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。
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。
薄壳结构原理薄壳结构原理是指一种由薄壳构件组成的结构系统。
薄壳结构的特点是其壁厚相比其宽度和长度很小，因此结构在受力时会出现较大的弯曲变形，而不是拉伸或压缩。
薄壳结构的形状可以是多种多样的，如圆柱形、圆形、椭圆形或自由曲面等。
这些形状的选择不仅要考虑结构所承受的力的方向和大小，还要考虑结构的外形美观和实用性。
薄壳结构的强度和稳定性是其设计的重要考虑因素。
在设计过程中，需要考虑结构的截面形状、材料的强度和刚度等因素，以确保结构在受外力作用时不会发生失稳或破坏。
在薄壳结构的力学行为分析中，常常使用弯曲理论和薄壳理论。
弯曲理论主要用于描述结构在弯曲载荷下的行为，而薄壳理论则用于描述结构在较大变形下的行为。
薄壳结构的设计和施工需要综合考虑结构的力学性能、材料的选择、施工工艺等因素。
合理的设计和施工可以提高结构的稳定性和承载能力，确保结构的安全可靠性。
总之，薄壳结构原理是一种基于薄壳材料的结构设计理论，通过合理的设计和施工，可以实现结构的优化和高效运用。
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。
薄壳结构原理薄壳结构是一种常见的结构形式，它在建筑、航空航天、汽车等领域都有广泛的应用。
薄壳结构的原理是指利用薄而坚固的材料构成的结构，通过其自身的曲面形状来承受外部荷载，从而实现结构的稳定和强度的需求。
在本文中，我们将深入探讨薄壳结构的原理及其应用。
首先，薄壳结构的原理在于其曲面形状能够有效地分散外部荷载，并将荷载沿着结构表面传递。
这种曲面形状使得结构在受力时能够更加均匀地承受荷载，从而提高了结构的稳定性和承载能力。
与传统的梁柱结构相比，薄壳结构能够在较小的材料厚度下实现较大的跨度，从而节省了材料成本，提高了结构的经济性。
其次，薄壳结构的原理还在于其自身的曲面形状能够有效地抵抗外部的压力和弯曲力。
通过合理设计曲面形状，可以使得结构在受力时产生较小的应力集中，从而延长了结构的使用寿命，并减小了结构的维护成本。
此外，薄壳结构的曲面形状还能够提高结构的美观性，使得其在建筑领域有着广泛的应用。
除此之外，薄壳结构的原理还包括对材料的选择和连接方式的设计。
在薄壳结构中，材料的选择至关重要，需要考虑材料的强度、刚度、耐久性等因素，以确保结构的安全可靠。
同时，连接方式的设计也需要充分考虑结构的受力特点，采用合适的连接方式能够提高结构的整体性能。
总之，薄壳结构的原理是基于其自身的曲面形状来承受外部荷载，通过合理的设计和材料选择，能够实现结构的稳定、强度和经济性要求。
薄壳结构在现代工程领域有着广泛的应用，其原理的深入理解和应用能够为工程设计和实践提供重要的指导和借鉴。
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。
龟壳的背甲呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。
虽然它只有2 mm 的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。
建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。
这类建筑有许多优点：用料少，跨度大，坚固耐用。
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。
在天津市中心区友谊路银河公园旁，一座酷似“白天鹅”的建筑，昂首挺立，展翅欲飞。
这就是我国北方唯一的仿生薄壳式建筑——天津博物馆。
天津博物馆坐落于天津市河西区友谊路与平江道交口的银河广场，占地面积5万平方米，总建筑面积3.5万平方米，总投资32711万元，拥有1.1万平方米的现代化展厅和功能齐全的文化休闲设施。
其建筑外形为自湖面展翅飞翔的天鹅，线条流畅简洁，极富时代感与艺术性，颇具特色。
网壳的直径为２００米，高３２米，整个博物馆可容纳１２，０００人，今春即将开放。
天津博物馆是一座集文物收藏、保护、研究、教育及休闲、旅游于一体，囊括天津历史、馆藏文物及民间艺术品陈列等众多内容的综合性博物馆。
其设计建造不仅外观造型独特美观，更在于其建筑结构上的创新及先进的功能、合理的布局等。
天津博物馆是由著名的日本川口卫构造设计事务所设计的。
天津博物馆代表21世纪中华民族的腾飞，于是联想到展翅飞翔的天鹅，因此，天津博物馆的建设预示着中国，特别是天津在新世纪的腾飞和快速发展。
从建筑造价上则充分考虑了结构的合理性和可实施性，以表现天鹅腾飞的翼部大跨度网壳体结构，实现了用最少的材料建造最大的使用空间的思想。
这种大跨度网壳体结构已经非常成熟，能够很轻松地高精度完成整个结构的设计和施工，具有极强的可实施性。
天津博物馆运用现代浪漫主义的思维观点，引用仿生原理，以极具震撼力的创作手法，成就了一座昂首挺立、展翅腾飞的“白天鹅”造型建筑，赋予城市景观以生命活力，从而使天津博物馆的外观与周围环境优美和谐的融为一体，成为天津重要的文化标志性建筑俯瞰下的天津博物馆馆内的结构外观的曲线美该博物馆结构设计的基础，源于天鹅骨架结构，借助其结构的合理性和可实施性，通过以表现天鹅展翅高飞的翼部大跨度网壳体结构，实现了用最少的材料，建造最大的使用空间的思想。
据介绍，天津博物馆投资３亿元人民币，历经两年时间，建筑设计师以现代浪漫主义的思维观点，引用仿生原理，以极具震撼力的创作手法，赋予建筑外形和城市景观以生命活力，从而使天津博物馆的外观与周围环境优美和谐地融为一体，并成为天津重要的标志性建筑。
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