折板结构简介

第四节节折折板结结构不同的的结构构体系系会给给建筑筑空间间与建建筑体体型的的创造造带来来不同同的面面貌特特征。而且且即使使是在在同一一类型型的结结构系系统中中，其其结构构形式式的变变化及及由此此而衍衍生出出来的的建筑筑空间间与建建筑体体型的的差异异，也也可以以层出出不穷穷。一、折折板结结构的的演变变：折板的的变化化从最最简单单的相相互平平行的的“平平行折折板””，逐逐渐演演变成成相互互反向向的折折板，，使建建筑物物更富富有造造型艺艺术的的特点点。20世纪20年代，，欧洲洲已有有折板板屋盖盖。中中国在在50年代有有所应应用，，自60年代后后期起起，发发展较较快，，折板板结构构建筑筑中绝绝大部部分采采用折折叠式式生产产的V形折板板屋盖盖。图建筑结结构的的各种种形式式（a）墙体体结构构；(b)框架结结构；；(c)深梁结结构；；(d)筒体结结构；；(e)拱结构构；(f)网架结结构；；(g)空间薄薄壁结结构；；(h)钢索结结构；；(i)折板结结构折板结结构是是由若若干狭狭长的的薄板板以一一定角角度相相交连连成折折线形形的空空间薄薄壁体体系。是一种既既能承重重，又可可围护，，用料较较省，刚刚度较大大的薄壁壁结构。。可用作车车间、仓仓库、车车站、商商店、学学校、住住宅、亭亭廊、体体育场看看台等工工业与民民用建筑筑的屋盖盖。此外，折板还可可用作外外墙、基基础及挡挡土墙。。图1全折板房房屋P.L.奈尔维设计长条条板，巴黎联合合国教科科文组织织总部大大厦会议议厅。按照应应力变化化的规律律，将折折板截面面由两端端向跨中中逐渐增增大。使使大厅屋屋顶具有有韵律感感。二、折板板结构组组成由折板、边边梁和横横隔三部分组组成。型式可分为有有边梁和无边边梁两种。1、无边梁折板板：它由若干等厚厚度的平板和和横隔构件组组成。常用的是预制制V形折板。V形板因无边边梁，板的的两端支承承在横隔构构件上，故故其可按梁梁理论计算算。V形板板厚厚一一般般为为35-50mm，跨跨度度9-27m，具具有有制制作作简简单单、、安安装装方方面面和和节节省省材材料料等等优优点点。。常用用基基本本尺尺寸寸：波长----一般为2-3m；跨度----一般为6-15m；倾角----板与水平平面倾角角一般为为30-50o折板高度度---一般≥1/20L12、有边梁梁折板-----筒壳式折折板结构构与筒壳相相似。水平顶面面板宽要要求≤（（0.25-0.4）L2或≤（（3-3.5m）。这样样能保证证板厚不不超过100mm。波长L2≤(10-12)m。折板应应做成同同样厚度度，且倾倾角≤30o。折板F≥0.1L2。三、折板板结构的的受力根据受力力不同，，折板结结构分为为长折板和和短折板板。L1/L2≥1,长折板。。短折板受受力性能能与短筒筒壳相似似，双向向受力作作用明显显。计算算复杂。。一般工程程中的折折板结构构多为长长折板。。象预制制预应力力V形折板，，L1/L2>5,受力与长长筒壳类类似。边梁下无无中间支支撑，且且L1/L2≥3的长折板板纵横方方向可按按梁理论论计算。。1)折板的纵纵向计算算：可取一一个波波长作作为计计算单单元，，把折折板看看成以以横隔隔为支支座大大的梁梁，折折板截截面可可看作作T工字形形。2）横向向计算算取1m宽板带带按连连续多多跨梁梁计算算。折折板的的转折折处及及边梁梁处可可视为为连续续梁支支座。。3）横隔隔框架架的计计算由于折折板很很薄，，平面面外刚刚度很很小，，所以以折板板传给给横隔隔的只只是沿沿折板板平面面内的的S.四、工工程实实例1、巴黎黎联合合国教教科文文组织织总部部会议议大厅厅2、美国国伊利利诺大大教堂堂第五节节双双曲曲扁壳壳筒壳与与球壳壳的结结构空空间非非常大大，对对无需需如此此大的的使用用空间间者，，会造造成较较大的的浪费费，因因此都都欲减减低其其结构构空间间。双曲扁扁壳（（微弯弯平板板）：一抛抛物线线沿另另一正正交的的抛物物线平平移形形成的的曲面面，其其顶点点处矢矢高f与底面面短边边边长长之比比不应应超过过1／5。双曲扁扁壳双曲扁扁壳实际上上，很很多壳壳体都都可作作成扁扁壳，，如属属双曲曲扁壳壳的扁球壳就是球面壳壳的一部分分。属单曲曲扁壳的扁筒壳为柱面壳壳的一部部分。本节所讨讨论的双曲扁壳壳为采用抛物物线平移移而成的的椭圆抛抛物面扁扁壳。由于双曲曲扁壳矢矢高f小，结构构空间小小，屋面面面积相相应减小小，比较较经济，，同时双双曲扁壳壳平面多多变，适适用于圆圆形、正正多边形形等建筑筑平面。。一、双曲曲扁壳的的结构组组成与型型式双曲扁壳壳由壳板和周边竖竖直的边缘构件件组成。1、壳板它是由一一根上凸凸的抛物物线作竖竖直母线线，其两两端沿两两根也上上凸的相相同抛物物线作导导线平移移而成。。双曲扁壳壳的跨度度可达3-40m，最大可可达100m，壳厚比比筒壳薄薄，一般般为60-80mm。由于扁壳壳较扁，，其曲面外刚刚度小，设置边缘缘构件可增加壳壳体刚度度，保证证壳体不不变形，，因此边边缘构件件应有较较大竖向向刚度。。且边缘构件件在四角角应有可可靠连接接，使之之成为扁扁壳的箍箍，以约约束壳板板变形。。边缘构件件的形式多多样，可可以采用用变截面面或等截截面的薄腹梁，拉杆拱或体型拱拱架等，，也可采采用空腹桁架架或拱形刚架架。双曲扁壳壳可以采采用单波波或多波波。当双双向曲率率不等时时，较大大曲率与与较小曲曲率之比比及底面面边长与与短边之之比要小小于2.二、受力力特点双曲扁壳壳在满跨均布布竖向荷荷载作用下，，壳板的的受力以以薄膜内力力为主，在壳体体边缘受受一定的的横向弯弯矩。根据壳板板中的内内力分布布，一般般把壳板板分为三三个受力力区。1）中部区域域：该区占占整个壳壳板大部部分。壳壳板主要要承受双双曲轴压压力，该该区强度度潜力大大。仅按按构造配配筋即可可。一般洞口口可开在在这。2）边缘区域域：该区主主承受正弯矩，使壳体体下表面面受拉。。3）四角区：承受顺剪力，且较大大。因此此产生很很大主应应力。3）四角区区：承受受顺剪力力，且较较大。因因此产生生很大主主应力。。为承受主主压应力力，可将将局部加加厚；为为承受主主拉应力力，应配配置45o斜筋。在边缘区区域和四四角区域域不允许许开洞。。对于边缘缘构件，，它主要要承受壳壳板边缘缘传来的的顺剪力力，做法法同筒壳壳横隔。。三、工程程实例：：1、北京火火车站2、北北京京网网球球馆馆第六六节节双双曲曲抛抛物物面面扭扭壳壳属于于负负高高斯斯曲曲率率壳壳。。由由凸凸向向相相反反的的两两条条抛抛物物线线一一条条沿沿着着另另一一条条平平移移而而成成。。也也叫叫扭壳壳。鞍壳壳是由由一一抛抛物物线线沿沿另另一一凸凸向向相相反反的的抛抛物物线线平平移移而而成成。。扭壳壳是从鞍鞍壳壳面中中沿沿直直纹纹方方向向取取出出来来的的一一块块面面壳壳。。双曲曲抛抛物物面面壳壳由由壳壳面面和和边边缘缘构构件件组组成成，，外外形形特特征征犹如如一一组组抛抛物物线线倒倒悬悬在在两两根根拱拱起起的的抛抛物物线线之之间间，，形形如如马马鞍鞍，故又称称鞍形壳壳。倒悬悬方向的的曲面如如同受拉拉的索网网，向上上拱起的的曲面如如同拱结结构，拉拉压相互互作用，，提高了了壳体的的稳定性性和刚度度，使壳壳面可以以做得很很薄。扭曲面壳单块扭壳双曲抛物面面壳双曲抛物面面壳因壳面下凹凹的方向犹犹如拉索，而上凸的的方向又如如薄拱，当薄拱屈屈曲，拉索索就会进一一步发挥作作用。避免免整个屋盖盖结构发生生失稳破坏坏，提高稳稳定性。因此，扭壳壳可以做的的很薄。同时，双曲曲抛物面是是直纹曲面面，板的配配筋和模板板制作简单单，可节省省三材，经经济指标好好。一、扭壳结结构组成和和型式1）组成：由壳板和边边缘构件组组成。常用扭壳型型式：见课课本图。为改变扭壳壳边缘的表表现力，也也可把扭壳壳边缘做成成曲线，其其边缘构件不不仅承受轴轴向力，还还要承担一一定弯矩。。2）几何尺寸①跨度：：单块柱网网可达30x30米②矢高：：f≥(1/5～1/8)短边长度③壳板厚厚：跨度30～60米时，板厚厚50～100mm3）边缘构件：桁架、密密柱边梁、、刚性墙二、受力特特点：一般按无弯矩理论论计算。在竖竖向均布荷荷载作用下下，曲面内内不产生法法向力，仅仅存在平行行于直纹方方向的S，且为常数数。因而壳壳体各处配配筋一致。。S产生主拉应力和主压应力，作用在与与剪力成45°的截面上。。主拉应力沿沿壳面下凹凹的方向作作用，为下凹抛物线线索，主压应力力沿壳面上上凸的方向向作用，为为上凸抛物线线，因此，扭壳可看成成由一系列列拉索和一一系列受压压拱组成的的曲面。受拉索把壳壳向上绷紧紧，从而减减轻拱向负负担。同时时，受压拱拱把壳面向向上顶住。。减轻索向向负担，这这种双向承承受并传递递荷载，是是受力的最最好方式。。扭壳的边缘缘构件一般为直杆杆，它承受受