建筑结构选型- 薄壁空间结构.ppt

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1、建筑结构选型,第6章薄壁空间结构,内容提要,概述圆顶筒壳折板双曲扁壳双曲抛物面扭壳空间薄壁空间的其它形式,概述,薄壳结构的概念,1.壳体结构的定义、几何尺寸及分类,定义：壳体结构，也称曲面结构，一般是由上下两个几何曲面构成的空间薄劈结构。厚度：上下两个曲面之间的距离称 为壳体的厚度t。等厚壳体与变厚壳体：当厚度t不随坐标位置的不同而改变时称为等厚度壳，反之称为变厚度壳。薄壳、厚壳或中厚壳：当 厚度t远小于壳体的最小曲率半径R(tR)时，称为薄壳，反之称为厚壳或中厚度壳。一般在 建筑工程中所遇到的壳体，常属于薄壳结构的范畴。,概述,薄壳结构的概念,2.描述壳体结构的相关概念,A.中曲面等分壳体各

2、点厚度的曲面,B.切平面通过曲面一点并垂直于通过该点法线的平面，如图中的o1n1,C.法平面通过曲面法线的平面，通过曲面某点的法平面有无数个,D.法截线法平面与曲面相交的曲线,E.法曲率法截线在曲面上某点的曲率,F.主曲率法截线在曲面上某点所有曲率的极值（有两个，分别为极大值和极小值）,G.主方向曲面上某点与其主曲率对应的法截线的切线方向,H.曲率线曲面上各点与其主曲率对应的法截线,概述,薄壳结构的概念,2.描述壳体结构的相关概念,I.高斯曲率曲面上某点两个主曲率乘积,J.壳顶在曲面以上的中曲面的最高点，如下图的o点,K.矢高壳顶到底面的距离，如右图的f,L.矢率矢高与底面短边之比，即右图中的

3、f/a,M.扁壳与陡壳矢率较小者为扁壳，较大者为陡壳，工程上常以f/a=1/5为界限,概述,薄壳结构的概念,3.壳体结构相对梁、拱的力学特性,A.梁主要受弯剪，截面应力不均匀,B.拱主要受压，截面应力均匀。可找到与某种特定荷载的合理轴线。,C.壳相当于双向拱，主要受薄膜轴力和薄膜剪力，对荷载的适应性更强。,概述,薄壳结构的概念,4.壳体结构实例,A.自然界中的壳体结构,蛋壳,蚌壳,螺蛳壳,蜗牛壳,脑壳,果壳,种子,概述,薄壳结构的概念,4.壳体结构实例,B.生活中的壳体结构,乒乓球,罐,灯泡,安全帽,轮船,飞机,概述,薄壳结构的曲面形式,1.旋转曲面,旋转曲面：由一条平面曲线绕着该平面内某一给

4、定直线旋转一周所形成的曲面。,旋转壳：以旋转曲面为中曲面的壳体。,母线：即绕旋转曲转动的曲线。,旋转轴：旋转时不动的直线。,球形壳,椭球壳,抛物球壳,双曲球壳,圆柱壳,锥形壳,双曲球壳,概述,薄壳结构的曲面形式,2.平移曲面,由一条竖向曲线作母线沿着另一竖向曲线（导线）平行移动所形成的曲面。,椭圆抛物面,双曲抛物面,概述,薄壳结构的曲面形式,3.直纹曲面,由一段直线（母线）的两端分别沿两固定曲线（导线）移动所形成的曲面。,圆柱面,椭圆柱面,抛物柱面,A.柱形面由一段直线作母线沿着两条相同且平行的曲线（导线）平行移动所形成的曲面。,概述,薄壳结构的曲面形式,3.直纹曲面,B.劈锥曲面由一段直线一

5、端沿抛物线（或圆弧），另一端沿直线与指向平面平行移动所形成的曲面。,劈锥曲面,C.扭曲面由一段直线作母线沿两根相互倾斜但又不相交的直导线平行移动所形成的曲面。它也可以看成是双曲抛物面的一部份。,扭曲面,双曲抛物面,双曲抛物面中的abcd为扭曲面,圆顶,概述,1.定义,圆顶为正高斯曲率的旋转曲面壳。,2.类型,球面壳,椭球壳,旋转抛物面壳,3.建筑与力学特点,穹拱式的造型，四周传力的特点，使得其在大跨度时仍可用很薄的壳，且壳身应力很小，壳厚常按构造及稳定来确定即可。,4.应用及实例,壳体失稳,圆顶适用于平面为圆形的建筑，如杂技院，剧院，展览馆，天文馆，圆形水池顶盖等。北京天文馆，R=25m，t=

6、60mm，结构自重仅约2kN/m2。,北京天文馆,圆顶,结构组成及形式,1.结构组成,由壳身、支座环和下部支承结构三部份组成。,2.壳身结构的形式,最常见为平滑圆顶,因采光、稳定需要或受集中荷载或采用装配整体式结构时，可用肋形圆顶。,当跨度不大时，肋形圆顶可仅设经肋；当建筑平面为正多边形时，可采用多面圆顶结构。,为建筑造型需要，可将多面圆顶稍作修改。,圆顶,结构组成及形式,3.支座环的截面形式,圆顶的支座环相当于拱的拉杆，主要为受拉，可采用普通或预应力混凝土梁。当圆顶不是支承在墙上而是柱上时，还同时受弯、剪、扭的作用。,4.支承结构的形式,A.直接支承在柱或墙等竖向承重构件上优点：受力明确，构

7、造简单；缺点：跨度大时，推力大；表现力不够丰富,B.支承在斜柱或斜拱上优点：平、立面布置灵活，表现力强；缺点：需基础承受水平推力,复式斜拱支承,单式斜拱和交叉形斜柱支承,Y形斜柱支承,C.框架支承,D.落地支承,圆顶,结构构造,1.壳板厚度,t=R/600，且现浇时40mm，装配整体式时30mm。,2.壳板配筋,A.受压区或主拉应力小于砼抗拉强度的受拉区，按构造配筋最小配筋率：0.2%；最小直径：4mm；最大间距：250mm。,B.主拉应力大于砼抗拉强度的受拉区，按计算配筋最大间距：150mm。,C.配筋形式及位置t60mm时：可仅在壳板中截面单层配筋；t60mm或受冲击或振动荷载时：应双层配

8、筋；,3.支座环附近构造及配筋,支座环约束附近的局部弯矩,支座环附近壳板应加厚并双层配筋,加厚范围：R/(1012),增加厚度t,加厚区钢筋直径为410mm；间距200mm,4.支座环分段预应力筋的配置方式,预应力锚头设置在环梁外部突出处,圆顶,结构构造,5.孔周内环梁与壳板的连接,中心连接,内环梁向下的偏心连接,内环梁向上的偏心连接,6.装配整体式圆顶预制单元的形式,梯形带肋曲面板,梯形平面板（方便施工）,仅沿经向切割的长扇形带肋板（用于跨度不大时）,圆顶,工程实例,1.新疆某机械厂金工车间,2.罗马奥林匹克小体育,圆顶为钢筋混凝土网状扁球壳结构，扁球直径为59.13m,圆顶,工程实例,4.

9、德国法兰克福市霍希斯特染料厂游艺大厅,壳体和边缘截面,立面,剖面,穹顶的垂直投影和水平投影的关系,支座上部壳体沿主拉应力布置的预应力筋,球壳半径50m，矢高25m，厚度130mm（拱券最高处250mm，支座处600mm）,筒壳,筒壳的结构组成,1.筒壳的组成与相关术语,筒壳由壳身、侧边构件及横隔三部份组成,纵向（跨度）,横向（波长）,矢高（不含侧边）,截面高（含侧边）,2.壳身截面形状,圆弧形（最多见）,椭圆形,其它形状,筒壳,筒壳的结构组成,3.侧边构件截面形式,最经济,支承于墙或圈梁时采用,小筒壳采用,4.横隔形式,变高梁，波长不大时采用，波长较大时可用梁内开洞减轻自重,拱架，常用于对称竖

10、向荷载的筒壳,弧形桁架，波长较大、装配（整体）式时较适宜采用,刚架，用于波长不大及有抗推附属建筑时,等高梁，容易积雪，排水沟及屋面处理困难，用于壳身波长与横隔跨度不一致时,筒壳,筒壳的结构组成,5.筒壳的悬挑形式,纵向悬挑,横向悬挑,筒壳的受力特点,筒壳横向为拱纵向为梁，是双向受力的空间结构,筒拱为单向（横向）传力的平面结构,1.筒壳与筒拱的区别,筒壳,筒壳的受力特点,2.不同筒壳的受力特性,A.长壳（L1/L23）的受力特性,长壳的截面应力,长壳的主应力线,长壳与曲线截面梁的应力状态相似，可按梁理论计算,B.短壳（L1/L22）的受力特性,壳内弯曲应力很小，主要是薄膜力，可按薄膜理论计算,C

11、.中长壳（2L1/L23）的受力特性,薄膜内力及弯曲内力都应该考虑，用薄壳有弯矩理论来分析它的全部内力。为简化计算，也可忽略其中较次要的纵向弯矩及扭矩，用所谓半弯矩理论来计 算筒壳内的主要内力。,筒壳,筒壳的受力特点,3.筒壳的传力模式,并非将荷载竖向地传给横隔,而是通过壳面内的顺剪力将荷载传给横隔,当横隔为实体梁时，梁应按偏拉构件计算,当横隔为桁架时，应将顺剪力换算成节点上的集中荷载再计算,筒壳,筒壳的结构构造,1.短壳（L1/L22）,A.矢高应波长的1/8；B.板厚与配筋可按构造确定；C.当跨度=612m，波长30m时，板厚可参考下表采用；配筋可为46100160mm，最小配筋率0.2%

12、。,2.长壳（L1/L23）,A.矢高应波长/8（同短壳）；B.截面高度取跨度的1/101/15；C.配筋应按计算确定；D.板厚可取波长的1/3001/500；E.按梁理论算得的纵筋配在侧边构件内；F.壳板应三层配筋，如右图。,筒壳,筒壳的结构构造,3.天窗孔的布置,A.天窗及其它孔洞建议沿纵向布置于壳体的上部；B.孔洞横向尺寸建议(1/41/3)波长；C.洞口纵向尺寸可不受限制，但应设边梁和横撑，当有较大不对称荷载时，还应设斜撑；,D.为避免阳光直射，可采用北设天窗的锯齿形屋盖；,筒壳,筒壳的结构构造,3.天窗孔的布置,E.锯齿形筒壳下部侧边构件的截面形式；,兼做天沟，截面高度跨度的1/20

13、,F.跨度较大时，锯齿形屋盖天窗处应做成桁架（如右上图）；,G.柱距12m时，可将波宽缩小，横隔做成桁架形式（如右下图）；,筒壳,筒壳的结构构造,4.装配整体式圆柱面筒壳的常用形式,A.方案I（横向整块或两半块）,小跨时的横向整块方案,较大跨时的横向两半块方案,每段长度可根据制作、运输及安装条件取1.53m,B.方案II（将整个壳体划分为两根边梁、两个横隔和若干拱板）,方案II:适用于较大跨度,C.方案III（整个壳体由边梁段、横隔、拱肋和壳板拼成）,方案III:适用于较大跨度,D.方案IV（整个壳体划分为板和拱架两种构件）,方案IV:适用于短壳,筒壳,筒壳结构工程实例,锯齿形锥壳屋顶柱网尺寸

14、36m12m壳体为带肋的预制装配式结构,山西省平迢县棉织厂屋顶透视图,筒壳,筒壳结构工程实例,壳板中部厚40mm，沿周边12m宽的条带范围内逐渐加厚至 160mm肋断面为70210mm,山西省平迢县棉织厂,正、平、侧视图,拱架示意图,拱壳横剖面,折板,折板与筒壳的比较,几何上：折板可看作是筒壳的内接多边形；受力上：折板与筒壳相似；施工上：折板比筒壳简便。,折板的结构组成,一般由折板、边梁和横隔三部份组成：,（波长）,（跨度）,折板,折板分类,1.按有无边梁分,可分为有边梁和无边梁两类,无边梁折板屋面,有边梁折板屋面,2.按波数分,可分为单波（如左下图）和多波（如下图）,3.按跨数分,有单跨、多

15、跨或悬挑,单跨,4.按施工方法分,有现浇整体式、预制装配式和装配整体式等。近年来用得较多的是折叠式预制V形折析（如上图）,5.按力学特性分,有长(L1/L21)和短(L1/L21)折板两类,折板,有边梁折板的截面形式,型式I：横隔梁未超出折板截面范围；边梁在折板底下,型式II：横隔梁突出折板顶面；边梁为折板反梁（在折板上面）,型式III：横隔梁突出折板顶面；边梁为折板反梁（在折板上面）；折板起脚离柱边有一定距离,型式IV：横隔梁为等高截面，截面高同折板；折板上下均为尖顶的V型，即没有“削顶”,折板,折板、边梁与横隔的经验做法,1.折板倾角,宜30,2.边梁宽度,宜取折板厚的24倍，以便布筋,3

16、.横隔形式,因折板波长较小（一般12m），故横隔的跨度较小，常用折板下梁或三角形框架梁的形式,折板结构的受力特点与计算要点,短折板双向受力，计算复杂，与筒壳相似。工程常见为长折板。对L1/L23的横折板，其纵、横向均可按梁理论计算。,1.纵向计算,取一个波长，以横隔为支座，按梁计算。与筒壳相似，折板传给横隔的为纯剪力。,折板截面可简化为T形或工形,折板,折板结构的受力特点与计算要点,2.横向计算,取1m板带按多跨连续板计算，以折板转折处或边梁为支座。,计算简图,弯矩图,折板,折板结构的构造,1.几何尺寸,板厚宽比：t/b=1/401/50；板厚：30mmt 100mm；板宽：b=33.5m，平

17、顶宽取(0.250.4）L2；板倾角：25 30；波长：L2=1012m；跨度：L1可达27m或更大；高跨比：f/L1=1/101/15；f/L2=1/81/10；,2.现浇折板配筋,板厚t60mm且倾角20时，可单层配筋，但在转折处应增设6250钢筋,板厚t60mm或倾角20时，应双层配筋，在转折处增设68250钢筋,折板,折板结构的构造,3.装配整体式V形折板几何参数,折板,折板结构的构造,4.装配整体式V形折板折缝构造,上折缝外露筋弯折180钩住附加纵筋8后浇砼,非卷材屋面上折缝灌缝砼覆盖（搭接）长度80mm,下折缝底部做成尖角，与预制板平接，上部灌缝砼覆盖（搭接）长度100mm,非卷材

18、屋面宜在下折缝灌缝上面增设钢筋网片,折板,折板结构工程实例,1.巴黎联合国教科文组织总部会议大厅,大厅采用两跨连续的折板刚架结构。两边支座为折板墙，中间支座为支承于6根柱子上的大梁。,折板,折板结构工程实例,2.美国伊利诺大学会堂,平面呈圆形，直径132m，屋顶为预应力钢筋混凝土折板组成的圆顶，由48块同样形状的膨胀页岩轻混凝土折板拼装而成，形成24对折板拱。拱脚水平推 力由预应力图梁承受。,幕结构,概述,1.定义与几何特点,幕结构是由若干块三角形或梯形薄板连接成整体的空间薄壁结构。它具有锥台的外形，覆盖着正方形或矩形的底面。,2.与双曲薄壁结构比较,受力性能相似，但制作更方便。,幕结构,幕结

19、构的组成,由折板、侧边构件和下部支承构件组成。当在79m以上且板受到限制时，可设计成带肋的,幕结构的支承,1.柱帽支承,柱帽宽可取（02.0.3）L。,对现浇结构，宜设与柱帽同宽的板带,幕结构,幕结构的支承,2.三角斜棱支承,若荷载及跨度较小，可取消柱帽，并把幕结构的斜棱加宽成三角形边梁支承于柱上,幕结构的侧边构件,其截面一般为矩形或L形,支承于墙上时，应设水平板状边梁,支承于柱上时，应设倒L形边梁,幕结构,幕结构的受力特点、计算要点及构造,1.幕结构的破坏形态,当幕结构四角支承于可动铰支座时，其破坏形态为沿跨中断裂,当幕结构沿四边支承时，其破坏形态为角部向上开裂，分为五块刚性板,2.幕结构的

20、计算要点,A.幕结构整体计算要点多跨幕结构可不考虑其连续性，仍按单个空间结构考虑，即可假设相邻幕结构为铰接。B.幕结构折板计算要点可按多跨连续板计算，把折角处的棱线视为其铰支座；斜板当作单向板，平顶板视为双向板。,3.幕结构的构造,L1/L22；f/L1=1/(812)；顶底宽比=0.40.6；侧板倾角35；跨度(67)m时折板可不带肋，否则需带肋。,雁形板,雁形板的特点,1.雁形板的形成,以T形板和V形板为基础而形成的一种梁板合一的结构，因其形似飞行的雁而得名,2.雁形板的截面形式,普通型：优点：板面平，易施工，不易积灰积水；缺点：板宽较大（3m）时费料,拉杆型：特点：施工时加设工具式拉杆，

21、施工完成后折撤；优点：板面平，不易积灰积水，省料,加肋型：优点：板厚可控，省料；缺点：易积灰积水或观感较差,雁形板,雁形板的特点,3.雁形板的结构型式,拉杆雁形截面拱雁形板弯曲成拱，加预应力拉杆。特别适用于粮库及各类无桥式吊车的库房及厂房,直线形落地三饺拱用顶铰和地下拉杆构成。适合于散料堆场，如粮食、煤炭、矿石及化工原料仓库等,曲线形落地三饺拱用顶铰和地下拉杆构成,大跨度拱及斜张结构造型美观，跨度大,雁形板,雁形板的特点,4.雁形板的受力特点,A.纵向相当于V形截面梁,B.横向,在板相互拼接前（制作、运输、吊装和施工阶段），为悬臂板，根部弯矩很大,在板相互拼接后（完工和使用阶段），为超静定板，

22、根部弯矩大为减小（约为拼接前的1/41/5,故雁形板横向内力由施工阶段控制，为使施工阶段内受力状态与使用阶段相似，减少用料，可在施工阶段增设临时支承,雁形板,雁形板的构造,1.雁形板的厚宽跨经验关系,2.雁形板的高跨比,可按h/L=1/251/20设计,3.雁形翼板的倾角,可取1:21:1.5,雁形板,雁形板的工程实例,浴室平面呈圆 形，直径35m，屋盖采用先张法预应力混凝土变截面雁形板伞状结 构，由40块预制雁形板组成，内径为12m，外径为38.2m，跨度为11.4m，悬挑1.6m，支座高差为2.8m，小梁截面为200mm 200mm，腹板 厚60mm。整个屋盖结构的混凝土折算厚度为98mm

23、。,徐州矿务局夹河煤矿新副井,双曲扁壳,扁壳的定义和特点,1.扁壳的定义,所谓扁壳，是指薄壳的矢高f与被其所覆盖的底面最短边a之间的比值f/a1/5的壳体。因为扁壳的矢高比底面尺寸要小得多，所以扁壳又称微弯平板。,2.扁壳的构图特点,从构图上看，壳曲面实际上仅仅是庞大的普通曲面上的一小块，球面壳、柱面壳、椭圆抛物面壳、双曲抛物面壳等都可作成扁壳。,3.扁壳的建筑结构特点,双曲扁壳因为矢高小，结构所占的空间较小，建筑造型美观，结构分析上可以采用 些简化假定，所以得到了较广泛的应用。,双曲扁壳,扁壳的组成,1.双曲扁壳的组成,双曲扁壳由壳身及周边竖直的边缘构件所组成,2.双曲扁壳的壳身,双曲扁壳的

24、壳身可以是光面或带肋的，两个方向的曲率可以相等或不等。一般采用抛物线平移曲面，对左下图，其方程如下：,其x、y两个方向的曲率分别为：,对圆形平面可用球面壳；对矩形平面，在建造时可用圆弧移动壳来代替球面壳，而在计算时可用椭圆抛物面平移曲面来代替。,3.双曲扁壳的边缘构件,边缘构件一般是带拉杆的拱或拱形桁架，跨度较小时也可以用等截面或变截面的薄腹粱，当四周为多柱支承或承重墙支承时也可以柱上的曲梁或墙上的曲线形圈梁作边缘构件。,双曲扁壳,扁壳的受力特点,由于壳体扁平，可直接应用平板理论的某些公式，以简化计算,1.计算理论,2.内力特点,在满跨均布竖向荷载作用下的内力亦以薄膜内力为主，但在壳体边缘附近

25、要考虑曲面外弯矩的作用,3.中间板带曲面内法向力分布,4.中间板带曲面外弯矩分布,5.壳身沿四周边缘的顺剪力分布,双曲扁壳,扁壳的受力特点,6.壳体的区域受力与配筋,I区（中央区）：以受压为主，构造配筋，可开洞II区（边缘区）：正弯矩较大，需配抗弯筋III区（角隅区）：顺剪扭及主拉压应力较大，不得开洞,7.壳体区域的划分规定,区域划分参数按图查算,曲线1：用于满布均布荷载,曲线2：用于满布均布荷载,双曲扁壳,扁壳的结构构造,1.壳身几何构造,A.矢跨比：矢高与底面短边之比f/a1/5；B.边长比：底面长短边之比b/a2；C.曲率比：两个方向的曲率之比K1/K22；D.倾角：壳底平面倾角 10。

26、,2.边缘构件节点构造,边拱节点构造,整体式非预应力边拱,整体式预应力边拱,双曲扁壳,扁壳的结构构造,3.壳身的配筋形式,双曲扁壳,扁壳的工程实例,1.北京火车站,中央大厅顶盖薄壳 平面为35m35m，矢高为7m，壳身厚度仅80mm。,检票口通廊上 用了五个双曲扁壳，中间的平面为21.5m21.5m，两侧的四个为16.5m16.5m，矢高为3.3m，壳身厚度为60mm。,边缘构件为两铰拱,双曲扁壳,扁壳的工程实例,2.北京网球馆,用双曲扁壳作顶盖，平面为42m42m，壳身厚度为90mm。,双曲抛物面扭壳,双曲抛物面的特点,1.构成特点,它是由凸向相反的两条抛物线，一条沿着另一条平移而成，属负高

27、斯曲面,它是从双曲抛物面中沿直纹方向截取出来的一块壳面,2.结构特点,壳面下凹的方向犹如“拉索”，而上凸的方向又如同“薄拱”，当上凸方向的“薄拱”曲屈时，下凹方向的“拉索”就会进一步发挥作用，这样可避免整个屋盖结 构发生失稳破坏，提高了结构的稳定性。,3.经济特点,因壳体同时具有“拉索”和“薄壳”的特点，故壳板可以做得很薄。同时，双曲抛物面是直纹曲面，壳板的配筋和模板制作都很简单，因此，这类屋面可节省三 材，经济技术指标较好。,双曲抛物面扭壳,双曲抛物面扭壳的形式,双倾单块扭壳，两边落水，四边采光,单倾单块扭壳，两边落水，两边采光,组合型扭壳，由四块相同的单倾单块扭壳对称组合而成的四坡顶屋盖，

28、有两条相互垂直的屋脊线，屋顶四边采光，排水方便。,双曲抛物面扭壳,扭壳结构的边缘构件,单块扭壳屋盖的边缘构件可采用较为简单的三角形桁架,组合型扭壳屋盖的边缘构件可采用拉杆 人字架或等腰三角形桁架,双曲抛物面扭壳,扭壳屋盖的型式,双倾单块扭壳屋盖,单倾单块扭壳屋盖,组合型扭壳屋盖,预制预应力双曲抛物面马鞍形薄壳结构这是一种板架合一的屋面构件，预应力筋呈直线形布置，受力性能好、自重轻、材料省，可广泛应用于食堂、礼堂、仓库、车站等工业与民用建筑中，也可用于有吊车的工业厂房屋盖，最大跨度已达28m，我国已编制了标准图集可供选用。,预应力筋布置,曲面方程：,双曲抛物面扭壳,扭壳的受力特点,1.壳身的受力

29、特点,A.在竖向均布荷载作用下，曲面内不产生法向内力，仅存在顺剪力;B.顺剪力平行于直纹方向，且在壳体内为常数，故壳体内各点的配筋 均匀一致;C.顺剪力所产生的主拉应力或主压应力，作用在与剪力成45的方向上，且下凹的 方向受拉，相当于索的作用，上凸的方向受压，相当于拱的作用。因此，整个扭壳也可看 成是由一系列受拉索与一系列受压拱所组成的曲面组合结构。,双曲抛物面扭壳,扭壳的受力特点,2.边缘构件的受力特点,四坡屋顶边缘构件为等腰三角形 桁架，由于壳边传给桁架上弦的顺剪力为一常数，故桁架上弦杆内轴向压力呈三角形分布，它在屋脊处为零，在支座处为最大。桁架下弦杆则受拉。,单块扭壳屋盖其边缘构件，在壳

30、边传来的顺剪力S作用 下，将在拱方向的支座处产生对角线方向的推力H(图 a)，此推力H可由于设置在对角线方向的水平拉 杆来承担，也可由设置在该支座附近的两对锚于地下的斜拉杆(图b)来承担。,双曲抛物面扭壳,扭壳的受力特点,2.边缘构件的受力特点,落地单块式扭壳屋盖顺剪力过边缘构件以合力R的形式作用于A、C基础上。这时，R的水平分力H对基础有推移作用。当地基抗侧移能力不足时，应在两基础之间设置拉杆，以保证壳体体形不变。,双曲抛物面扭壳,扭壳的结构构造,1.几何尺寸,A.矢跨比：单倾单块：宜f/b=1/41/2；双倾单块：宜2f/b=1/81/2；组合扭壳：宜f/2b=1/41/8；满足上述条件可

31、按扁壳理论计算B.底边长比（矩形单块）：a/b=12；,2.扭壳配筋,D.对角向配筋：当壳内主拉应力较大时，可沿对角线方向配筋,3.加强加厚区域,A.边缘区域：不小于b/10；B.屋脊十字形交接缝附近区域：视内力而定，但不小于2b/10，厚度为(34)t；,A.配筋形式：可根据内力值采取单层或双层配筋；B.配筋形状：钢筋为平行于边缘直线方向的方格网，所有钢筋均为直线形；C.角隅处配筋：在壳体角隅的加厚范围内，需设置与边缘成45角的斜向钢筋，斜钢筋的直径为610，间距不大于200mm；,4.屋脊交接缝方向配筋,受力筋6200，附加筋410,双曲抛物面扭壳,扭壳结构工程实例,1.北京市丰台电话分局主机楼,钢筋混凝 土组合型双曲抛物面扭壳屋盖结构扭壳平面尺寸27.0m33.6m，壳体矢高与 短边之比为1:5.4。壳体最薄处70mm，十字脊线处加厚为240mm，四周边缘处加厚为 180mm。壳体上下面各配双向钢筋网。扭壳的边缘构件采用多拉杆 三角形人字架,双曲抛物面扭壳,扭壳结构工程实例,2.大连海港转运仓库,钢筋混凝 土组合型双曲抛物面扭壳屋盖结构每个扭壳平面尺寸为23m23m，壳厚为60mm，十字脊线处加厚至200mm，四周边缘处加厚至 150mm。壳板内配置8150双向双层钢筋网，边缘构件为人字形拉杆拱,本章结束！,