薄壁结构是由薄板、薄壳和细长杆件组成的结构,能以较小的重量和较少的材料承受较大的载荷。薄壁结构的每个杆件都可能受到轴力、剪力和弯矩的作用,每块板和壳都可能受到弯矩、剪力以及中面内的拉力或压力的作用。主要有薄板细杆结构和棱柱形薄壁结构两种类型。
薄壳结构的意思
薄壳结构的意思就是曲面的薄壁结构。
薄壳结构 (bó qiào jié ɡòu )
建筑学上的术语。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。薄壳结构的优点是可以把受到的压力均匀地分散到物体的各个部分,减少受到的压力。许多建筑物屋顶都运用了薄壳结构的原理。
:科学家根据鸡蛋结构 采用仿生学原理发明薄壳结构。
蛋壳呈拱形,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。薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。对于构件,在截面面积相同的情况下,把材料尽可能放到远离中和轴的位置上,是有效的截面形状。
在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。
薄壁结构的发展
薄壁结构是由薄板、薄壳和细长杆件组成的结构,能以较小的重量和较少的材料承受较大的载荷。
木板房屋就是人类早期采用薄壁结构的产物。从18世纪中叶开始,全金属箱形结构桥梁大量出现。在设计这类桥梁的过程中,S.W.费尔贝恩、E.霍奇金森和Д.И.茹拉夫斯基等人所作的实验和分析,推动了薄壁结构的力学研究。薄壁结构还应用于船舶和车辆的外壳以及大型建筑物的屋顶和屋架。20世纪30年代,飞机飞行速度日益提高,要求飞机有光滑的外形,金属薄壁结构就取代了蒙布杆系结构而成为飞行器的主要结构形式。从那个时候起,人们对薄壁结构系统的理论分析和实验研究.使薄壁结构在工程上得到越来越广泛的应用。
薄壳结构的建筑有哪些
薄壳结构是建筑学上的术语。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。
代表建筑有:
悉尼歌剧院
薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片,耸立在南北长186米、东西最宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。
中国国家大剧院
国家大剧院整个壳体钢结构重达6475吨,东西向长轴跨度重达6475吨,东西向长轴跨度212.2米,是目前世界上最大的穹顶。
天津博物馆
天津博物馆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。
中国国家游泳中心
“水立方”是世界上最大的膜结构工程,除了地面之外,外表都采用了膜结构———ETFE材料,蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实
中国人民大会堂
许多人都不知道,其实人民大会堂的屋顶也是采用薄壳结构的。
为什么说薄壁空间结构主要承受曲面内的轴向压力,或者这句话怎么理解
薄壁空间结构,也称壳体结构.它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多,所以称薄壁.它属于空间受力结构,主要承受曲面内的轴向压力,弯矩很小.它的受力比较合理,材料强度能得到充分利用.薄壳常用于大跨度的屋盖结构,如展览馆、俱乐部、飞机库等.
“薄壁空间结构主要承受曲面内的轴向压力”,与只受压力的杆件相似,也与只受压力的拱相似.在平面外几乎不考虑其受力.
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