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1、,五、网架体系 (Lattice grid System ),六、张拉索结构 (Tension-Cable Structure ),3.2 结构水平体系的主要类型和特点 ( The Major Styles and Characteristics of Horizontal Structural System),七、膜结构 (Membrane Structure ),八、拱结构( Arch Structure),九、薄壳 结构(Shell Structure),十一、 结构转换层 (The Horizontal structureTransition Story ),十二、门式刚架( Port
2、al Frame),十、 组合结构(Composite Structure),3.2 结构水平体系的主要类型和特点九、薄壳(Shell ),薄 壳 （Shell） 薄壳是薄壁空间结构，与张拉膜和双向悬索结构(Two-Way Cable-Suspended Structure )有很多相似之处，张拉膜或悬索结构只能沿膜或索的方向承受拉力，而薄壳结构不仅可以在薄壳曲面内承受任意方向的轴力(拉或压)，还可以在壳面内承受很大的剪力。薄壳结构与张拉薄膜受力状态正好相反，就像拱和悬索结构受力相反一样；薄壳壳面有一定刚度，不能随荷载变化调整自己的形状改变内力状态，所以薄壳内除薄膜内力(剪应力和正应力)外还有
3、小部分弯矩，薄壳壳面必须具有一定的抗弯能力。钢筋混凝土薄壳可以根据需要调整各部分壳面的厚度和配筋，最大限度地做到等强度设计。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点九、薄壳(Shell ),薄壳结构壳面薄，自重轻，既是承重结构也是围护结构，比较适合大跨度建筑。应当指出，薄壳结构是由壳面和边缘构件两部分组成，边缘构件是壳面的边界和支座，为壳面提供受力明确的边界条件，是薄壳结构的重要组成部分。边缘构件的损坏会彻底改变壳面的受力状态，甚至导致整个壳体的破坏或倒塌。可见，边缘构件在薄壳中具有重要作用，千万不能忽视。生活中常用的塑料脸盆也可看作是一个薄壳，可以设想，如果把塑料脸盆的边缘翻转部分(边缘构件)
4、剪去，则塑料脸盆的刚度会大大减少。薄壳壳面可以整体浇筑，也可划分为小块，预制后在现场拼装。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shell ),美国麻省理工学院（MIT）礼堂（球壳铰支座）,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shell ),北京：燕山石化化肥库 （双曲扁壳屋盖、薄壳边缘构件为带拉杆的拱）,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shell ),北京燕山：钢筋混凝土组合双曲抛物面屋盖,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shell ),折板结构通常预制生产，为增大使用跨度，可沿折板纵向施加预应力，一般可在预应力台座上采用先张法施工。每
5、两块折板可以象折页一样折拢，便于吊装运输。吊装就位后再打开折板，搁置在预先准备好的三角形支座上。 根据折板打开后的角度，可以改变折板的有效高度h，以适应不同跨度的需要。目前国内重复使用图集CG 434提供波宽为2 m、3 m两种预应力V形折板，调整折板横向倾角可改变折板的有效高度h，以适应不同跨度和不同承载力的要求，跨度可在6 m到18 m范围内选用。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shell ),北京：燕山石化某仓库（折板结构）,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shell ),某折板结构水泵房（外景）,3.2 结构水平体系的主要类型和特点 九、薄壳(Shel
6、l ),某折板结构水泵房（内景）,五、网架体系 (Lattice grid System ),六、张拉索结构 (Tension-Cable Structure ),3.2 结构水平体系的主要类型和特点 ( The Major Styles and Characteristics of Horizontal Structural System),七、膜结构 (Membrane Structure ),八、拱结构( Arch Structure),九、薄壳 结构(Shell Structure),十一、 结构转换层 (The Horizontal structureTransition Story
7、 ),十二、门式刚架( Portal Frame),十、 组合结构(Composite Structure ),3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,北京：亚运会英东游泳馆（平面为100 m84 m） 内设跳水池和50 m长的标准游泳池,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,北京：亚运会英东游泳馆（外景） 主要承重结构为1.8 m1.8 m的箱形截面钢梁，支承在两端的筒体上，跨度达100 m。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,北京：亚运会英东游泳馆（外景）
8、端筒顶部截面为6 m9 m，底部截面达12 m12 m。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,北京：亚运会英东游泳馆（侧面） 从侧面看，屋盖外形很像中国式“大屋顶”，独具民族特色。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,北京：亚运会英东游泳馆（内景） 网架中间高两侧低，完全符合布置跳台的功能要求，从内部看网架形状酷似一个网兜，可见网架杆件以受拉为主，十分经济。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,北京：朝阳体育馆（外景）,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十
9、、 Composite Structure,北京朝阳体育馆： 为亚运会排球比赛设计的体育馆，建筑面积7880 m2。比赛厅平面为78 m66 m的椭圆形，设有3384 个座席，场地34 m44 m，略有弧度。朝阳体育馆造型新颖，功能合理，尤其以其独特的结构体系， 受到工程界的好评。 现作一简单分析， 以加深对结构概念、 体系和选型的理解。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,(一)结构体系概况 在体育馆椭圆形平面中央沿纵向布置由三根钢管构成的组合拱作为主要水平结构，拱上部主悬索(Main Cable-Suspended Structure) 及吊索
10、为拱提供中间(弹性)支座，以减小大跨度拱的内力。主悬索两端锚固在三角形剪力墙顶上，剪力墙上部挖空，形成三角形框架。在主悬索水平力作用下框架竖杆受压，斜杆受拉，受力明确。斜拉杆采用后张预应力混凝土，以提高斜拉杆的抗裂性。,3.2 结构水平体系的主要类型和特点十、 Composite Structure,沿体育馆纵向边缘与钢管桁架拱相对布置倾斜的钢筋混凝土边拱，在边拱和钢管组合拱之间布置屋面承重索，与承重索正交方向布置稳定索，以保证悬索屋盖的稳定性。,主要竖向结构为四片八字形分开的剪力墙，荷载(竖向和水平荷载)都通过它传给基础。另外，看台部分的荷载将由看台下的框架传给基础。,3.2 结构水平体系的
11、主要类型和特点十、 Composite Structure,(二)竖向荷载下的受力分析 组合拱： 1.荷载通过拱自身推力传给下部剪力墙； 2.荷载由上部吊索传给主悬索，再传给剪力墙顶端，由三角形框架的竖向压杆和斜拉杆平衡。各自传来的拉力和推力的水平分量，在剪力墙底部基本上抵消，所以传给基础的主要是竖向压力，弯矩和水平力都很小。 钢筋混凝土边拱： 把屋面承重索传来的荷载通过拱推力作用到剪力墙下部，由于两侧边拱对称布置，边拱推力的水平分量也互相抵消，传给基础的只剩下竖向荷载。屋面承重索与钢筋混凝土边拱平面间有一个夹角(见横剖面)，边拱的一部分重力将由屋面承重索平衡掉，减小了边拱对下部看台框架的压力。,
