钢筋混凝土薄壳结构设计规程_部分(VI)

'工程建设标准全文信息系统当孔洞周边的线荷载大于被割去壳板上均布荷载在孔洞周边上折算值的倍时在孔洞周边设置的加劲肋内至少应配置主钢筋及间距不大于的封闭箍筋壳顶开设圆孔的旋转壳及壳顶开设矩形孔的圆柱面壳其内力分析可分别按本规程第章及第章的规定进行在其他情况下壳板开孔应作专门设计温度影响伸缩缝布置应符合下列规定壳体中伸缩缝的间距应符合现行国家标准混凝土结构设计规范的规定当有充分依据或采取可靠措施时伸缩缝的间距可适当加大壳体顶盖结构在伸缩缝处可采用两个边缘构件及双肢柱图缝的宽度应根据温度变形计算确定不应小于对于锯齿形薄壳顶盖结构在锯齿方向伸缩缝的间距不应大于倍该方向的跨度在地震区缝宽应符合抗震缝要求考虑温度变化对壳体除模型壳外的影响时温度计算应符合下列规定壳板中曲面温度变化可按下列公式计算式中夏季平均最高温度冬季平均最低温度壳板内外表面温度差可按下列公式计算式中壳板外表面的计算温度壳板内表面及带肋壳中肋的计算温度值应根据当地气候及壳体保温情况由热工计算确定当壳板内外表面温度差在整个壳体上的分布为常数或接工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统231144B(a)波宽方向322344ll(b)跨度方向图伸缩缝的处理示例边梁拱横隔壳柱子近常数时整个壳板可只考虑由其产生的弯矩并由下式计算式中壳板截面上的线分布弯矩混凝土的线膨胀系数壳板截面的分布刚度对带肋壳应采用壳板与肋的总刚度壳板厚度当中曲面的温度变化在整个壳板上的分布为常数或接近常数时壳板内产生的三种主要温度应力应符合下列规定平行于边缘构件方向的法向力的计算应符合下列规定法向力峰值可由下列公式计算式中根据边缘构件支承情况确定的系数可按本规程工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统第条的规定采用圆柱面壳中平行于边梁方向的法向力应按正弦图形采用扭壳应按半波余弦图形采用图其他情况在图所示影响区内可按常数采用对带肋壳壳板厚度应采用按截面面积折算的厚度垂直于边缘构件方向的弯矩的计算应符合下列规定分布弯矩峰值的计算当壳板边界为简支时可由下列公式计算当壳板边界转角为零时可由下列公式计算对圆柱面壳和扭壳弯矩可忽略不计其他情况在图所示影响区内可按常数采用对带肋壳壳板厚度应采用按截面刚度或惯性矩折算的厚度矩形底面的简支边壳体壳板与边缘构件交接处剪力的计算应符合下列规定剪力峰值可由下列公式计算圆柱面壳壳板与边梁交接处以及扭壳壳板与边缘构件交接处剪应力均应按余弦图形采用其他情况均按常数采用图当升温为正值时温度产生的剪力符号应与外荷载产生的剪力符号相同系数的取值应符合下列规定当边缘构件支承在柱高与柱截面高度之比不小于的柔性柱上或其支点可自由滑动时系数应取为零当边缘构件支承在柱上且其支点不能自由滑动时系工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统3Cn1及m2影响区nθ及mθ影响区n2及m1影响区n1及m2影响区3C13C23C23C1a)旋转壳03C23C2υt影响区3C13C1b)双曲扁壳3Cyn1maxnx影响区v1maxn2maxnφ影响区3C3C3CoxBaa(对于单块扭壳)2a2a(对于四块组合型扭壳)c)圆柱面壳d)扭壳图由产生的壳板温度应力影响区示意图工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统数的计算应符合下列规定矩形底壳体可由下列公式计算式中边缘构件的长度边缘构件平均的截面面积如为桁架则为其上下弦之总截面面积柱子的截面惯性矩当每边的边缘构件均支承在多根柱上时为多根柱截面惯性矩总和的倍柱高圆形底壳体可由下列公式计算式中支座环的半径支座环的截面面积支承柱的数量当边缘构件底边完全支承在砖墙上时系数值应取当边缘构件支承在地下基础上时系数值应取对于受有特殊温度场作用的壳体应作专门计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统圆形底旋转薄壳计算方法在轴对称荷载作用下对不带肋闭口或开口圆形底旋转薄壳当壳板外环边缘处的特征长度参数小于壳板沿经线方向由旋转轴至外环边缘的弧长的且壳板厚度和作用在壳板上的荷载没有突变时壳板内力见图可按下列公式计算roS1nboSoUhoS2ψmΦΦonΦvΦαvwr2θθβSardθnθqxnb2raub2qyr2qnr2ar1ΦaβdΦΦa)旋转壳的内力图b)开口旋转壳的位移、几何尺寸和内、外环反力s2f内环壳板2raS2外环c)闭口球壳的几何尺寸d)开口旋转壳的组成图旋转壳内力位移和几何尺寸示意图注符号带下标者分别表示外环和内环边缘处之值工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中旋转壳壳板截面上经向的分布轴向力旋转壳壳板截面上环向的分布轴向力旋转壳壳板截面上经向的分布弯矩旋转壳壳板垂直于经向的截面上法向的分布剪力旋转壳外环内环边缘处的特征长度参数和壳板按薄膜理论计算的经向环向的分布薄膜内力可按本规程公式计算壳板外环边缘处弯矩轴向力的修正值可按本规程附录的规定计算壳板内环边缘处弯矩轴向力的修正值可工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统按本规程附录的规定计算系数可按本规程第条的规定取值壳板外内环边缘处环向的曲率半径图壳板外内环边缘处环向曲率半径方向与旋转轴间的夹角图本规程第条中的系数应符合下列规定并可按表规定采用系数取值表表或工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表或对于闭口壳应由下列公式确定式中旋转壳由壳体外环边缘量算起的经向弧长对于开口壳系数应由公式确定其余应由下列公式确定式中旋转壳由壳体内环边缘量算起的经向弧长旋转壳在轴对称荷载作用下壳板按薄膜理论计算的内力及位移可采用下列公式计算壳板截面上经向的内力可由下列公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中作用在壳板计算截面以上部分的总竖向外荷载旋转壳体内环上的竖向均布线荷载以向下为正旋转壳壳板中曲面上面分布荷载的法向分量旋转壳壳板中曲面上面分布荷载的径向分量旋转壳壳板中曲面任意点处经向的曲率半径旋转壳壳板中曲面任意点处环向的曲率半径壳板截面上的环向内力可由下列公式计算壳板水平方向的位移以向外为正可由下列公式计算壳板的经向转角以外法线按增加方向转动为正可由下列公式计算按薄膜理论计算的壳板经向转角值可取为零在几种常用轴对称荷载作用下球面壳椭球面壳及旋转抛物面壳的薄膜内力及位移可采用本规程附录表中所列公式计算当扁球壳的特征长度参数不小于壳板由旋转轴至外环边缘弧长的时在法向均布荷载作用下的内力和位移应按精确法进行计算可采用表所列公式公式中的积分常数应根据壳板的边界条件确定对于闭口壳应利用外环处的边界条件求出对于开口壳应利用内环与外环处的边界条件列出方程式联立求解工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统按精确法计算扁球壳内力及位移的公式表壳型开口闭口内力位移工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表壳型开口闭口内力位移为汤姆生函数及其一阶导数壳板的边界条件可按下列情况确定外环处简支边界条件应由下列公式确定式中壳板外环处法向的位移壳板外环处经向的位移壳板外环处截面上经向的分布弯矩固定边界条件应由下列公式确定式中壳板外环处的转角外环截面为矩形时弹性边界条件应由下列公式确定如外环截面不为矩形时应根据其几何特征由边界处经向转角及水平位移相协调的原则另行建立边界条件工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中外环截面上的有效预压力值壳板外环边缘处的旋转半径图外环截面绕水平中心轴的惯性矩外环截面面积外环截面高度壳板截面轴线与外环竖直中心轴的交点距外环水平中心轴的距离图壳板截面轴线与外环外边缘交点距外环水平中心轴的距离图壳板外环处截面上经向的分布轴向力ela=--elaeaeadadaRlaRlababa)外环elaeododoeloeolboRlolRlob)内环图旋转壳体内环细部几何尺寸壳板轴线工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统内环处自由边界条件应由下列公式确定式中壳板内环处截面上经向的分布轴向力壳板内环处截面上经向的分布弯矩壳板内环处垂直于经向的截面上法向的分布剪力当内环截面为矩形时弹性边界条件应由下列公式确定否则应根据其几何特征由边界处经向转角及水平位移相协调的原则另行建立边界条件式中壳板内环边缘处的旋转半径内环截面绕水平中心轴的惯性矩内环截面高度内环截面面积壳板截面轴线与内环竖直中心轴的交点距内环水平中心轴的距离图壳板截面轴线与内环边缘交点距内环水平中心轴的距离图壳板内环边缘处法向经向的位移壳板内环边缘处经向的转角集中荷载和环形荷载作用下的计算和圆孔应力集中圆形底旋转薄壳在各种集中荷载作用下的内力和位移的工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统计算应符合下列规定在扁球壳顶部作用法向集中荷载图且壳板底平面半径不小于壳体特征长度参数的倍时除集中荷载作用点处外壳板的内力和位移可由下列公式计算式中法向集中荷载计算点处壳的半径系数由表查得旋转壳壳板截面上环向的分布轴向力旋转壳壳板截面上环向的分布弯矩壳体轴方向的位移在集中荷载作用点处内力和位移可由下列公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中集中荷载实际作用区域的圆半径系数由表查得壳板上下表面的轴向应力公式中的正负号分别对应于上下表面在扁球壳顶部作用沿经线的切向荷载图且壳板底平面半径不小于壳体特征长度参数的倍时壳板的内力和位移可由下列公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中系数由表查得图扁球壳上的集中荷载扁球壳内力和位移公式中的值表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表和系数表表扁球壳顶部作用沿经线法面内的集中力矩图且壳板底平面半径不大于壳体特征长度参数的倍时壳板的内力和位移可由下列公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中系数按表规定采用当集中荷载不作用于扁球壳的顶部而荷载作用点到边界的距离不小于壳体特征长度参数的倍时仍可按公式进行计算但应取荷载作用点为坐标原点对于其他旋转壳当受集中qLr荷载作用时可采用第α款的方法及公式计算但曲率半径应采用计算点处较大的曲率半径图扁球壳上的当闭口扁球壳作用轴对称环形环形荷载均布线荷载图且荷载作用点至壳板边缘的距离大于壳体特征长度参数的倍时壳板的内力和位移的计算应符合下列规定当计算点处壳半径不大于环形荷载分布半径时壳板的内力和位移可采用下列公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统当计算点处壳半径大于环形荷载分布半径时壳板的内力和位移可采用下列公式计算在闭口扁球壳上作用环形均布荷载且荷载作用点距壳板边缘小于壳体特征长度参数的倍时或在开口扁球壳上作用环形均布荷载时壳板的内力和位移仍可按本规程第条的规定计算但壳板边界处根据薄膜理论计算的水平方向位移和经向转角应采用下列公式计算式中和分别为壳板的环向内力和法向位移应按本规程第条的有关公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统系数表表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统系数表表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统系数表表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统系数表表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统续表工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统当球壳顶部开有圆孔半径为且壳板内环边缘至外环边缘的弧长大于壳体特征长度参数的倍表达式之值小于时在壳面法向均布荷载及孔边沿环向竖向均布线荷载作用下壳板最大经向弯矩和内环梁弯矩应根据内环梁和边梁的连接形式中心连接内环梁向下的偏心连接和内环梁向上的偏心连接图由下列公式计算eodda)e0=0b)e0≈>02deodb)e0≈<02图内环梁与壳板的连接式中壳板截面上最大的经向分布弯矩内环梁所受的弯矩参数内环梁截面高度系数可按表规定采用工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统当圆孔不开在球壳顶部且孔边与壳板边缘或其他边孔的净距不小于壳体特征长度参数的倍时仍可采用本规程第条的规定但应取孔洞中心为坐标原点当其他旋转壳顶部开有圆孔时仍可采用本规程第条的规定但曲率半径应采用孔边处的环向主曲率半径特征长度参数采用孔边处的值雪风荷载作用下的计算和稳定验算旋转壳的雪荷载及相应的壳体内力计算除应符合本规程第条的规定外尚应符合下列规定当壳板最大经向角不大于时可只按均布雪荷载计算壳体内力当壳板最大经向角大于时除考虑均布雪荷载外尚应按不对称雪荷载计算壳体内力不对称雪荷载可由下列公式计算式中壳板中曲面水平投影面上的均布雪荷载壳板中曲面上法向的分布雪荷载球面壳旋转抛物面壳和椭球壳在不对称雪荷载作用下薄膜内力的计算公式可按本规程表规定采用旋转壳的风荷载计算应符合本规程第条的规定旋转抛物面壳的风荷载分布可按球面壳采用风荷载所引起的内力可按薄膜理论进行计算其计算公式可按本规程表规定采用旋转壳应作稳定验算并符合以下列规定球面壳的稳定验算应采用下列公式式中壳体承受的法向均布荷载设计值其他旋转壳的稳定验算亦可采用公式但曲率工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统半径应取壳面最大曲率半径带肋壳的计算本节的规定适用于壳面沿经向和环向设有均匀的正交肋且肋间距不大于环肋不小于三圈两个方向肋间距之比不大于的带肋旋转壳带肋壳内力和位移的计算可按本规程第条采用但应符合下列规定按本规程第条的有关规定采用时壳板水平方向的位移应由下列公式计算式中带肋旋转壳在环向按截面面积折算的厚度环向肋间距图环向肋截面面积与宽度为肋间距的壳板横截面面积之和图图带肋壳单元折算截面面积中带斜线部分的截面面积壳体特征长度参数应采用下列公式计算工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统式中带肋旋转壳在经向按截面惯性矩折算的厚度带肋旋转壳外环边缘处在经向按截面惯性矩折算的厚度带肋旋转壳内环边缘处在经向按截面惯性矩折算的厚度经向肋截面与宽度为肋间距的壳板截面之和对其总截面形心轴的惯性矩经向肋间距采用本规程第节的有关规定时壳板在内外环边缘处的厚度应采用相应的按惯性矩折算的厚度即系数及中的应改用及验算带肋壳的稳定性时带肋壳承受的法向均布荷载设计值应符合下列要求式中带肋旋转壳在经向按截面面积折算的厚度应取受压区域内最小值工程建设标准全文信息系统'