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 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/R ≤ 1/20 的壳体定义为薄壳)。悉尼歌剧院有湖北“鸟巢”之称的黄石新体育馆新近亮相。它像一颗大“钻石”, 43 个切面在冬日阳光下熠熠生辉,成为黄石的“新地标”。湖北“鸟巢”总建筑面积 38000 平方米,可容纳 6000 名观众,乒乓球馆、羽毛球馆、游泳馆等,是一座集体育比赛、体育休闲、体育商业等于一体的综合性室内体育中心。据施工方中建三局一公司介绍,这颗“钻石”有 43 个切面,形态各异。其屋盖为空间折板式结构,最大跨度 111 米, “建造难度甚至大于鸟巢”。该体育馆造型具有不规则、多面、薄壳的特点,是全国第二座薄壳结构设计建筑。
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