1.结构形式与特点

（1）壳体的稳定性好 因壳面下凹的方向如同受拉的索网，而上凸的方向又如同薄拱，见图7-33。这样，如果一个方向产生压曲时，另一个方向的拉应力就会增大，因而提高了壳体的稳定性，可以避免发生压曲现象，所以壳板可以做得很薄。

（2）双曲抛物面也是直纹曲面，因此壳面的配筋和模板制作都较简便。

图7-33 双曲抛物面壳

（3）工程上常用的扭壳是从双曲抛物面中沿直纹方向切取的一部分。扭壳可以用单块作屋盖，也可以结合成多种组合型扭壳，能较灵活地适应建筑功能和造型的需要，如图7-34所示。这种壳体形式新颖，既可进行多种组合又是直纹曲面，因此深受欢迎，应用甚为广泛。

图7-34 扭壳

a）四边形四角支承 b）折线边四点支承 c）四边形四边中点支承 d）菱形两点支承

2.受力特点

双曲抛物面壳体一般均按无弯矩理论计算。这种结构在竖向均布荷载作用下，曲面内不产生法向力，仅存在顺剪力S。剪力S产生主拉或主压应力，作用在与剪力成45°角的截面上如图7-35所示。整个壳面可以想像为一系列拉索与受压拱正交而组成的曲面。

在壳板与边缘构件邻接的区段中，由于壳板与边缘构件的整体作用，产生局部弯矩M。

一般壳板中的内力都很小，壳板厚度往往不是由强度计算决定，而是由稳定及施工条件决定的。

扭壳的四周应设有直杆作边缘构件，它承受壳板传来的剪力S。如果屋顶为单个扭壳，并直接支承在A和B两个基础上，剪力S将通过边缘构件以合力R的方式传至基础。R的水平分力H对基础产生推移，如果地基不足以抵抗，则应在两基础之间设置拉杆，以保证壳体体形不变，如图7-36所示。当屋盖为四块扭壳组合的四坡顶时，扭壳的边缘构件又是四周横隔桁架上弦，上弦受压下弦受拉，如图7-37所示。

图7-35 双曲抛物面壳按无弯矩理论的受力分析(www.daowen.com)

图7-36 单个扭壳力的传递

a）顺剪力沿侧边构件的传递 b）推力分析

图7-37 组合扭壳力的传递

a）壳板的传力路线 b）边缘构造传力路线

3.双曲抛物面薄壳屋盖实例

【例7-2】 组合型双曲抛物面扭壳屋盖，见图7-38。

图7-38 【例7-2】组合型扭壳屋盖

a）透视图 b）平面 c）扭壳几何图形

大连海港转运仓库，1971年建成。该建筑在功能上需要满足机械装卸作业对柱距和净空的要求，在建筑造型上，由于地处海港之滨，需要适当注意美观。根据这些要求，并考虑到施工的简便，决定采用四块组合型双曲抛物面扭壳屋盖。

仓库柱距为23m×23.5m（24m）。每个扭壳的平面尺寸为23m×23m，共16块组合型扭壳。壳厚为6cm。边缘构件为人字形拉杆拱。壳面及边拱均为现浇钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30。预制装配式钢筋混凝土柱子，断面尺寸为70cm×70cm，柱顶标高7m。

钢材用量为18.12kg/m²，混凝土折算平均厚度为12.32cm/m²。