文档介绍：浅谈薄壳结构摘要: 简单介绍了壳体结构的起源与发展, 以及在现代建筑当中的使用情况, 着重介绍了薄壳结构的主要类型,同时对薄壳结构未来应用的发展做一定阐述。现代空间结构的出现,应该从 20 世纪初期兴建的钢筋混凝土薄壳算起,这主要归功于先进建筑材料——钢铁与混凝土的诞生。第二次世界大战之后,百废待兴,使空间结构走向蓬勃发展的康庄大道。 1 薄壳结构的起源与发展薄壳建筑是早在 20 世纪 20 年代就在世界上开始发展起来的一种壳状结构, 像大自然里我们常见到的一种形态如贝壳, 各种坚果, 以及一些动物的甲壳, 它们的壳体外形不仅美观且有一定的承受力, 这种形态给予建筑结构的变化创新很大的启示, 推动了建筑业的发展。壳体屋盖的发展可以追溯到古代,主要用于宗教建筑。罗马万神殿建于约公元 120 年~ 124 年, 其半球形穹顶利用天然火山灰为主要原材料建成, 直径达 , 壳体厚度自下向顶逐渐减小以减轻结构的自重, 壳顶最薄, 厚约 m, 万神殿的跨度记录直到 20 世纪才被打破。位于伊斯坦布尔的圣索菲亚大教堂、建于文艺复兴时期的罗马圣彼得大教堂、建于约 300 年前的伦敦圣保罗大教堂等。这些结构的建成充分体现了其设计者和建造者的智慧与技巧,但应该说只有在结构力学发展以后,伴随着工业时代的开始,人们才开始对薄壳结构有了真正合理的认识。 1922 年建成的德国耶拿蔡司天文馆, 25m 直径的半球形穹顶通常被认为是第一个真正意义上的现代混凝土壳屋盖,其厚度仅 6cm 。二十世纪五六十年代是混凝土薄壳屋盖的黄金时期。意大利著名工程师 1950 年设计了都灵展览厅 73m× 94m 薄壳屋盖,整个屋盖由波形预制单元装配而成,预制单元板厚度小于 2 in 。新中国成立以后,我国也陆续建成了一些各种类型的钢筋混凝土薄壳屋盖,比较有代表性的工程有: 采用双曲扁壳的北京火车站候车大厅(35m × 35m , 1958 年) 、北京体育馆网球馆(42m × 42m , 1960 年) 等。薄壳结构不但可以减轻自重,节约钢材、水泥,而且造型新颖流畅。但是,曲面壳体的显著的缺点是:模版制作复杂,不能重复利用,耗费木材,大跨度结构在高空进行浇筑和吊装也耗工时。美国根赛特人的分析表明,薄壳结构造价的 60% 耗费在施工成本上,因而影响了薄壳结构的应用。于是,用平面模版代替曲面模版,用折现代替曲线,由薄平板以一定角度相互整体连结而成的折板结构应运而生。折板结构可认为是薄壳结构的一种,它是由若干狭长的薄板以一定角度相交连成折线形的空间薄壁体系。我国常用为预应力混凝土 V 形折板, 具有制作简单、安装方便与节省材料等优点, 最大跨度可达 24m 。折板结构的折现形状横截面, 大大增加了空间结构刚度, 既能做梁受弯, 又能作拱受压, 且便于预制,因而得到广泛的发展。近年来在园林建筑中运用尤为广泛,在我国园林建筑中也起到不容忽视的作用, 深受园林建筑师的重视。以薄壳结构在我国园林建筑中的应用所取得的成就意义来看主要有三个方面: 1) 在园林建筑中应用新材料代替了木材、砖、石; 2) 在结构上趋于计算更合理的利用空间; 3) 适用于形态多样的造型, 结构稳定强度大, 能塑造大型空间建筑, 节省物力、财力。这些薄壳结构所具有的优越性在园林建筑应用发展中具有十分重要的意义。 2