薄壁空间结构启发自然界某些动植物的种子外壳、蛋壳、贝壳,可以说是天然的薄壳结构,它们的外形符合力学原理,以最少的材料获得坚硬的外壳,以抵御外界的侵袭。以蛋壳为例,由于工程中结构自重是以均布荷载的形式存在,在蛋壳上施加均布力,一般认为在蛋壳中部为最脆弱的部位,但实际情况结构产生应力均匀,而在两端较大。通常情况,如果一枚鸡蛋的横径在4 厘米左右,那么蛋壳厚度就只有0.38 毫米,二者的比值接近1 :105 。这么薄的蛋壳,简直不堪一击。然而,蛋壳的形状可以影响它的受力,凸出向外的曲面能把力均匀散开。特别是当它均匀受力时,抗压性就更大了,远不是看上去的那么脆弱。可见薄壳结构运用到大跨度建筑中,能够达到满应力设计准则的要求。人们从这些天然壳体中受到启发,利用混凝土以及其他合金材料的可塑性,创造出各种形式的薄壳结构。建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构(学术上把满足t/R1/20 的壳体定义为薄壳)。第一节 概 述一一 、薄壳结构的概念、薄壳结构的概念 壳体结构 壳体结构 等厚度壳 等厚度壳 薄壳 薄壳 概念 概念 比较 比较 优点 优点薄膜内力 薄膜内力双轴力 双轴力 顺剪力 顺剪力壳体 壳体平