折板結(jié)構(gòu)簡介

第四節(jié)節(jié)折折板結(jié)結(jié)構(gòu)不同的的結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系會給給建筑筑空間間與建建筑體體型的的創(chuàng)造造帶來來不同同的面面貌特特征。而且且即使使是在在同一一類型型的結(jié)結(jié)構(gòu)系系統(tǒng)中中，其其結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式的變變化及及由此此而衍衍生出出來的的建筑筑空間間與建建筑體體型的的差異異，也也可以以層出出不窮窮。一、折折板結(jié)結(jié)構(gòu)的的演變變：折板的的變化化從最最簡單單的相相互平平行的的“平平行折折板””，逐逐漸演演變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藝藝術(shù)的的特點點。20世紀20年代，，歐洲洲已有有折板板屋蓋蓋。中中國在在50年代有有所應(yīng)應(yīng)用，，自60年代后后期起起，發(fā)發(fā)展較較快，，折板板結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑筑中絕絕大部部分采采用折折疊式式生產(chǎn)產(chǎn)的V形折板板屋蓋蓋。圖建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的各種種形式式（a）墻體體結(jié)構(gòu)構(gòu)；(b)框架結(jié)結(jié)構(gòu)；；(c)深梁結(jié)結(jié)構(gòu)；；(d)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)；；(e)拱結(jié)構(gòu)構(gòu)；(f)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)；；(g)空間薄薄壁結(jié)結(jié)構(gòu)；；(h)鋼索結(jié)結(jié)構(gòu)；；(i)折板結(jié)結(jié)構(gòu)折板結(jié)結(jié)構(gòu)是是由若若干狹狹長的的薄板板以一一定角角度相相交連連成折折線形形的空空間薄薄壁體體系。是一種既既能承重重，又可可圍護，，用料較較省，剛剛度較大大的薄壁壁結(jié)構(gòu)。?？捎米鬈囓囬g、倉倉庫、車車站、商商店、學學校、住住宅、亭亭廊、體體育場看看臺等工工業(yè)與民民用建筑筑的屋蓋蓋。此外，折板還可可用作外外墻、基基礎(chǔ)及擋擋土墻。。圖1全折板房房屋P.L.奈爾維設(shè)計長條條板，巴黎聯(lián)合合國教科科文組織織總部大大廈會議議廳。按照應(yīng)應(yīng)力變化化的規(guī)律律，將折折板截面面由兩端端向跨中中逐漸增增大。使使大廳屋屋頂具有有韻律感感。二、折板板結(jié)構(gòu)組組成由折板、邊邊梁和橫橫隔三部分組組成。型式可分為有有邊梁和無邊邊梁兩種。1、無邊梁折板板：它由若干等厚厚度的平板和和橫隔構(gòu)件組組成。常用的是預(yù)制制V形折板。V形板因無邊邊梁，板的的兩端支承承在橫隔構(gòu)構(gòu)件上，故故其可按梁梁理論計算算。V形板板厚厚一一般般為為35-50mm，跨跨度度9-27m，具具有有制制作作簡簡單單、、安安裝裝方方面面和和節(jié)節(jié)省省材材料料等等優(yōu)優(yōu)點點。。常用用基基本本尺尺寸寸：波長----一般為2-3m；跨度----一般為6-15m；傾角----板與水平平面傾角角一般為為30-50o折板高度度---一般≥1/20L12、有邊梁梁折板-----筒殼式折折板結(jié)構(gòu)構(gòu)與筒殼相相似。水平頂面面板寬要要求≤（（0.25-0.4）L2或≤（（3-3.5m）。這樣樣能保證證板厚不不超過100mm。波長L2≤(10-12)m。折板應(yīng)應(yīng)做成同同樣厚度度，且傾傾角≤30o。折板F≥0.1L2。三、折板板結(jié)構(gòu)的的受力根據(jù)受力力不同，，折板結(jié)結(jié)構(gòu)分為為長折板和和短折板板。L1/L2≥1,長折板。。短折板受受力性能能與短筒筒殼相似似，雙向向受力作作用明顯顯。計算算復(fù)雜。。一般工程程中的折折板結(jié)構(gòu)構(gòu)多為長長折板。。象預(yù)制制預(yù)應(yīng)力力V形折板，，L1/L2>5,受力與長長筒殼類類似。邊梁下無無中間支支撐，且且L1/L2≥3的長折板板縱橫方方向可按按梁理論論計算。。1)折板的縱縱向計算算：可取一一個波波長作作為計計算單單元，，把折折板看看成以以橫隔隔為支支座大大的梁梁，折折板截截面可可看作作T工字形形。2）橫向向計算算取1m寬板帶帶按連連續(xù)多多跨梁梁計算算。折折板的的轉(zhuǎn)折折處及及邊梁梁處可可視為為連續(xù)續(xù)梁支支座。。3）橫隔隔框架架的計計算由于折折板很很薄，，平面面外剛剛度很很小，，所以以折板板傳給給橫隔隔的只只是沿沿折板板平面面內(nèi)的的S.四、工工程實實例1、巴黎黎聯(lián)合合國教教科文文組織織總部部會議議大廳廳2、美國國伊利利諾大大教堂堂第五節(jié)節(jié)雙雙曲曲扁殼殼筒殼與與球殼殼的結(jié)結(jié)構(gòu)空空間非非常大大，對對無需需如此此大的的使用用空間間者，，會造造成較較大的的浪費費，因因此都都欲減減低其其結(jié)構(gòu)構(gòu)空間間。雙曲扁扁殼（（微彎彎平板板）：一拋拋物線線沿另另一正正交的的拋物物線平平移形形成的的曲面面，其其頂點點處矢矢高f與底面面短邊邊邊長長之比比不應(yīng)應(yīng)超過過1／5。雙曲扁扁殼雙曲扁扁殼實際上上，很很多殼殼體都都可作作成扁扁殼，，如屬屬雙曲曲扁殼殼的扁球殼就是球面殼殼的一部分分。屬單曲曲扁殼的扁筒殼為柱面殼殼的一部部分。本節(jié)所討討論的雙曲扁殼殼為采用拋物物線平移移而成的的橢圓拋拋物面扁扁殼。由于雙曲曲扁殼矢矢高f小，結(jié)構(gòu)構(gòu)空間小小，屋面面面積相相應(yīng)減小小，比較較經(jīng)濟，，同時雙雙曲扁殼殼平面多多變，適適用于圓圓形、正正多邊形形等建筑筑平面。。一、雙曲曲扁殼的的結(jié)構(gòu)組組成與型型式雙曲扁殼殼由殼板和周邊豎豎直的邊緣構(gòu)件件組成。1、殼板它是由一一根上凸凸的拋物物線作豎豎直母線線，其兩兩端沿兩兩根也上上凸的相相同拋物物線作導(dǎo)導(dǎo)線平移移而成。。雙曲扁殼殼的跨度度可達3-40m，最大可可達100m，殼厚比比筒殼薄薄，一般般為60-80mm。由于扁殼殼較扁，，其曲面外剛剛度小，設(shè)置邊緣緣構(gòu)件可增加殼殼體剛度度，保證證殼體不不變形，，因此邊邊緣構(gòu)件件應(yīng)有較較大豎向向剛度。。且邊緣構(gòu)件件在四角角應(yīng)有可可靠連接接，使之之成為扁扁殼的箍箍，以約約束殼板板變形。。邊緣構(gòu)件件的形式多多樣，可可以采用用變截面面或等截截面的薄腹梁，拉桿拱或體型拱拱架等，，也可采采用空腹桁架架或拱形剛架架。雙曲扁殼殼可以采采用單波波或多波波。當雙雙向曲率率不等時時，較大大曲率與與較小曲曲率之比比及底面面邊長與與短邊之之比要小小于2.二、受力力特點雙曲扁殼殼在滿跨均布布豎向荷荷載作用下，，殼板的的受力以以薄膜內(nèi)力力為主，在殼體體邊緣受受一定的的橫向彎彎矩。根據(jù)殼板板中的內(nèi)內(nèi)力分布布，一般般把殼板板分為三三個受力力區(qū)。1）中部區(qū)域域：該區(qū)占占整個殼殼板大部部分。殼殼板主要要承受雙雙曲軸壓壓力，該該區(qū)強度度潛力大大。僅按按構(gòu)造配配筋即可可。一般洞口口可開在在這。2）邊緣區(qū)域域：該區(qū)主主承受正彎矩，使殼體體下表面面受拉。。3）四角區(qū)：承受順剪力，且較大大。因此此產(chǎn)生很很大主應(yīng)應(yīng)力。3）四角區(qū)區(qū)：承受受順剪力力，且較較大。因因此產(chǎn)生生很大主主應(yīng)力。。為承受主主壓應(yīng)力力，可將將局部加加厚；為為承受主主拉應(yīng)力力，應(yīng)配配置45o斜筋。在邊緣區(qū)區(qū)域和四四角區(qū)域域不允許許開洞。。對于邊緣緣構(gòu)件，，它主要要承受殼殼板邊緣緣傳來的的順剪力力，做法法同筒殼殼橫隔。。三、工程程實例：：1、北京火火車站2、北北京京網(wǎng)網(wǎng)球球館館第六六節(jié)節(jié)雙雙曲曲拋拋物物面面扭扭殼殼屬于于負負高高斯斯曲曲率率殼殼。。由由凸凸向向相相反反的的兩兩條條拋拋物物線線一一條條沿沿著著另另一一條條平平移移而而成成。。也也叫叫扭殼殼。鞍殼殼是由由一一拋拋物物線線沿沿另另一一凸凸向向相相反反的的拋拋物物線線平平移移而而成成。。扭殼殼是從鞍鞍殼殼面中中沿沿直直紋紋方方向向取取出出來來的的一一塊塊面面殼殼。。雙曲曲拋拋物物面面殼殼由由殼殼面面和和邊邊緣緣構(gòu)構(gòu)件件組組成成，，外外形形特特征征猶如如一一組組拋拋物物線線倒倒懸懸在在兩兩根根拱拱起起的的拋拋物物線線之之間間，，形形如如馬馬鞍鞍，故又稱稱鞍形殼殼。倒懸懸方向的的曲面如如同受拉拉的索網(wǎng)網(wǎng)，向上上拱起的的曲面如如同拱結(jié)結(jié)構(gòu)，拉拉壓相互互作用，，提高了了殼體的的穩(wěn)定性性和剛度度，使殼殼面可以以做得很很薄。扭曲面殼單塊扭殼雙曲拋物面面殼雙曲拋物面面殼因殼面下凹凹的方向猶猶如拉索，而上凸的的方向又如如薄拱，當薄拱屈屈曲，拉索索就會進一一步發(fā)揮作作用。避免免整個屋蓋蓋結(jié)構(gòu)發(fā)生生失穩(wěn)破壞壞，提高穩(wěn)穩(wěn)定性。因此，扭殼殼可以做的的很薄。同時，雙曲曲拋物面是是直紋曲面面，板的配配筋和模板板制作簡單單，可節(jié)省省三材，經(jīng)經(jīng)濟指標好好。一、扭殼結(jié)結(jié)構(gòu)組成和和型式1）組成：由殼板和邊邊緣構(gòu)件組組成。常用扭殼型型式：見課課本圖。為改變扭殼殼邊緣的表表現(xiàn)力，也也可把扭殼殼邊緣做成成曲線，其其邊緣構(gòu)件不不僅承受軸軸向力，還還要承擔一一定彎矩。。2）幾何尺寸①跨度：：單塊柱網(wǎng)網(wǎng)可達30x30米②矢高：：f≥(1/5～1/8)短邊長度③殼板厚厚：跨度30～60米時，板厚厚50～100mm3）邊緣構(gòu)件：桁架、密密柱邊梁、、剛性墻二、受力特特點：一般按無彎矩理論論計算。在豎豎向均布荷荷載作用下下，曲面內(nèi)內(nèi)不產(chǎn)生法法向力，僅僅存在平行行于直紋方方向的S，且為常數(shù)數(shù)。因而殼殼體各處配配筋一致。。S產(chǎn)生主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力，作用在與與剪力成45°的截面上。。主拉應(yīng)力沿沿殼面下凹凹的方向作作用，為下凹拋物線線索，主壓應(yīng)力力沿殼面上上凸的方向向作用，為為上凸拋物線線，因此，扭殼可看成成由一系列列拉索和一一系列受壓壓拱組成的的曲面。受拉索把殼殼向上繃緊緊，從而減減輕拱向負負擔。同時時，受壓拱拱把殼面向向上頂住。。減輕索向向負擔，這這種雙向承承受并傳遞遞荷載，是是受力的最最好方式。。扭殼的邊緣緣構(gòu)件一般為直桿桿，它承受受