可以承受压力和拉力等3壳体结构受力特点共38页
薄壳结构
建筑结构选型——薄壳结构学校：专业班级：指导老师：小组成员：摘要大跨建筑中的壳体结构通常为薄壳结构，即壳体厚度于其中的最小曲率半径之比小于1/20，为薄壁空间结构的一种，它包括球壳、筒壳、双曲扁壳和扭壳等多种形式。
他们的共同特点在于通过发挥结构的空间作用，把垂直于壳体表面的外力分解为壳体面内的薄膜力，再传递给支座，弥补了板、壳等薄壁构件的面外薄弱性质，以比较轻的结构自重和较大的结构刚度及较高的承载能力实现结构的大跨度。
关键词形态分类受力特点应用与发展案例研究正文1 薄壳结构的定义壳，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。
1.1薄壳结构的特点壳体结构一般是由上下两个几何曲面构成的空间薄壁结构。
两个曲面之问的距离即为壳体的厚度(δ)，当δ比壳体其他尺寸(如曲率半径R，跨度等)小得多时，一般要求δ/R≤1/20(鸡蛋壳的δ/R≈1/50)称为薄壳结构。
现代建筑工程中所采用的壳体一般为薄壳结构。
而薄壳结构为双向受力的空间结构，在竖向均布荷载作用下，壳体主要承受曲面内的轴向力(双向法向力)和顺剪力作用，曲面轴力和顺剪力都作用在曲面内，又称为薄膜内力。
而只有在非对称荷载(风，雪等)作用下，壳体才承受较小的弯矩和扭矩。
由于壳体内主要承受以压力为主的薄膜内力，且薄膜内力沿壳体厚度方向均匀分布，所以材料强度能得到充分利用；而且壳体为凸面，处于空间受力状态，各向刚度都较大，因而用薄壳结构能实现以最少之材料构成最坚之结构的理想。
由于壳体强度高、刚度大、用料省、自重轻，覆盖大面积，无需中柱，而且其造型多变，曲线优美，表现力强，因而深受建筑师们的青睐，故多用于大跨度的建筑物，如展览厅、食堂、剧院、天文馆、厂房、飞机库等。
不过，薄壳结构也有其自身的不足之处，由于体形多为曲线，复杂多变，采用现浇结构时，模板制作难度大，会费模费工，施工难度较大；一般壳体既作承重结构又作屋面，由于壳壁太薄，隔热保温效果不好；并且某些壳体(如球壳、扁壳)易产生回声现象，对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等建筑不适宜。
粤教版通用技术必修2第一章第一节 认识结构 常见结构的认识(共32张)
苍耳子
尼龙搭扣
人们从蝙蝠利用超
声波判断物体的能力，
研制了雷达。
夜蛾能发现蝙蝠，而 使具有超精细超声雷达的 蝙蝠扑空，原来蛾当蝙蝠
的超声信号传来时会发出
与蝙蝠定位回声极相似的 超声，发出假信号诱骗蝙 蝠。有的夜蛾身上有一种 能吸超声波的绒毛，使蝙 蝠得不到一定强度的回声。 仿效飞蛾出现了现代的隐 身飞机。
蝴蝶翅膀的结构与颜色奥秘
“鹰眼”导弹系统能自动寻找、
识别、跟踪、打击目标。
【思考】
我们人类好多地方不如动物，不 能象鸟一样在空中自由飞翔，不 能象鱼一样在水中欢快游荡，奔 跑速度不如狗，打斗力气不如虎。 人类凭什么能成为动物界的统治 者呢?
二、结构与力
1、从力学角度看，结构是指可承受一定 力的架构形态，
技术领域:
自然界形形色色的结 构给了人们无穷的创 造灵感和启示
科学家根据 蜻蜓的结构 研制成功了 直升飞机。
蜂巢由一个个排列整齐 的六棱柱形小蜂房组成， 每个小蜂房的底部由3 个相同的菱形组成，这 些结构与近代数学家精 确计算出来的——菱形 钝角109°28’，锐角 70°32’完全相同，是 最节省材料的结构，且 容量大、极坚固，人们 仿其构造用各种材料制 成蜂巢式夹层结构板， 强度大、重量轻、不易 传导声和热，是建筑及 制造航天飞机、宇宙飞 船、人造卫星等的理想 材料。
受蜂巢的启示设计出了种种轻质高强的泡沫蜂窝结
构
装配在悍马越野车 上的蜂巢轮胎具有 质量小、强度高、 防御能力强(抗一 定程度的炸弹和地 雷爆炸)、减震性 能好的特点。美国 军用车辆已开始使 用这种 “强悍” 的轮胎，而未来将 更广泛地使用。
蜘蛛也是自然 界中出色的建筑师。 它的蛛网织得何等 巧妙。有的学者发 现，蜘蛛能根据地 形地物“精确的计 算”出织多大的网， 然后“提出”最省 料而能达到最大面 积的“方案”，迅 速而准确地织出蛛 网。蛛网是自然界 中独一无二的悬索 结构。当代的悬索 结构则是模拟蛛网 的一大成就。
常见结构的认识
压订书机、 桥墩受到压力、 压路机压路
拧瓶盖 拧麻花条
剪刀剪纸、钢 丝钳钳钢丝 使用弓、使用臂 力器、撑杆跳高
P006马上行动
探究：观察右图,说明石
磨的推杆为什么要用一根 绳子吊起来。
1、抵消推杆自身的重力， 防止推杆弯曲变形。 2、保持人在推磨过程时 推杆始终在平行于地面的 平面上运动；
一般的构件都受到多种力的同时作用。
3 结构的类型
(1) 实体结构
实心结构。 受力情况：外力分布在 整个体积中。主要承受 压力。
举例：墙壁、柱子、实 心球。
(2) 框架结构
由细长的构件组成。 受力情况：支撑空间却不充满空间。 可以承 受压力和拉力等。
(3) 壳体结构
受力特点：外力作用在结构体的 表面上。特别是当顶部受到压力时，
受压
受拉
提问:梁只是由混凝土材料构成的吗?
晾衣架通常由曲臂、撑杆和挂钩组成。 如图所示。当衣物对称挂在衣架的曲臂 上时，晾衣架挂钩的直杆、曲臂、撑杆 的受力形式分别是什么？ 挂钩：受拉 曲臂：受弯曲 撑杆：受压
盛载食物的胶盒
在面上加上凹凸坑纹， 令结构更坚固。
一座限重1.5吨的简单梁式桥，如果要使 它的承重增加，该如何改进。
两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于 同一物体上的平行力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转 形变的力
作用于物体 ,使它产生弯曲的力
３ 结构的类型
实体结构：结构体本身是实心的，它的受力特 点是：外力分布在整个体积中，如实心墙，大 坝。 框架结构：结构体由细长的构件组成的结构。 受力特点：支撑空间而不充满空间。如铁架塔， 建筑用脚手架，厂房的框架。 壳体结构：通常是指层状的结构。受力特点是： 外力作用在结构体的表面上，如摩托车手的头 盔，飞机的外壳，贝壳。
壳体结构应用场合
壳体结构应用场合壳体结构是一种具有广泛应用的结构形式，其独特的特点使其在各个领域得到了广泛的应用。
壳体结构是指在外部加载力的作用下，通过表面的曲率而将力传递到结构材料内部的结构形式。
它不仅能够有效地承受外部力的作用，还具有较高的刚度和稳定性。
下面将从建筑领域、航天领域和工业领域等多个方面详细阐述壳体结构的应用场合。
首先，在建筑领域，壳体结构被广泛应用于大型体育场馆、会展中心和剧院等场所。
由于壳体结构的特点使其能够实现较大跨度、较高自由度的设计，因此能够满足大型建筑的需求。
例如，中国的国家体育场（鸟巢）就采用了壳体结构设计，其特殊的造型和稳定性给人留下了深刻的印象。
此外，壳体结构还能够在建筑中实现较大的空间自由度，创造出独特的室内环境。
因此，在建筑设计中，壳体结构常常被用于创造独特的建筑形象和空间体验。
其次，在航天领域，壳体结构也扮演着重要的角色。
航天器在进入宇宙空间时需要承受极高的压力和温度变化，而壳体结构能够提供出色的强度和稳定性，使得航天器能够安全地执行任务。
例如，航天飞机的外壳就采用了壳体结构设计，以保证其在高速飞行和大气层进出时的结构稳定性。
此外，壳体结构还能够提供较大的有效载荷空间，使得航天器能够携带更多的设备和工具，完成更复杂的任务。
再次，在工业领域，壳体结构被广泛应用于储罐和压力容器等设备中。
储罐是储存液体或气体的容器，而压力容器是用于承受压力的设备。
壳体结构的高强度和刚度使其能够承受储罐和压力容器内部的高压力和剪切力，确保设备的安全运行。
此外，壳体结构还能够提供较大的容积，使得储罐和压力容器能够储存更多的物质，提高生产效率。
除了以上几个领域，壳体结构还被广泛应用于桥梁、塔楼和舞台等结构中。
桥梁是连接两个地点的重要交通设施，而壳体结构能够提供较大的跨度和稳定性，使得桥梁能够承载更大的车流量和荷载。
塔楼是高层建筑中的一种特殊结构形式，壳体结构的高度和刚度能够使得塔楼具有更好的抗风和抗震能力。
薄壳结构 (1)ppt课件
1.理解为四边支承的曲板。 2.主要依靠曲面内的双向轴力和顺剪力承重。 3.强度和刚度主要依靠几何形状的合理性，而不是结构
截面尺寸得到。 4.空间整体工作性能良好，内力均匀，结构自重小； 5.强度高、刚度大、材料省、经济合理。 6.曲面多样化，丰富建筑造型。
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11
特点
构，它的内力还是弯矩。
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7
• 把平板做成曲板， 曲板的内力就改变 为受压为主，受压 比受弯更能发挥材 料的性能，尤其是 多向受压，处于空 间状态更加有利。
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8
• 横向受荷传力的梁起“担” 的作用，不能材尽其用， 并非经济的结构形式；以 曲梁承荷传力的拱起“顶” 的作用，能进一步发挥材 力，是较先进的结构形式；
横隔板的型式
框架横隔 精选课件PPT 空腹桁架横隔
32
二 、筒壳的受力特点
是否有横隔板是筒壳和筒拱的区别 筒壳 横向 与拱类似 壳身产生环向压力
纵向 与梁类似 把上部竖向荷载传递给横隔
➢长壳 l1/l2 3
横向拱的作用小；纵向梁传力显著。近似梁作用 按梁理论计算 ➢短壳 l1/l21/2 横向拱的作用明显；纵向梁传力作用很小。近似拱作用 内力主要为薄膜内力，按薄膜理论计算
墨西哥霍奇米洛科餐厅
立面
平面
几何形体
建筑由八瓣鞍壳交叉组成，相交处加厚形成刚度极大 的拱肋，直接支承在八个基础上
建筑平面为30m*30m的正方形，壳厚40mm
壳体的外围八个立面是倾斜的，整个建筑犹如一朵覆 地莲花，造型别致室内采光、通风效果好
精选课件PPT
41
立面图 脚点处理
美国麻省理工学院礼堂
18
高中通用技术课程结构是怎样受力的-PPT
用工具:(1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刀切开 (2)剪刀剪开
空手:(3)掰弯 (4)扭断 (5)拉断
火腿肠都受到 了哪些力？
1、构件得基本受力形式
构件受外力作用时,要发生形状 或大小得改变,这种改变称为变形。
常见得力与变形都有哪些呢？
(1)拔河——
拉力:物体所承受得拉拽力,产生拉伸变形 。 例子:拉面、油条、拉力器
(2)趁热打铁——
(5)拧干衣服——
扭转力:反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转 形变得力。
例 子:拧麻花条、拧毛巾
马上行动:请连线
1、拉力
2、压力
3、剪切 力
4、扭转 力
5、弯曲
A、构件承受使之产生弯曲得 力
B、构件承受两个矩离很近、 大小相等、方向相反得平行力
C、构件承受使之被挤压得力
D、构件承受拉拽力
E、构件两端承受方向相反得 均匀得力,使它发生扭转变形。
2 、结构弯曲
• 梁受力变形趋势
• 梁得上部受压力,材料被挤压。 • 下部受张力,材料被拉伸。
小实验
1、哪种情况下纸板得抗压能 力最强？
2、如果把纸板折成瓦楞状,试 验结果会发生什么变化
纸张弯曲跨度小,抗压能力大。 瓦楞状纸得抗压能力更好。
3、结构抵抗张力
• 壳体结构受力分析: • (1)壳体结构:通常就是指层状得结构。 • (2)壳体结构得受力特点:外力作用在结构体得表面
高中通用技术课程结构是怎样受力 的
自然界中得结构
分析椅子与桥得共同之处:
1、都有一定形状 2、都承受外力作用, 3、都具有抵抗其形变得能力
结构从力学的角度：结构是指可承受一定应 力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大 小改变的力。结构的各组成部分，称为构件。
《板壳力学》课件
2 板壳的特点
3 板壳的分类
板壳具有高强度、轻量化、 刚度高、形状复杂、适应 性广等特点，能够承受各 种力学加载。
根据形状、边界条件和受 力特点，板壳可以分为不 同类型，例如矩形板壳、 环形板壳和扭转板壳。
板壳的力学模型和假设
力学模型
板壳的力学模型可以采用理想 化的弹性平面假设，简化了计 算过程，但仍能准确描述板壳 的弯曲和扭转行为。
假设条件
在板壳的力学分析中，我们通 常假设板壳是薄的、具有轴对 称性、材料均匀等条件。
应力假设
为了简化计算，我们通常假设 板壳处于平面应力状态，通过 选择适当的应力假设来近似描 述实际应力分布。
板壳的受力分析方用解析方法进行板壳的受力分析，得到精确的应力和位 移解。
在工程领域，板壳结构广泛应用于汽车车身、 桥梁、储罐、压力容器等领域，具有重要的实 际价值。
航空航天领域
在航空航天领域，板壳结构被应用于飞机机身、 卫星反射镜和火箭燃烧室等部件的设计和制造。
科学研究
对板壳力学的研究不仅在应用层面有重要价值， 还为理论研究和学科发展提供了深厚的基础。
总结和展望
通过本节课的学习，我们深入理解了板壳力学的基本概念、力学模型、受力 分析和稳定性分析等内容。
挠度测量
通过测量板壳的挠度，可以了解 其承载能力和变形情况，在实际 工程中具有重要的应用价值。
失稳分析
失稳分析用于研究板壳的失稳模 态和失稳行为，为结构设计和优 化提供了重要依据。
板壳的应用领域和实际案例
建筑领域
板壳结构广泛用于建筑物的屋盖、墙面、地板 等部位，提供了美观、高效的结构解决方案。
工程领域
2
数值方法
为了解决复杂的板壳结构问题，可以利用数值方法，如有限元分析，对板壳进行数值模拟和 求解。
苏教版通用技术必修二第一单元第一节《常见结构的认识》(共41张PPT)-经典教学教辅文档
在技术上设计一个卓越的结构是设计者和制造者的重要追求
利用自然地形结构 水坑里竟然设计出这样一座大酒店
在社会中领域，也普遍存在着结构现象。
一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量。 一家企业的各种人员结构关乎企业的运行与效率。
思考：折筷子
从力学角度解释为什么容易折断一根筷子，而折不断十根捆在一起的筷子。
第一节 认识结构
一、了解结构 结构：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
结构普遍存在于自然界的物体中；存在于人类创造的各种物体中。
自然界的结构
苍耳子与尼龙搭扣
应用 .用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感风寒，恶寒无汗，风寒头痛。本品温和疏达，味辛散风，苦燥湿浊，通窍止痛，常配伍辛夷、白芷、薄荷同用，即苍耳子散。
“鹰眼”导弹系统能自动寻找、 识别、跟踪、打击目标。
上海松江有个100米深石场，还有一个小湖。 Atkins设计公司就在这里设计了一个22世纪风格的五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观，有一组瀑布状的玻璃幕墙，非常漂亮。这还是一座极为环保的建筑，整个酒店的屋顶种满绿草，石场为酒店提供了良好的温度控制。酒店总共能住1000位客人，他们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、宴会厅、水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩......
两个距离很近、大小相等、 方向相反、 作用于同一物体上的平行力
剪 切 力： 两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力。
修理草坪！
剪刀
构件的基本受力形式： 拉力、压力、弯曲力、剪切力、扭转力
思考：剪指甲时，指甲受到的是什么力？
分析受力的形式
支撑力
拉力
压力
側压力
1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？ 2、如果把纸板折成瓦楞状，试验结构会发生