殼體施工定義

在自然界里，鳥(niǎo)類(lèi)的蛋殼和植物種子的外殼都具有良好的空間受力性能。在外力作用下，它們主要以殼體的曲面內(nèi)力（即薄膜內(nèi)力）保持平衡，構(gòu)成結(jié)實(shí)的保護(hù)層。把這種構(gòu)造形式引用到建筑上，可形成承載能力和剛度都很好的空間屋蓋結(jié)構(gòu)，用來(lái)覆蓋較大的空間，不需要設(shè)中間支柱。又因這種結(jié)構(gòu)形式兼有承重和圍護(hù)的雙重功能，也適用于建造筒倉(cāng)、冷卻塔、貯液罐、壓力容器等，形成堅(jiān)固的薄壁結(jié)構(gòu)。

遠(yuǎn)在新石器時(shí)代，地中海塞浦路斯島上的人已懂得用石塊和土坯修建蛋形民居（見(jiàn)圖）。在今土耳其伊斯坦布爾尚存公元 567年重建的圣索菲亞教堂系古代磚砌穹頂建筑。18世紀(jì)新疆喀什地方修筑的阿巴伙迦陵（香妃墓），其圓形屋蓋便是以石膏為膠結(jié)材料，用方磚疊砌的。自從出現(xiàn)了鋼筋混凝土，殼體的應(yīng)用有了新途徑。1924年德國(guó)耶拿城建造的蔡斯玻璃廠便是用鋼筋混凝土灌筑的球形殼體，屋蓋直徑為40米而殼面厚度僅6厘米。50年代以來(lái),中國(guó)在一些大跨間的建筑上也采用了殼體結(jié)構(gòu)，取得很好效果。例如,1956年修建了直徑為25米、殼厚6厘米的半球形面殼的北京天文館天象廳；1959年修建了跨間為35×35米的雙曲面扁殼的北京火車(chē)站中央大廳；大連港倉(cāng)庫(kù)是由16個(gè)23×23米鋼筋混凝土扭殼組成的；1983年建造的淮南洛河電廠雙曲面冷卻塔的底面直徑為102.9米，高130米。 　施工 　殼體是曲面薄壁結(jié)構(gòu)，伸展的空間較大，因此采取必要措施以保持殼體的幾何形狀便成為施工的關(guān)鍵。根據(jù)不同的構(gòu)造形式，一般有下列幾種施工方法：

固定模架施工 　在殼體覆蓋的空間，對(duì)整個(gè)曲面架設(shè)模架。模架應(yīng)具有一定的剛度并能承擔(dān)全部施工荷載。砌筑或灌筑混凝土?xí)r，應(yīng)按照殼體類(lèi)型，均勻?qū)ΨQ(chēng)地從周邊向中心進(jìn)行，防止模架發(fā)生偏移或變形。這種施工法不僅適用于旋轉(zhuǎn)式殼體（圓柱面和雙曲面殼體除外），也適用于雙曲扁殼和各種扭殼。這種模架不能重復(fù)利用，成本較高。1972年波多黎各的70×84米龐斯大廳是用固定模架建造的鋼筋混凝土扭殼結(jié)構(gòu)。

活動(dòng)模架施工 　殼體結(jié)構(gòu)如能分割為若干個(gè)形狀相同又能單獨(dú)承受荷載的區(qū)段時(shí)，如柱面殼（筒殼），多波柱面殼，多波雙曲扁殼及各種旋轉(zhuǎn)殼等，可采用能挪動(dòng)的模架,分段架設(shè)，按施工順序逐段轉(zhuǎn)移重復(fù)使用,以節(jié)省模架費(fèi)用。架設(shè)這種模架時(shí)應(yīng)安裝螺旋絲杠或千斤頂?shù)绕鹬匮b置并鋪設(shè)滑軌。以利升降移動(dòng)。常用的活動(dòng)方式有平移、旋轉(zhuǎn)和提升三種。①平移式。殼體的一個(gè)區(qū)段完成后，模架按直線方向作水平移動(dòng)。此法一般用于建造長(zhǎng)形倉(cāng)庫(kù)、廠房、站臺(tái)等。廣州火車(chē)站臺(tái)筒殼雨篷共長(zhǎng)600米,是用此法施工的。②旋轉(zhuǎn)式。主要用于旋轉(zhuǎn)型殼體結(jié)構(gòu)。采用這種模架方式時(shí)，模架要按殼體的中軸線相對(duì)方向成雙地設(shè)置。鋪設(shè)環(huán)形滑軌作對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)以保持殼體的幾何尺寸。1976年美國(guó)西雅圖金郡體育館雙曲拋物面帶肋殼頂,直徑201.6米,矢高33.5米,采用旋轉(zhuǎn)式鋼架木模施工。③提升式。是利用千斤頂?shù)绕鹬卦O(shè)備將模架逐節(jié)向上提升或滑升的方法，主要用于建造筒倉(cāng)、水箱、油罐、冷卻塔等豎向殼體結(jié)構(gòu)。施工中，各千斤頂?shù)捻斏M(jìn)程要保持勻速同步,采用滑升方式時(shí),模板的滑升速度必須與混凝土的凝固速度相適應(yīng)（見(jiàn)滑升模板）。

無(wú)模架施工 　一般為整體安裝和殼面拼裝兩種。整體安裝系在地面灌筑殼體或?qū)㈩A(yù)制殼板拼成整體，然后采用起重設(shè)施通過(guò)吊裝（見(jiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝）、提升或頂升到設(shè)計(jì)高程進(jìn)行就位。殼面拼裝是將預(yù)制殼板或拱殼磚直接在殼體位置上進(jìn)行拼裝。拼裝時(shí)通常利用殼邊圈梁作支點(diǎn)。設(shè)扒桿纜索懸吊殼板。由外向內(nèi)，逐圈安裝就位，并逐圈校正殼體的弧度。核算因施工而開(kāi)口的殼的應(yīng)力，以策安全。

除上述外，也可采用架設(shè)殼模作為殼體的組成部分，然后在殼模上綁扎鋼筋、灌筑混凝土的方法。但此法須用噴射混凝土（見(jiàn)混凝土現(xiàn)澆施工技術(shù)）。工藝較復(fù)雜。

殼體設(shè)計(jì)要同時(shí)考慮施工方案并核算施工荷載。設(shè)計(jì)與施工有著互相依賴的關(guān)系，因此，只有兩者密切配合，經(jīng)過(guò)多方案比較，才能求得最佳的設(shè)計(jì)與施工方案。2100433B

環(huán)管和環(huán)形燃燒室的內(nèi)、外殼體是薄壁零件，通常都是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要承力構(gòu)件，承受有軸向力、徑向力、橫向力、扭矩、振動(dòng)載荷和熱應(yīng)力等，受力非常復(fù)雜。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須保證殼體具有足夠的強(qiáng)度和剛性。

由于外殼體直徑很大，抗橫向彎曲的剛度一般較強(qiáng)，所以考慮剛度時(shí)要注意保證徑向剛度，防止由于殼體被壓扁，變成橢圓而失去穩(wěn)定。

對(duì)于壁特別薄的內(nèi)殼體，要特別注意保證徑向剛度。因?yàn)槭軌旱臍んw更容易失穩(wěn)，實(shí)踐中就曾發(fā)生過(guò)軸承機(jī)匣被壓扁造成的嚴(yán)重故障。

除了在選擇殼體材料和確定適當(dāng)?shù)臍んw厚度方面的保證以外，還要對(duì)殼體中剛性差的部位采用加強(qiáng)措施，采用徑向加強(qiáng)筋是一種常用的有效方法。如一些發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)機(jī)匣的徑向加強(qiáng)筋實(shí)例，這些加強(qiáng)筋主要是徑向加強(qiáng)剛度，因而用在圓柱段上。

若需要在徑向和軸向都有加強(qiáng)作用時(shí)，可采用封閉式的加強(qiáng)筋。這種類(lèi)型的加強(qiáng)筋可用在同時(shí)受軸向力和內(nèi)壓力的曲線形殼體的轉(zhuǎn)接段上，但封閉腔須加通氣小孔，以均衡腔內(nèi)外氣體壓力。加強(qiáng)筋通常用飯材焊接在燃燒室內(nèi)機(jī)匣的內(nèi)表面。在加強(qiáng)筋腹板上開(kāi)的孔，是為了減輕質(zhì)量。許多發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的內(nèi)、外殼體的前、后端都有安裝邊，用專(zhuān)門(mén)的連接件聯(lián)接起來(lái)，組成盒狀結(jié)構(gòu)，對(duì)保證剛性也有很好的作用。另外。對(duì)高溫部位還應(yīng)采取隔熱和散熱措施 。