双曲扁壳

双曲扁壳5.4城市规划11级2班姚丹夏陈红5/26/2020简介所谓扁壳，是指薄壳的矢高f与被其所覆盖的底面最短边a之间的比值f/a≤1/5的壳体。因为扁壳的矢高比底面尺寸要小得多，所以扁壳又称微弯平面。从几何构图来看，扁壳曲面实际上仅仅是庞大的普通曲面上的一小块，球面壳、柱面壳、椭圆抛物面壳、双曲抛物面壳等都可作为扁壳。目录CONTENTS结构组成受力特点结构构造工程实例1结构组成(1)壳板双曲扁壳由壳板和周边竖直的边缘构件组成。①形成：双曲扁壳的壳板是由一根上凸的抛物线作母线，其两端沿两根也上凸的相同的抛物线作导线平移而成。②壳板形式：双曲扁壳可以是单波，也可以是多波；双向曲率可以相等，也可以不相等。双向曲率不同时，较大与较小曲率之比及底面长边与短边之比均不应超过2。(2)边缘构件（横隔构件）①作用：增强壳体刚度，保持壳体形状②形式：边缘杆件的形式可以采用变截面或等截面的薄腹梁，拉杆拱或拱形桁架。也可采用空腹桁架或拱形刚架。③要求：A.自身有较大的竖向刚度。B.角点应相互可靠连接，以形成箍，约束壳身变形。同时在自身平面内应有足够的刚度，否则，壳身内将产生很大的附加内力。2受力特点（1）壳身分析结果表明，双曲扁壳主要是通过薄膜内力传递壳面荷载，横向弯矩次之，其变化很有规律，壳面上分为三个受力区。三个受力区①中央区－该区占整个壳板的大部分，约80％。曲面以双向正压力为主，顺剪力与弯矩很小。该区强度潜力大，仅需构造配筋，因此，可在该区开洞以采光或通风。②周边区－该区主要承受正弯矩，使壳体下表面受拉，应配置相应的受拉钢筋。沿周边（1/15~1/10）L的范围内，壳体厚度应逐渐加厚到（2～2.5）δ。壳体愈高、愈薄，则弯矩越小，弯矩作用区也越小。”③四角区－该区主要承受顺剪力，且较大，因此，产生很大的主应力。边缘构件主要承受壳板边缘传来的顺剪力，为偏心受拉构件。受力与计算同筒壳结构。（2）横隔3结构构造(1)扁壳C.壳厚δ＝（1/500～1/300）L，一般δ＝60㎜～80㎜B.跨度：用于30～40M建筑，最大可至100M。A.矢高：双曲扁壳的矢高与底面短边之比大于1/5。①构造：现浇整体式双曲扁壳的边缘构件常为拱式结构，应保证其端部的可靠连接，以形成整体作用。配筋1234受压区构造钢筋壳体边缘区底部的受压钢筋壳体边缘底部的构造钢筋角偶区承受主拉应力的斜向钢筋或钢筋网24工程实例5/26/2020（1）北京火车站（1）北京火车站北京站占地面积25万平方米。总建筑面积8万平方米。车站布局为纵列式，分为到发场、交接场、调车场。中央大厅的屋盖和检票口通廊的顶盖都是采用了双曲扁壳，中央大厅顶盖薄壳的平面为35mx35m,矢高为7m，壳身厚度仅为80mm，中央微微隆起，四周有拱形高窗，采光充分，素雅大方，宽敞宜人。票口通廊上也一连间隔的用了5个双曲扁壳，中间的平面为21.5x21.5m，两侧的四个平面为16.5x16.5m，矢高为3.3m，壳身厚度为60mm。边缘构件为两铰拱。北京网球馆也是用双曲扁壳做屋盖，跨度为42x42m，壳身厚度为90mm。扁壳在中央隆起的结构空间，正好适应网球在空中往返时弧形轨迹的需要，因而整个建筑的空间利用时很充分的。THANKS