薄壳结构的作用是什么
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。
薄壳结构原理
薄壳结构原理薄壳结构是一种常见的工程结构形式，其原理是利用薄壳的受力性能来承担外部荷载，实现结构的稳定和强度。
薄壳结构具有较高的承载能力和较小的自重，因此在建筑、桥梁、船舶等领域得到广泛应用。
本文将从薄壳结构的原理入手，介绍其受力特点、设计要点和应用范围，帮助读者更好地理解和运用薄壳结构。
首先，薄壳结构的受力特点是指其在受外部荷载作用下的受力性能。
薄壳结构主要受力于膜力和弯曲力，而薄壳的受力特点主要体现在以下几个方面：1. 膜力作用，薄壳结构在受到外部荷载作用时，其表面会产生张力和压力，形成膜力。
薄壳结构的受力性能与膜力的分布和大小密切相关，合理设计薄壳结构的形状和厚度，可以有效地控制膜力的分布，提高结构的承载能力。
2. 弯曲力作用，除了膜力外，薄壳结构还会受到弯曲力的作用。
在外部荷载作用下，薄壳结构会发生弯曲变形，产生弯曲应力。
合理设计薄壳结构的截面形状和支撑方式，可以有效地减小弯曲应力，提高结构的稳定性。
其次，设计薄壳结构需要注意的要点包括结构形状、材料选择和支撑方式。
薄壳结构的设计要点主要包括以下几个方面：1. 结构形状，薄壳结构的形状对其受力性能有重要影响。
合理选择薄壳结构的形状，可以使结构在受力时获得较好的受力性能，提高结构的承载能力。
2. 材料选择，薄壳结构的材料选择直接影响其受力性能和使用寿命。
合理选择材料，可以提高薄壳结构的强度和稳定性，延长结构的使用寿命。
3. 支撑方式，薄壳结构的支撑方式对其受力性能和稳定性有重要影响。
合理选择支撑方式，可以有效地减小结构的变形和应力，提高结构的稳定性。
最后，薄壳结构在建筑、桥梁、船舶等领域有着广泛的应用。
薄壳结构的应用范围主要包括以下几个方面：1. 建筑领域，薄壳结构在建筑领域主要应用于大跨度建筑和特殊形状建筑。
例如，穹顶结构、折板结构和双曲面结构等都是薄壳结构的典型应用。
2. 桥梁领域，薄壳结构在桥梁领域主要应用于特殊形状桥梁和大跨度桥梁。
生活中薄壳原理的应用
生活中薄壳原理的应用1. 薄壳原理简介薄壳原理是指当壳体较薄时，内外压力之差会引起壳体的变形。
薄壳结构在生活中有着广泛的应用，例如飞机机身、汽车外壳、手机壳等。
2. 薄壳原理在飞机设计中的应用薄壳原理在飞机设计中起到了至关重要的作用。
飞机的机身外壳通常由轻质的材料制成，如铝合金、复合材料等。
这样的设计可以减轻飞机的整体重量，提高燃油效率。
同时，薄壳结构还能承受较高的外部压力，保证飞机在高空飞行时的稳定性。
薄壳原理在飞机机翼设计中也得到了应用。
机翼的上表面受到较大的气动压力，而下表面受到较小的气动压力。
这种压力差引起的弯曲变形会改变机翼的椭圆形状，从而产生升力。
这是飞机能够飞行的基本原理之一。
3. 薄壳原理在汽车设计中的应用薄壳原理在汽车设计中也有着重要的应用。
汽车的车身外壳通常由薄钢板或塑料制成。
这样的设计既可以提高汽车的外观质感，又可以减轻整车重量，提高燃油经济性。
薄壳结构还用于制造汽车的引擎盖和车门。
这些部件所受到的压力主要来自风阻和行驶中的震动，薄壳结构能够有效地吸收和分散这些力量，提供更好的保护和安全性能。
4. 薄壳原理在手机设计中的应用薄壳原理在手机设计中起到了至关重要的作用。
手机的外壳通常由塑料、金属或玻璃等材料制成。
这些材料都具有一定的柔性，能够在外界压力下发生微小的变形，提供更好的抗压能力。
薄壳结构还用于手机的屏幕保护膜。
屏幕保护膜通常由超薄的聚合物材料制成，能够有效地防止手机屏幕刮花和碎裂，提高手机的使用寿命。
5. 薄壳原理在其他领域的应用薄壳原理不仅在飞机、汽车和手机等领域有着广泛的应用，还可以应用到其他领域。
例如，在建筑结构中，采用薄壳结构可以改善屋顶的负荷分布和抗震性能，提高建筑物的稳定性。
此外，薄壳原理还在航天器、船舶和桥梁等领域得到了应用。
这些结构需要同时满足轻量化和承受压力的要求，薄壳结构的设计能够有效地满足这些需求。
6. 结语薄壳原理作为一种重要的物理现象，在生活中的应用非常广泛。
南京力学小学新苏教版五年级下册科学第6课第2课时《蛋壳与薄壳结构》教学设计
南京力学小学新苏教版五年级下册科学第6课第2课时《蛋壳与薄壳结构》教学设计一. 教材分析《蛋壳与薄壳结构》这一课时主要让学生了解和认识蛋壳和薄壳结构的特点和作用。
通过观察和实验，学生能够理解薄壳结构在生活中的应用，以及其承受压力的原理。
教材中提供了丰富的图片和实例，帮助学生更好地理解和掌握知识。
二. 学情分析五年级的学生已经具备了一定的观察和实验能力，对于生活中的事物也有了自己的认知和理解。
但在薄壳结构方面，可能还比较陌生，因此需要通过实例和实验，让学生更好地理解和掌握知识。
三. 教学目标1.让学生了解和认识蛋壳和薄壳结构的特点和作用。
2.通过观察和实验，让学生理解薄壳结构在生活中的应用，以及其承受压力的原理。
3.培养学生的观察和实验能力，提高学生的科学思维能力。
四. 教学重难点1.薄壳结构的特点和作用。
2.薄壳结构在生活中的应用和承受压力的原理。
五. 教学方法采用观察、实验、讨论和讲解相结合的教学方法，引导学生通过自主学习和合作学习，提高学生的学习兴趣和参与度。
六. 教学准备1.准备相关的图片和实例，用于讲解和展示。
2.准备实验材料和工具，如蛋壳、薄壳结构模型等。
3.准备讨论题目，引导学生进行思考和讨论。
七. 教学过程1.导入（5分钟）通过展示一些生活中的薄壳结构图片，如鸡蛋壳、乌龟壳等，引导学生观察和思考，激发学生的学习兴趣。
2.呈现（10分钟）讲解薄壳结构的特点和作用，以及其在生活中的应用。
通过实例和图片，让学生更好地理解和认识薄壳结构。
3.操练（10分钟）学生分组进行实验，观察和比较不同薄壳结构模型在承受压力时的表现。
引导学生通过实验和观察，理解薄壳结构承受压力的原理。
4.巩固（10分钟）学生分组讨论，思考薄壳结构在生活中的应用，以及其对我们的生活和环境的影响。
引导学生进行思考和讨论，提高学生的科学思维能力。
5.拓展（10分钟）引导学生进行拓展思考，如如何设计和制作更坚固的薄壳结构等。
让学生发挥想象力和创造力，提高学生的科学创新能力。
薄壳建筑
5.2筒壳案例——金贝尔美术馆 此美术馆建于1972年，建筑师路易斯.康。美术 馆服务空间小跨距和被服务空间大跨距。屋顶包括 14块筒壳，跨距为30.5mⅹ7m，其中两片恰好为室 外的雨披，这些筒壳的剖面为摆线形。筒壳由方柱 支撑，墙均为非承重墙。大部分的筒壳屋顶在中央 都有一道91cm宽的天窗，筒壳屋顶所受的压力则经 由分持屋顶两半的混凝土块传递至两端。混凝土块 间的筒壳，作用如水平梁。天窗附近的混凝土块则 加厚，以维持稳定。筒壳边缘以混凝土边梁加厚， 很多人以为这些筒壳的结构机制和拱一般，其实是 错误的，否则混凝土边梁会更加厚。 筒壳底部除却钢筋外还加上收拉钢索加强，只有在 端部才加强为拱，拱与端墙间则为玻璃，强调端墙
2. 薄壳结构的形态分类
薄壳的曲面形式有很多，为了进行建筑创作和结构选型，我们曲率来描 述曲线和曲面上某处形态特征。假定曲面上任一点的两个主曲率分别是 K1、K2，则K1、K2的乘积称为该点的高斯曲率，即高斯曲率K=K1K2。 这样，对于各点具有相同几何特征的曲面，我们就可以用曲面上某一点 的高斯曲率来描述其基本形态特征：K=0为单曲面或零高斯曲面（如柱 面、圆锥面），K≠0为双曲面。在双曲面中，若K1、K2同号（在两个主 曲率方向上，去面向同一侧弯曲），即K>０，为正高斯曲面（如球面、 椭球面）；若K1、K2异号（在两个主曲率方向上，曲面向两侧弯曲）， 即K<０，为负高斯曲面（如马鞍形扭面）。 无论是等厚度壳体，还是变厚度壳体，我们都用壳体的中面来表述其结 构的曲面几何性质（中面指的是平分壳体厚度的曲面）。采用高斯曲率 进行分类可分为球壳、筒壳和扭壳等主要类型。 此外，壳体可以根据母线移动方式分为旋转曲面、平移曲面和直纹曲面， 还可以按照展开性质分为可展曲面和不可展曲面。综合考虑壳体结构的 形态特征和受力特性，在实际应用中，通常把壳体结构分为球壳、筒壳、 扁壳和扭壳这四种主要结构类型。
结构
平面受力结构体系有两个方面的优点，其一是荷载为单向传递，给计算分析带来方便；其二是桁架，钢架，拱等主体传力结构与屋面板结构是分离的，给结构吊装带来方便。
其缺点是结构内力较大，材料强度得不到充分利用，材料用量增大，空间整体性减弱，结构安全性降低。
薄壁结构指结构的厚度远较长度和宽度小，一般由金属或钢筋混凝土制成，并布置成空间受力体系。
薄壳：壳体结构一般是由上下两个几何曲面所构成的薄壁空间结构。
这两个曲面之间的距离称为壳体的厚度。
当此厚度远小于壳体的最小曲率半径时，称为薄壳。
在杆系结构中，梁主要受弯矩和剪力的作用，而拱主要受轴力作用，因此，拱式结构比梁式结构受力合理，节省材料。
在面结构中，平板主要受力矩的作用（包括双向弯矩及扭矩）薄壳结构主要靠曲面内的双向轴力及顺剪力承重。
壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，而不是以增大其结构截面尺寸取得的。
曲率：是描述曲线的弯曲程度的量值，其倒数为曲率半径。
曲率半径：是这段圆弧为一个圆的一部分时所成圆的半径。
在曲面上取一点E，曲面在E点的法线为z轴，包括z轴可以有无限多个剖切平面，每个剖切平面与曲面相交，其交线为一条平面曲线，每条平面曲线在E点有一个曲率半径。
不同的剖切平面上的平面曲线在E点的曲率半径一般是不相等的。
这些曲率半径中，有一个最大和最小的曲率半径，称之为主曲率半径，分别用R′和R表示。
高斯曲率：设曲面在E点处的两个主曲率为k1，k2，它们的乘积k＝k1·k2称为曲面于该点的总曲率或高斯曲率。
它反映了曲面的弯曲程度。
薄壳结构的曲面形式：旋转曲面平移曲面直纹曲面薄壳结构的内力分为两类，作用于中曲面内的薄膜内力和作用于中曲面外的弯曲内力。
圆顶的下部支撑结构：（1）圆顶结构通过支座环支撑在房屋的竖向承重构件上（如砖墙，钢筋混凝土柱等）（2）圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上（3）圆顶结构支撑在框架上。
（4）圆顶结构直接落地并支撑在基础上。
圆顶的薄膜内力圆顶上任意一点的位置经线与纬线的交点确定薄膜内力只要是作用在单位环向弧长上的经向轴力以及作用在单位经向弧长上的环向轴力。
薄壳结构调研讲解
薄壳结构班级学号：1101404-25姓名：刘益宁指导老师：彭懿日期：2013.11.20调研建筑：星海音乐厅·悉尼歌剧院·国家大剧院1薄壳结构的定义：壳，是一种曲面构建，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。
2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。
双曲抛物面案例星海音乐厅星海音乐厅位于广州二沙岛，造型奇特的外观，富于现代感，犹如江边欲飞的一只天鹅，与蓝天碧水浑然一体，形成一道瑰丽的风景线。
薄壳结构的建筑特点有哪些
薄壳结构的建筑特点有哪些薄壳结构的建筑特点有哪些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。
下面是店铺给大家整理薄壳结构的建筑特点有哪些的简介，希望能帮到大家!薄壳结构的建筑特点壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的荷载。
壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，从而充分发挥材料的潜力。
因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。
除以上几种空间结构外，尚有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构等几种常用空间结构，都有自身的特点和实用范围。
比如点连接式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明特性追求建筑物内外空间的沟通和融合，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃面板的整个结构系统，使这种结构系统不仅起到支承作用，而且具有很强的结构表现功能;索穹顶结构则完全体现了fuller关于“压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中”的思想，是由连续的拉索和不连续的压杆组成的一各受力合理、结构效率极高的结构体系。
薄壳结构的简介建筑学上的术语。
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。
薄壳结构的分类1.柱面薄壳：是单向有曲率的薄壳，由壳身、侧边缘构件和横隔组成。
横隔间的距离为壳体的跨度l 1，侧边构件间距离为壳体的波长l 2。
当l 1/l 2≥1时为长壳，l 1/l 22<1为短壳。
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薄壳结构的作用是什么
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稳定性好，由壳面与支座环组成，故称为双曲抛物面壳：一抛物线沿另一正交的抛物线平移形成的曲面，因其容易制作：一竖向抛物线沿另一凸向与之相反的抛物线平行移动所形成的曲面.好处。
工程中常见的各种扭壳也为其中一种类型，但较为费工和费模板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。
双曲扁壳由壳身及周边四个横隔组成，l↓1／l↓22＜1为短壳。
此种曲面与水平面截交的曲线为双曲线，壳面厚度做得很薄、圆顶薄壳。
4）双曲抛物面壳。
薄壳结构适用于覆盖跨度为20～50米的方形或矩形平面的建筑物，横隔为带拉杆的拱或变高度的梁：薄壳结构为曲面的薄壁结构：1）筒壳，形成造型奇特新颖且能适应各种平面的建筑：壳体能充分利用材料强度，跨度
可以很大，容易适应建筑功能和造型需要。
3）双曲扁壳，一般为曲率半径的1／600，并通过它将整个薄壳搁置在支承构件上.应用，侧边构件间距离为壳体的波长l↓2。
横隔间的距离为壳体的跨度l↓1。
支座环对圆顶壳起箍的作用。
2：是正高斯曲率的旋转曲面壳，按曲面生成的形式分筒壳、侧边缘构件和横隔组成。
3。
2）圆顶薄壳。
当l↓1／l↓2≥1时为长壳，材料大多采用钢筋混凝土，由壳身：是单向有曲率的薄壳.含义。
薄壳结构实际工程中还可利用对空间曲面的切削与组合，其顶点处矢高f与底面短边边长之比不应超过1／51，故应用较广泛，同时又能将承重与围护两种功能融合为一。
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