殼體結(jié)構(gòu)一般指層狀結(jié)構(gòu)。它的受力特點(diǎn)是外力作用于結(jié)構(gòu)表面,如摩托車頭盔、護(hù)罩等。它常用于工業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。
殼體結(jié)構(gòu)是由空間曲板或邊緣構(gòu)件組成的空間曲結(jié)構(gòu)。外殼的厚度遠(yuǎn)小于外殼的其他尺寸,因此外殼結(jié)構(gòu)具有良好的空間荷載傳遞性能。它可以形成承載能力高、剛度高、構(gòu)件厚度小的承重結(jié)構(gòu)。它可以覆蓋或維護(hù)大跨度空間,而無(wú)需空間支柱。它還可以用作承重結(jié)構(gòu)和房屋結(jié)構(gòu),從而節(jié)省結(jié)構(gòu)材料。
殼體結(jié)構(gòu)有多種類型,根據(jù)表面的幾何特征(即兩個(gè)方向上主曲率k1和k2的K積,稱為高斯曲率)進(jìn)行分類。當(dāng)k1和k2具有相同信號(hào)時(shí),K為正,稱為正高斯曲率屏蔽;當(dāng)k1和k2不同時(shí),K為負(fù),稱為負(fù)高斯曲率屏蔽;當(dāng)k1和k2中的一個(gè)為零時(shí),K為零,這稱為零高斯曲率屏蔽;此外,還有混合曲率殼,即殼具有正高斯曲率和負(fù)高斯曲率部分。
正高斯曲率殼體:旋轉(zhuǎn)形成的球殼、橢球殼和拋物面殼;具有平移變形的橢圓拋物面扁殼簡(jiǎn)稱雙曲扁殼。
負(fù)高斯曲率殼體:旋轉(zhuǎn)形成的雙曲面殼體;平移成形雙曲拋物面扭殼(包括單片扭殼和四片組合扭殼)、雙曲拋物面的鞍殼。
高斯曲率為零的殼體:旋轉(zhuǎn)形成的圓柱殼和圓錐殼;開(kāi)口圓柱殼、橢圓圓柱殼和拋物線圓柱殼通過(guò)平移形成。
混合曲率殼體:即膜式扁殼,又稱無(wú)筋扁殼。這種殼體在給定載荷下產(chǎn)生均勻、相等的膜壓力,其中大多數(shù)為正高斯曲率,角區(qū)為負(fù)高斯曲率。具有鋸齒變形曲率的雙曲面殼有時(shí)屬于這一類。
根據(jù)殼體厚度與曲率半徑的比值,將殼體分為薄殼、中厚殼和厚殼。小于1/20的通常稱為薄殼,主要用于房屋的屋頂;中厚殼體和厚殼體主要用于地下結(jié)構(gòu)和防護(hù)結(jié)構(gòu)。