钢筋混凝土薄壳结构设计规程_部分(IV)

'工程建设标准全文信息系统lBa)形式Iab)形式Ib312d)形式IIc)开天窗孔的制构件45678e)形式IIIf)形式IV图装配整体式圆柱面薄壳的型式焊接天窗架的预埋件穿预应力筋的孔洞临时拉杆预制横隔预制边梁段预制肋拱预制肋拱的临时拉杆预制壳板制拱形板每块拱形板均应设置两根临时拉杆防止起吊时发生过大的弯曲变形工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统壳板与边梁的接头及各预制拱形板之间的接头应分别符合本规程第和条的规定形式适用于大跨度应满足下列要求整个壳体应由横隔边梁段肋拱及壳板四种平面预制构件拼成拼装时应先将边梁段横隔及肋拱通过边梁中预应力钢筋连成一空框然后将预制壳板搁于肋拱上再通过板缝的纵向预应力筋及混凝土灌缝连成整体边梁应采用预应力配筋形式适用于短壳整个壳体可划分为预制板及预制拱架两种构件拱架也可作成装配整体式结构当有可靠依据时亦可采用其他型式的装配整体式柱面壳柱面壳的边梁与支柱的连接可设计为铰接当边梁施加预应力时应考虑对柱子的影响宜采取相应的构造措施工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统双曲抛物面扁扭壳几何尺寸双曲抛物面扁扭壳可采用单体集合型扁扭壳或连续型扁扭壳单体集合型扁扭壳可采用单块双倾单块单倾和组合型等型式各种单体扭壳的中曲面表达式及扭曲率应符合下列规定单块双倾扭壳图的中曲面和扭曲率可由下列公式表示式中壳板中曲面的扭曲率单块壳沿方向的边长单块壳沿方向的边长单块双倾扭壳中曲面最大矢高的倍与图示方向相反时取负值向上翘曲的单块单倾扭壳图其中曲面和扭曲率可由下列公式表示式中壳板的矢高与图示方向相反时取负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oof0.5ababzf0.5zxf0.5xyyff0.5a)单块双倾扭亮b)单块双倾扭亮之一xfoaabzxayfobbyzc)单块双倾扭亮之二d)组合型扭亮图双曲抛物面扁扭壳的型式向下翘曲的单块单倾扭壳图其中曲面和扭曲率可由下列公式表示组合型扭壳图靠近坐标原点一块的曲面和扭曲率可由下列公式表示矩形底单块扭壳的几何尺寸应符合下列要求扭壳底边边长之比宜取为单块单倾扭壳矢高与短边之比宜取为单块双倾扭壳矢高与短边之比宜取为工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统组合型扭壳矢高与短边之比宜取为计算方法满足本规程第条规定的单块扭壳可采用扁壳理论计算内力和位移进行壳体内力和位移计算时可将壳板与覆盖物的自重均布雪荷载等按其总值折算成水平投影面上的竖向均布荷载四边简支扭壳应符合下列边界条件平行于轴的两个边界处简支边界条件应符合下列要求平行于轴的两个边界处简支边界条件应符合下列要求四边简支单块扭壳在竖向均布荷载作用下内力和位移的计算应符合本规程第条的规定四边简支组合型扭壳在竖向均布荷载作用下内力和位移的计算应符合本规程第条的规定连续型扭壳宜采用有限元法进行整体分析边缘构件扭壳的边缘构件可采用桁架边梁加密排柱或刚性墙体工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统等扭壳的边缘构件可根据aox壳板传来的水平剪力竖向剪力HxH和自重等荷载按普通结构力学1方法进行计算bvtHy拉杆单块壳体在竖向均布荷Hvt载作用下在支座处产生的沿对角线方向的推力图可由y下列公式计算图壳体在支座处的推力边缘构件式中壳体在支座处产生的沿对角线方向的推力o24xy13图单块扭壳屋盖的边缘构件与拉杆边缘构拉杆锚于地内的斜拉杆吊杆壳体在支座处沿对角线方向的推力可由设置在对角线方向的钢拉杆承担亦可由设置在该支座附近的两对锚于地下的斜拉杆图承担当采用钢拉杆时应先将拉杆拉紧且应采用吊杆将拉杆吊于壳板上吊杆的数量不应少于根且应均匀布置工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统qLvtvtfNNx2a(2b)图拉杆人字架当组合型扭壳的边缘构件采用等截面拉杆人字架图时拉杆的内力计算应符合下面规定在壳板传来的边缘剪力作用下拉杆内力可由下列公式计算式中分别为人字架上弦的材料弹性模量截面惯性矩分别为拉杆的材料弹性模量截面面积人字架矢高边缘剪力作用下的拉杆内力在竖向线荷载作用下拉杆内力可由下列公式计算式中竖向线荷载作用下的拉杆内力构造要求扭壳壳板的配筋应符合下列规定可根据内力值采用单层或双层平行于壳边缘直线方向的方格钢筋网并应在壳体角隅加厚部分设置与边缘成角的间距不小于的斜钢筋工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统钢筋也可根据壳板的受力特征沿壳板对角线方向配置现浇组合型扭壳的拼接部位图应符合下列规定十字形交接缝附近的局部区域应逐渐加厚到倍壳体厚度加厚的范围应满足承受该处弯矩及其它内力的要求且不应小于短边边长的倍同时应使折线表面比较平滑地过渡加厚范围内在垂直于交接缝方向应按计算配置足够的负弯矩钢筋同时还应满足下列构造要求至少应配置间距不大于的的横向构造筋在沿交接缝方向应附加配置不少于根的纵向构造钢筋126103~4t≥t1a)平、立面b)截面I-I图现浇组合型扭壳的构造拼接部位纵向构造钢筋横向构造钢筋在组合型扭壳边缘区不小于短边边长倍的区域内应局部加厚至倍壳板厚度工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统在组合型扭壳的边缘壳板的上下两层钢筋均必须锚入边缘构件内其中上层钢筋的锚固长度不得小于倍钢筋直径下层钢筋的锚固长度不得小于倍钢筋直径此外钢筋锚固长度还应符合现行国家标准混凝土结构设计规范的规定当采用装配整体式扭壳时可沿和轴方向将整个壳板划分为若干块体且壳板块体的边缘处应留齿槽并应将钢筋由壳板内伸出拼装时在壳体块体的每一接缝内应放置一根纵向钢筋并应将壳板伸出的钢筋绑牢在此纵向钢筋上最后用砂浆灌缝浇成整体装配整体式组合型扭壳沿交接缝方向至少应配置根的纵向构造钢筋拼装时应将壳板伸出钢筋及其他伸出钢筋与纵向构造钢筋绑扎牢固所有伸出钢筋的锚固长度不应小于倍钢筋直径且符合现行国家标准混凝土结构设计规范的各项规定最后灌筑混凝土形成整体图≥图装配整体式组合型扭壳的接缝构造现浇混凝土纵向构造筋预制壳板工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统膜型扁壳适用范围和几何尺寸本章适用于受均布荷载或填充荷载周边在同一水平面内的矩形或圆形底膜型扁壳抗震设防裂度为度的地区不宜采用膜型壳矩形底膜型扁壳的最大边长不宜大于长边与短边之比不宜大于圆形底膜型扁壳的最大直径不宜大于矩形底膜型扁壳壳板中央的最大矢高宜为矩形底面对角线长度的圆形底膜型扁壳壳板中央的最大矢高宜为圆形底面直径的成型计算膜型扁壳成型计算时可假定壳板中只存在相互正交的两个主压内力且各处的主压内力均相同然后根据这种内力由薄膜理论求得中曲面方程膜型扁壳在竖向荷载作用下其中曲面的基本控制方程可采用下列公式式中膜型扁壳截面上给定的均布线压力壳板周边的竖向位移为零矩形底膜型扁壳图中曲面的相关参数应符合下列规定在竖向均布荷载作用下图各相关参数的确定应符合下列规定工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统zqvyfoxbxzbhthufaaox图矩形底膜型扁壳壳中曲面的坐标可由下列公式计算式中壳底面边长之一参数按表规定采用壳板中央矢高可由下列公式计算y12131415891011b45670123xbaa工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统在各点的数值表壳中曲面在周边处的倾斜度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壳底面边长之一壳中曲面周边中点最大倾斜度中的系数可按表规定采用其他各处的倾斜度可按抛物线图形变化计算壳板周边垂直于底平面的线反力可由下列公式计算总荷载可由下列公式计算在填充荷载作用下图各相关参数的确定应符合下列规定壳中曲面的坐标可由下列公式计算式中填充材料的重力密度填充材料顶面到壳底面的距离壳板中央矢高可由下列公式计算壳中曲面在周边处的倾斜角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壳板周边垂直于底平面的线反力可由下列公式计算总荷载可由下列公式计算计算壳面周边中点的最大倾斜度中的系数表计算公式圆形底膜型扁壳图中曲面的相关参数应符合下列规定在竖向均布荷载作用下图各参数的确定应符合下列规定壳中曲面坐标可由下列公式计算式中膜型扁壳圆形底半径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膜型扁壳中曲面上计算点在底面上的投影距圆心的距离壳中曲面中央的矢高可由下列公式计算壳中曲面在周边处的倾斜角可由下列公式计算壳板周边垂直于底平面的线反力可由下列公式计算总荷载可由下列公式计算在填充荷载作用下图各参数的确定应符合下列规定zqvroozhthurafo图圆形底膜型扁壳壳中曲面的坐标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也可根据不同的值由表查得各区段间的值可采用插入法求得函数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壳板中央的矢高可由下列公式计算壳中曲面在周边处的倾斜角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一阶虚变元的贝塞尔函数壳板周边垂直于底平面的线反力可由下列公式计算荷载可由下列公式计算边缘构件在竖向均布荷载作用下膜型扁壳边缘构件的配筋设计应符合下列规定沿周边支承的圆形底膜型扁壳的边缘构件应按下列公式进行验算式中结构重要性系数取竖向均布荷载设计值圆形底膜型扁壳边缘构件中的钢筋膜型扁壳边缘构件的截面有效高度混凝土的弯曲抗压强度设计值钢筋的抗拉强度设计值四角支承矩形底膜型扁壳的边缘构件应按下列公式验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膜型扁壳对应于边长的边缘构件的计算弯矩矩形底膜型扁壳边长的边缘构件的钢筋截面面积沿周边支承的矩形底膜型扁壳的边缘构件应按下列规定验算对应于边长的边缘构件应按下列公式验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对应于边长的边缘构件应按下列公式验算当荷载为填充荷载时可将总荷戴除以壳底平面面积化为竖向均布荷载然后采用本规程第条的规定构造要求膜型扁壳的壳板厚度不应小于在矩形底膜型扁壳四角处应设置垂直于对角线方向的间距为的附加斜>30d>30d筋设置范围不小于由壳体角点至对角线长度的区域在此区域内壳板应逐1渐加厚至倍壳体厚度在壳体的两个方向设置间距为23的构造钢筋网并将这些钢筋伸入边缘构件图膜型扁壳拐角的配筋内附加斜筋边缘构件壳板膜型扁壳应置于墙上井字梁上或周边为刚性的建筑物或构筑物内当为柱支承时边缘构件应具有一定的刚度矩形底膜型扁壳周边的边缘构件应参照刚接闭合框架的构造措施在拐角处适当加腋并设置附加斜筋图当壳体为四柱支承时边缘构件的截面高度不得小于相应跨长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附录圆形底旋转薄壳的计算公式壳体边缘附近的内力修正值圆形底旋转薄壳在轴对称荷载作用下壳板的边界条件应符合下列规定外环边缘处壳板边界条件应符合下列规定铰支边界条件应满足下列公式式中边界上按薄膜理论计算的水平位移值可按本规程公式算得或按本规程表查得计算中所用的角应根据外环边缘或内环边缘取或值固定边界条件应满足下列公式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为边界上按薄膜理论计算的经向转角可按本规程公式算得也可取为零外环梁截面为任意形状时壳板外环边缘处的弹性边界条件应满足下列公式式中旋转壳壳板外环边缘处的经向转角旋转壳外环梁与壳板相接处的经向转角旋转壳壳板外环边缘处的水平位移旋转壳外环梁与壳板相接处的水平位移外环梁截面为矩形时图壳板外环边缘处的弹性边界条件应满足下列公式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实际的预加压力分别为外环截面的面积绕水平中轴的惯性矩壳板外环边缘处壳板截面上经向的薄膜分布轴向力可由本规程公式算得注本条公式中带下划线的项均为远端影响项一般为次要项内环边缘处壳板边界条件应符合下列规定自由边界条件应满足下列公式式中壳体内环边缘处截面单位长度上的经向薄膜轴力可由本规程算得内环截面为任意形状时壳板内环边缘处的弹性边界条件应满足下列公式式中旋转壳壳板内边缘处的经向转角旋转壳内环梁与壳板相接处的经向转角旋转壳壳板内边缘处的水平位移旋转壳内环梁与壳板相接处的水平位移内环梁截面为矩形时图壳板内环边缘处的弹性边界条件应满足下列公式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分别为内环截面的面积绕水平中轴的惯性矩注本条公式中带下划线的项均为远端影响项一般为次要项圆形底旋转薄壳在轴对称荷载作用下边缘附近各项修正内力和的计算应符合下列规定当壳板特征长度参数其中之一大于壳板内环边缘到外环边缘弧长的时应根据壳板边界的实际情况从本规程公式中列出内外环边缘处的一组方程组当壳板特征长度参数均小于壳板内环边缘到外环边缘弧长的时可在本规程公式中忽略下带下划线的项然后根据壳板边界的实际情况分别列出内外环边缘处的两组彼此独立的联立方程组求解上述联立方程组即可求得圆形底旋转薄壳在轴对称荷载作用下壳板边缘附近各项修正内力旋转薄壳的薄膜内力和位移计算公式圆形底球面壳旋转抛物面壳椭球面壳承受轴对称荷载如自重雪荷载法向荷载和内圈线荷载其薄膜内力与位移计算公式见表闭口圆形底球面壳旋转抛物面壳椭球面壳承受不对称荷载如不对称雪荷载风荷载其薄膜内力计算公式见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轴对称荷载作用下旋转薄壳的薄膜内力与位移计算公式表go荷载ψoψψo类型ψ自重雪荷载荷载公式开薄口膜壳内力公闭球式口壳面开壳口位壳移公式闭口壳开薄口膜壳内力公闭旋式口转壳抛物面开壳口位壳移公式闭口壳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qLoqnψoψψoψ壳体的几何特征法向荷载线荷载仅内圈梁有线荷载22r+(r-y)=r2ssrfrararψsψoy旋转经线的曲线方程式为壳体的曲率半径为y=rr2arfraraψψoy旋转经线的方程式为壳体的曲率半径为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开口壳薄膜内力公式闭口壳椭球面壳开口壳位移公式闭口壳工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统2r2(b-y)+=122abrfbψoψbr2r2aay旋转经线的方程式为壳体的曲率半径为工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统不对称荷载作用下闭口旋转薄壳的薄膜内力计算公式表sψθψo荷载类型不对称雪荷载荷载公式时球面壳旋转抛物面壳薄膜内力公式椭球面壳注壳体几何特征与表相同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wθψfL荷载类型风荷载当时荷载公式当时表列式中所有包含的项均为零球面壳旋转抛物面壳薄膜内力公式椭球面壳工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统附录双曲扁壳的内力和位移计算及系数表内力和位移控制方程的求解不等曲率不带肋双曲扁壳在任意法向荷载作用下的内力和位移可采用控制方程求解并应符合下列规定控制方程可采用下列公式式中壳面点上的法向分布荷载壳体的应力函数控制方程的求解应符合下列规定控制方程的解应为完备通解和特解之和完备通解应满足下列公式式中公式的完备通解完备通解的实数部分应满足下列公式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公式解的实数部分待定系数待定系数壳板内力和位移可由应力函数从下列公式计算而得完备通解的实数部分所涉及的待定系数和的求解应符合下列规定在壳板边界上取个点可建立个边界条件形成下列求解待定系数的矩阵方程工程建设标准全文信息系统'