案例第五章薄壁空间结构.pptx

第5章 薄壁空间结构;;;;;;;框架结构 框架结构 由竖向的柱和水平横梁所组成，梁柱之间的连接通常为刚性连接。柱与基础间的连接亦为刚性连接。 框架结构各个构件的作用 框架结构的梁和柱子主要形成平面刚度，主要是横向刚度，，楼板在形成空间刚度的作用不可忽视。 框架结构的分类 分为钢框架和钢筋混凝土框架。钢框架结构自重轻、抗震性能好、施工速度快等优点。由于用钢量大、造价高、耐水和耐腐蚀性能差等缺点，目前我国应用较少。钢筋混凝土框架结构造价低、取材方便、耐久性好、可模性等优点，在我国应用非常普遍。;;高层建筑核心内容复习 1.与多层建筑结构相比，高层建筑结构的计算具有哪些特殊性？ 2.高层建筑的力学特征和结构体系最大的特点是什么？ 以抵抗侧向力为主，控制其侧向刚度是设计的基本要求； 概念设计是重要，尤其对于抗震问题； 多采用空间结构而非平面结构，更有效的利用材料。 3.高层建筑的常见结构形式主要包括哪些？适应条件怎样？ 框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构； 筒体结构、悬挂结构、巨型框架结构等 4.何谓框架剪力墙结构？为什么目前框架剪力墙结构在30层以下的高层建筑中应用特别广泛？ 在框架结构内增设的抵抗水平剪切力的钢筋混凝土墙体。因高层建筑中的水平剪力主要是地震力，故剪力墙又称抗震墙。 框架-剪力墙结构中，竖向荷载由框架和剪力墙共同承担；水平荷载由框架承受约20~30%，剪力墙承受70~80%。剪力墙长度按每建筑平方米50mm的标准设计。 5.框架剪力墙结构中，剪力墙的布置应注意什么问题？ 应沿纵横两个方向均有布置；横向剪力墙宜布置在平面形状变化处、刚度变化处、楼梯间及电梯间；并应尽量布置在端部。;1 概述 ;受力分析—— 在线状杆系结构中，梁主要受弯受剪，而拱变为受压，因此，拱结构比梁结构受力更合理、在相同的受力条件必然更节省材料。 在面状结构中，平面状楼板主要受弯，而薄壳结构则变为受双向轴力及受剪。这是薄壳结构与拱结构相似之处。同时，薄壳结构比拱式结构更加优越，因为拱结构只有在某种确定荷载的作用下才有可能找到处于无弯矩状态的合理拱轴线，而薄壳结构由于受双向薄膜轴力和薄膜剪力的共同作用，可以在较大的范围内承受多种分布荷载而不致产生弯曲。 薄壳结构空间整体工作性能良好，内力比较均匀，是一种强度高、刚度大、材料省的结构型式。 因此薄壳常用于大跨度的屋盖结构，如展览馆、俱乐部、飞机库等。;自然界中有十分丰富的壳体结构实例，如蛋壳、蚌壳、螺蛳壳、蜗牛壳、脑壳及植物的果壳或种子等。在日常生活中也有此类空间薄壁结构的应用，如碗、罐、簸箕、安全帽、轮船、飞机等。它们都是以最少的材料构成最大的使用空间，并具足够的强度和刚度。 ;;柏林爱乐音乐厅;组合式“壳” ;组合式“壳” ;飞机采用的“壳” ;二、薄壳结构的曲面形式 薄壳结构中曲面的几何形式，按其形成的特点可以分为下列几类： 1．旋转曲面——旋转 由一条平面曲线绕着某一给定的直线旋转一周所形成的曲面称为旋转曲面。以旋转曲面为中曲面的壳体称为旋转壳。那条转动的曲线称为母线，而那条定直线则称为旋转轴。由于母线形状的不同，旋转壳又可分为球形壳，椭球壳、抛物球壳、双曲球壳、圆柱壳、锥形壳等，如图5.1.4所示。 ;2．平移曲面——平移 由一条竖向曲线作母线沿着另一条竖向曲线(导线)平行移动所形成的曲面称为平移曲面。在房屋建筑中常见的平移曲面有椭圆抛物面和双曲抛物面，所形成的壳体称为椭圆抛物面壳和双曲抛物面壳。 椭圆抛物面是由一竖向抛物线作母线沿另一凸向与之相同的抛物线作导线平行移动所形成的，如图5—1—5a)所示。因为这种曲面与水平面的截交线为椭圆线(图5—1—5b))，故称为椭圆抛物面。 双曲抛物面是由一竖向抛物线作母线沿另一凸向与之相反的抛物线作导线平行移动所形成的，如图5～1—6a))所示。因为这种曲面与水平面的截交线为双曲线(图5—1—6b)，故称之为双曲抛物面。 ;;3．直纹曲面 由一段直线(母线)的两端分别沿二固定曲线(导线)移动所形成的曲面叫直纹曲面。房屋建筑中常用的直纹曲面有柱形曲面、劈锥曲面、扭曲面等。柱形曲面可分为圆柱面、椭圆柱面、抛物柱面等，如图5—1—7所示。劈锥曲面是由一段直线一端沿抛物线(或圆弧)另一端沿直线、与指向平面平行移动所形成的曲面，如图5—1—8所示。扭曲面是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，如图5—1—9a)所示。它可以看成是直母线cd沿直导线ab、cd平行移动所形成。扭曲面也可以看成是双曲抛物面的一部分，因双曲抛物面也是直纹曲面，如图5—1—9b)，从沿直纹方向截取一部分，如图5—1—9c)中的abcd即为扭曲面。直纹曲面壳体的特点是施工时模板制作方便，在工程中应