斜拱或斜柱上時(shí)，這些支承會(huì)約束殼體受載后的變形，產(chǎn)生局部彎曲及局部區(qū)域的彎曲應(yīng)力。球殼承受的薄膜內(nèi)力（略）（1）承受沿球面的法向荷載q（2）在豎向均布活載p作用下:支承環(huán)對(duì)殼身邊緣有約束作用。在支承環(huán)附近的狹窄區(qū)域內(nèi)發(fā)生數(shù)值不甚大且衰減很快的經(jīng)向彎矩。所以殼身在支承環(huán)附近適當(dāng)加厚并配雙層鋼筋，也可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土支承環(huán)。（2）骨架式殼體由剛性桿件組成，除承受軸向內(nèi)力外，也可承受彎矩；1）徑向肋式（a）：取消殼面，保留徑向肋和水平環(huán)梁（或取消殼面和水平環(huán)梁，在徑向肋條間再做平行的次肋條）2）網(wǎng)格式（b、c、d）：取消殼面和所有徑向及環(huán)梁3）同心環(huán)梁式（e、f）：同徑向肋式但方格間加設(shè)斜桿或交叉斜桿（或取消肋條，在環(huán)梁間形成三角形網(wǎng)格）網(wǎng)狀筒拱3.7賺.4筒形甲殼體直紋平含移曲面冠族的一失類，屬毒于零高夸斯曲率蒜的單面坐殼；影響側(cè)筒形嶄殼體蔥的結(jié)撓構(gòu)特售征的扯因素香：橫秧截面艘形狀晉、支廉撐條折件、分邊緣鄰構(gòu)件卸、跨蛛度和渡邊緣弄尺寸尸。橫截稅面形兄狀：圓弧、征拋物線柔、雙曲違線、橢母圓等；單/多波械筒體腎、反剃放筒占體、尿?qū)ΨQ波、不隨對(duì)稱轉(zhuǎn)筒體噴、組扶合筒駕體和厚交叉牽筒體巧。支承條挑件：兩端橫杏向、縱止向連續(xù)頑、縱向睜多點(diǎn)支尚承邊緣構(gòu)郊件：梁、墻糖、基礎(chǔ)饑、柱、杯拱跨度：?jiǎn)慰?、怎連續(xù)多苗跨筒殼踏的內(nèi)倉(cāng)力分餅析有俱三種匯：1）l1/l2≥3，長(zhǎng)毯筒殼六：建凈筑力核學(xué)中鹽梁的挨理論2）l1/l2≤1/嚷2，短筒披殼：薄捆膜理論3）1/2＜l1/l2＜3，中長(zhǎng)疲筒殼：虜半彎矩排理論工程常迫用長(zhǎng)筒齒殼的槐估算狀要點(diǎn)害（略）：1）筒殼固視為兩康端支撐搞在橫隔粉構(gòu)件上怨的曲線托截面梁2）拱拆圈3）參森照梁佛的配寫筋配策置長(zhǎng)謊筒體妹的抗如彎、蕉抗剪圍鋼筋華并保偉證縱級(jí)向受擇壓穩(wěn)謀定4）橫琴隔構(gòu)凳件按褲偏心雷受拉庭構(gòu)件貴設(shè)計(jì)篇估算長(zhǎng)筒殼的殼身真大部分典是多波縫式；筒殼截載面總高梨度H不宜小尼于（1/食15~1/1謊0）l1其中l(wèi)1可達(dá)30m，殼絡(luò)身矢灑高f≥（l2/8）；與殼倚身截懶面對(duì)必應(yīng)的流圓心首角不夕宜大視于900（φ≤450），300時(shí)較罵好；殼板厚50~80廈mm；邊梁應(yīng)嗽設(shè)置縱頑向受拉返鋼筋，慌由于可濃以進(jìn)行厘殼底水炕平側(cè)移犯的約束鴿，有時(shí)配將邊梁溉水平放它置。短筒連殼一般喬為多危跨，攝縱向尾應(yīng)力眠分布粱則呈遲曲線憐關(guān)系講；短筒殼曬殼頂有株縱向拉忌應(yīng)力，孤縱向最艘大壓應(yīng)拔力也不嘆發(fā)生在猾殼頂處橋。一般跨浸度為l1=6~12m昨,l2=1導(dǎo)8~30m提,失高f≥（l2/8）殼板構(gòu)杜造筋φ4~φ6，@10獨(dú)0~1熊60m狹m3.7玻.5雙曲拋野物面殼遼體（簡(jiǎn)幕稱雙拋秋面）雙曲炊拋物魄面殼爐體又稱扭餓殼，屬樓于負(fù)高扁斯曲面杰的雙曲五殼。單塊雙摘拋面殼封的幾何言特征類揮似于一蠶個(gè)馬鞍疾形。結(jié)構(gòu)襪特征垮：由扭濾殼面龜和4個(gè)直線燥形邊緣瓣構(gòu)件及董其支承圖組成，踏支承點(diǎn)雞可以是1、2、3、4或多點(diǎn)興。矩形底勿面的單亦塊雙拋顧面殼體初屋蓋的軋底邊邊容長(zhǎng)比a:b一般為1~御2為宜。單傾單月塊雙拋脈面殼的f/驚b以1:嘉2~炎1:漢4為宜，漆雙傾單夾塊雙拋有面殼以1:2飄~1:閥8為宜。雙拋面是一個(gè)女扁平的尖馬鞍形賴的移動(dòng)兆面，由偵沿一個(gè)驅(qū)凹向（象凸向）仗拋物線遷導(dǎo)線并疏與它相斥垂直的草凸向（晉凹向）易拋物線偵母線石移動(dòng)而拴成。它在伶馬鞍反面上浮同時(shí)諷形成奏一個(gè)矩形現(xiàn)坐標(biāo)揚(yáng)系，其撕中每付一根悠纖維遲都是斜直線；兩組叼正交衫的斜扣直線貧又可陽(yáng)看成銀一系紐奉列正郵交的上凸臂受壓躲拱和下凹隆受拉鵲索的組瓶合，嫁他們吼都支賊承在增兩側(cè)塞的邊緣沸構(gòu)件上。北京：飄燕山石傭化化肥冊(cè)庫(kù)（雙樸曲扁淚殼屋封蓋、會(huì)薄殼臘邊緣嫌構(gòu)件扮為帶催拉桿喚的拱姓）北京燕鍛山：鋼宏筋混凝掘土組合謀雙曲拋前物面屋趁蓋補(bǔ)充：來(lái)折板結(jié)盯構(gòu)北京：絹燕山石死化某倉(cāng)借庫(kù)（折夕板結(jié)構(gòu)辯）某折板霧結(jié)構(gòu)水撿泵房（控外景）某折答板結(jié)學(xué)構(gòu)水牲泵房過(guò)（內(nèi)互景）折板結(jié)洋構(gòu)通常預(yù)處制生產(chǎn)年，為增雪大使用和跨度，駱可沿折犧板縱向階施加預(yù)匪應(yīng)力，榆一般可芝在預(yù)應(yīng)攏力臺(tái)座易上采用燒先張法王施工。塞每?jī)蓧K赴折板可偉以象折腦頁(yè)一樣籌折攏，才便于吊到裝運(yùn)輸瓜。吊裝振就位后色再打開岸折板，腔擱置在其預(yù)先準(zhǔn)瞞備好的塌三角形調(diào)支座上酸。根據(jù)折幻玉板打開武后的角黃度，可足以改變忘折板的端有效高瞧度h，以適質(zhì)應(yīng)不急同跨膨度的惜需要螺。目團(tuán)前國(guó)醒內(nèi)重鵝復(fù)使柴用圖根集CG散43衡4提供波息寬為2m、3m兩種預(yù)座應(yīng)力V形折板念，調(diào)整冶折板橫鹿向傾角廁可改變悟折板的詳有效高摘度h，以適節(jié)應(yīng)不啦同跨維度和蓬不同逝承載菠力的乏要求休，跨告度可