烟囱美化工程壳体结构是以连续的曲面所形成的空间薄壁体系，由于壳体的厚度与其长、宽、曲率等尺寸相比要小得多，就象贝壳一样，因此通常都称为薄壳结构。绝大部分薄壳所采用的材料是钢筋混凝土。薄壳与传统的梁板结构相比，在承受外荷载时传力路线直接，具有更好的受力性能，同时壳体主要受压，也可以更合理地利用混凝土材料。此外，它除了承重之外还起围护作用，使两种功能融合为一，从而更节省材料；在防火性能和便于维护方面也优于一般钢结构。然而，通过多年的实践，薄壳在应用中最主要的问题是施工复杂。薄壳的曲线形模板制作就比较困难，耗用的劳动量也大，另外，薄壳在高空进行浇筑或拼装也耗工耗时。这些因素往往增加了造价而影响薄壳的推广应用。因此在采用薄壳时，首先要注意解决施工安装问题。
我国在1966年颁发了《钢筋混凝土薄壳顶盖及楼盖设计计算规程》（BJG61-65),这个规程仍是目前设计薄壳的指导性文件，1994~1997年进行了修订。
用于屋盖的薄壳，常见的形式有以下四种：
1.圆柱面壳
由烟囱美化旋转或平移所得到的圆柱面可以用作壳板，在实际应用时还要加上边梁和横隔（图7-6a)之类的边缘构件。边缘构件能增加壳体的承载力，是薄壳不可缺少的组成部分。正如单个的圆柱形铁板，受压后很容易弯曲，而在两端加上封板后，象半个罐头筒那样，就不那么容易弯曲了。沿壳体纵向，横隔之间的距离是圆柱面壳的跨度，而沿壳体横向、边梁之间的距离则是圆柱面壳的波长。当跨度与波长的比值为1.5~2.5时称为长壳；当这个比值为0.5或更小时称为短壳。圆柱面壳适宜用作矩形建筑物的屋盖，其跨度一般不宜超过30m。在实际工程中，长壳往往如图7-6(b)所示以多波相连，用来覆盖长条形的建筑。如果将壳体斜搁，还可以形成如图7-6(c)所示的带锯齿形天窗的屋盖。
横隔
1、边
图7-6 圆柱面长壳
(a)组成部分；(b)多波长壳；(c)锯齿形壳
2.圆球壳
由旋转所得的圆球面和外环可以组成圆球壳，也叫做弯顶（图7-7a)。外环是圆球壳的边缘构件，对壳体起箍的作用。有时由于通风、采光等要求，需要在壳体中央开圆孔，这时可沿孔周围设置内环。圆球壳适于覆盖圆形建筑物，其直径一般为30~100m,目前世界上最大直径的圆球壳已达201m。因此它是薄壳中最适合用于大跨度屋盖的一种形式。为了建筑上的需要，也可以将圆球壳的边缘加以切割，形成多边形、方形、三角形等平面，这时在边缘处要设置类似拱或析架的边缘构件（图7-7b)。
外环
图7-7 圆球壳
(a)组成部分；(b)切割成多边形、方形、三角形
3.双曲扁壳
平移所得的桐圆抛物面往往用来作为双曲扁壳的壳面。此外，也可以如上面所说的将圆球面切割四周而形成，但它们共同的特点是其顶点处的矢高与底面短边之比不超过1/5壳面的四周应设置边缘构件，当跨度较小时可采用变截面的薄腹梁，跨度较大或多跨时则采用带拉杆拱或拱形析架。双曲扁壳适于覆盖跨度为20~50m的方形或矩形建筑物。当平面为矩形时，长边与短边之比不宜超过2。双曲扁壳也可以做成多波相连，用于多跨的大面积工业厂房或仓库中。
4.双曲抛物面扭壳
一种马鞍形壳板就是双曲抛物面作为屋面板的具体应用（图7-8a),一般跨度在10~20m左右。沿直纹方向截取的正方形双曲抛物面，可以用它来进行组合成不同形状的屋盖，如图7-8(b)就是一种四块组合型扭壳，它既适用于覆盖方形的建筑物，最大跨度可达50m也可用于多跨的大面积屋盖，跨度一般为12~30m。图7-8(c)是扭壳的另一种组合方式，称为伞形扭壳。它适用于小跨度、中间有柱子的建筑物。双曲抛物面的单元有时也可采用矩形，但其长边与短边之比不宜超过2。四块组合型扭壳的边缘构件可采用三角形析架或带拉杆的人字架，而马鞍形壳板或伞形扭壳往往采用加厚壳板或加肋的办法作为边缘构件。折板可以看作是圆柱形长壳的一种特殊形式，它是由若干块平板以一定角度相交连成折线性的空间薄壁结构。折板的跨度不宜超过30m,适宜于覆盖长条形的建筑物，这时两端应有通长的墙或圈梁作为折板的支点。
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