圆顶薄壳圆顶薄壳 圆顶是正高斯曲率的旋转曲面壳圆顶是正高斯曲率的旋转曲面壳圆顶圆顶薄壳结构具有良好的空间工作性能，能以薄壳结构具有良好的空间工作性能，能以很薄的圆顶覆盖很大的跨度，广泛用于大很薄的圆顶覆盖很大的跨度，广泛用于大型公共建筑如天文馆、展览馆、剧院等型公共建筑如天文馆、展览馆、剧院等 北京天文馆－－直径北京天文馆－－直径25m的圆顶薄壳，壳的圆顶薄壳，壳厚仅为厚仅为60mm 花之圣母教堂花之圣母教堂 欧洲欧洲 布鲁涅内斯基布鲁涅内斯基 一、圆顶薄壳的组成及结构型式一、圆顶薄壳的组成及结构型式一般由壳身、支座环、下部支承结构组成一般由壳身、支座环、下部支承结构组成1、壳身结构、壳身结构按构造的不同，可分为按构造的不同，可分为平滑圆顶平滑圆顶、肋形圆顶、肋形圆顶和多面圆顶和多面圆顶 •当建筑上由于采光要求需将圆顶表面划当建筑上由于采光要求需将圆顶表面划分成若干区格；或当壳体承受集中荷载分成若干区格；或当壳体承受集中荷载时；或当壳身厚度太小、不能保证壳体时；或当壳身厚度太小、不能保证壳体的稳定；或采用整体式结构时用肋形圆的稳定；或采用整体式结构时用肋形圆顶 当建筑平面为正多边形时，可采用多面当建筑平面为正多边形时，可采用多面圆顶结构。
圆顶结构 当有通风采光要求时，一般可在圆顶当有通风采光要求时，一般可在圆顶顶部开设圆形空洞顶部开设圆形空洞 壳体：开口壳和闭口壳壳体：开口壳和闭口壳 2、支座环、支座环 保证圆顶几何不变其作用和拱结构拉杆保证圆顶几何不变其作用和拱结构拉杆一样可有效的阻止圆顶在竖向荷载作用一样可有效的阻止圆顶在竖向荷载作用下的裂缝开展和破坏，保证壳体基本上处下的裂缝开展和破坏，保证壳体基本上处于受压的状态，实现空间平衡于受压的状态，实现空间平衡 3、支承结构、支承结构1）圆顶结构通过支座环支承在房屋的竖向承）圆顶结构通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上（如砖墙、钢筋混凝土柱）重构件上（如砖墙、钢筋混凝土柱）优点：受力明确，构造简单优点：受力明确，构造简单缺点：跨度大时，推力大，因此支座环尺寸缺点：跨度大时，推力大，因此支座环尺寸大表现力不够丰富活跃表现力不够丰富活跃 2）圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上 3）圆顶结构支承在框架上圆顶结构支承在框架上 4）圆顶结构直接落地并支承在基础上圆顶结构直接落地并支承在基础上美国麻省理工学院大会堂美国麻省理工学院大会堂 第三节第三节 筒壳筒壳 筒壳的壳板为柱形曲面，也称柱面壳。
筒壳的壳板为柱形曲面，也称柱面壳它是单向有曲率的薄壳，是零高斯曲率壳它是单向有曲率的薄壳，是零高斯曲率壳 特点特点：几何形状简单，模板制作方便，易：几何形状简单，模板制作方便，易于施工，应用广泛于施工，应用广泛 一、筒壳的结构组成一、筒壳的结构组成 筒壳由筒壳由壳身、边梁及横隔壳身、边梁及横隔组成两个横组成两个横隔之间的距离称为隔之间的距离称为跨度跨度L1；两个边梁之间；两个边梁之间的距离为的距离为波长波长L2L1/L2>=1,长壳；一般为多波形长壳；一般为多波形L1/L2<1,短壳；一般为单波多跨短壳；一般为单波多跨 壳身包括边梁在内的高度称为壳身包括边梁在内的高度称为截面高截面高度度h，，h=（（1/10-1/15））L1,不包括边梁在不包括边梁在内的高度称为内的高度称为矢高矢高ff》》1/8L2）） 壳板的厚度壳板的厚度一般为一般为50-80mm，一般不，一般不宜小于宜小于35mm；壳板与边梁连接处可以；壳板与边梁连接处可以局部加厚，以抵抗局部的横向弯矩局部加厚，以抵抗局部的横向弯矩 边梁与壳板共同受力，截面形式对壳板内边梁与壳板共同受力，截面形式对壳板内力分布有很大影响，并且也是屋面排水关力分布有很大影响，并且也是屋面排水关键。
键 横隔横隔是筒壳的横向支承，没有它，就不是筒壳的横向支承，没有它，就不是筒壳结构，而是筒拱结构是筒壳结构，而是筒拱结构 功能是承受壳身传来的顺剪力并将内力功能是承受壳身传来的顺剪力并将内力传到下部结构传到下部结构 二、筒壳的受力特点二、筒壳的受力特点 筒壳两端是有横隔支承的，而筒拱没有因而筒壳两端是有横隔支承的，而筒拱没有因而两者在承荷和传力上有本质的区别两者在承荷和传力上有本质的区别 筒拱筒拱是是横向横向以拱的形式单向承荷和传力的，以拱的形式单向承荷和传力的，纵纵向向不传力，不传力，是平面结构是平面结构而而筒壳在筒壳在横向横向以拱的形以拱的形式承荷和传力，在曲面内产生横向压力，在式承荷和传力，在曲面内产生横向压力，在纵向纵向以纵梁的形式把荷载传给横隔因此，以纵梁的形式把荷载传给横隔因此，筒壳是横筒壳是横向拱和纵向梁共同作用的空间结构向拱和纵向梁共同作用的空间结构 当筒壳的跨波比当筒壳的跨波比L1/L2不同时，筒壳的受不同时，筒壳的受力状态存在很大区别一般，筒壳的受力力状态存在很大区别一般，筒壳的受力特点分三类：特点分三类： 1）） L1/L2》》3时时 由于筒壳的跨度较长，横向拱的作用明显由于筒壳的跨度较长，横向拱的作用明显变小，横向压力较小，二纵向梁传力作用变小，横向压力较小，二纵向梁传力作用显著。
筒壳近似梁的作用筒壳近似梁的作用 2））当L1/L2《《0.5时时 由于筒壳的跨度较小，筒壳横向的拱由于筒壳的跨度较小，筒壳横向的拱作用明显，而纵向梁的传力作用很小，作用明显，而纵向梁的传力作用很小，因此近似拱的作用而且壳体内力主要因此近似拱的作用而且壳体内力主要是薄膜内力，可按薄膜理论计算是薄膜内力，可按薄膜理论计算 3））当0.5