标准规范下载简介
JGJ22-2012 钢筋混凝土薄壳结构设计规程.pdf3.4.1在地震区应谨慎使用装配整体式薄壳结构。如要 应采取措施保证结构的整体性、连接和支撑的可靠性
3.4.2装配整体式壳体可全部采用预制构件，也可部分
制、部分现浇。采用的方案应结合工程施工现场情况、 案、运输条件和综合经济成本等因素决定。预制构件的划
尽量减少拼缝和构件类型，并简化接头处理GB 50425-2019 纺织工业环境保护设施设计标准，应便于堆放、运 输、安装和施工，安装后的壳体应符合整体空间受力特性。
率不大时可采用平板代替曲板，但平板的边长应加以限制，避免 与曲面差别过大，边长不得大于3m。
3.4.5为了保证预制壳板的稳定及预制构件在运输、安装过程
中的刚度要求，预制壳板周边应设置加劲肋，本条给出了肋高的 范围。大型构件在运输和安装时的临时支撑应根据具体情况设 置，以保证构件和结构的安全
3.4.7本条给出了预制壳板和边缘构件连接过渡的构造
3.4.8～3.4.11预制壳板接缝的类型可根据实际受力情况采用 混凝土接缝、钢筋混凝土接缝和预应力混凝土接缝等，本规程给 出了三种接缝的构造要求。混凝土接缝适用于受压、受压又受剪 的接缝；钢筋混凝土接缝适用于受压、受拉、受压又受剪、受拉 又受剪的接缝；预应力混凝土接缝适用于在正常使用情况下不宜 出现裂缝的壳体，或接缝中主拉应力较大（大于混凝土抗拉强度 设计值）的情况。 3.4.12本条给出了薄壳结构的预制部分和现浇部分的连接的 左注
3.5.1本条给出了薄壳结构中预应力的适用范围。采用预应力 可提高薄壳结构的刚度和抗裂度，显著改善壳体的受力性能，降 低壳体内钢筋的锈蚀程度，充分发挥混凝土的抗压能力，是一种 值得提倡的技术。当边缘构件支承点间的距离不小于24m时， 即跨度较大时，边缘构件宜配置预应力筋。
预应力筋对结构受力的影响是多方面的：直线型配筋的预应 力可简单作为作用在锚固处的外力，它由混凝土的反力来平衡。 曲线型配筋的预应力除了作为作用在锚固处的外力外，还产生沿 曲线法向的作用，此作用也应同时考虑。 3.5.3预应力薄壳结构在施加预应力和施工过程中的受力特点 与正常使用阶段不同，因此应进行施工过程中的验算。预应力薄 壳的裂缝控制一般较普通结构严格，也应进行验算。 计算预应力薄壳结构时，应考虑预应力损失的影响。 3.5.5端部锚固区应进行局部受压承载力验算。端部锚固区 般应配间接钢筋
预应力筋对结构受力的影响是多方面的：直线型配筋的预应 力可简单作为作用在锚固处的外力，它由混凝土的反力来平衡。 曲线型配筋的预应力除了作为作用在锚固处的外力外，还产生沿 曲线法向的作用，此作用也应同时考虑。
3.5.5端部锚固区应进行局部受压承载力验算。端部锚固区 一 般应配间接钢筋
3.6.1～3.6.7当薄壳结构孔洞尺寸不大时，对于荷载较均匀的 情况，一般可不对开洞削弱影响进行计算，但应在孔洞周围采取 构造措施局部加强。本节规定了不需要进行削弱影响计算的孔洞 尺寸、根据受力特点确定的构造措施要求。对其他情况的孔洞， 应进行专门设计，包括考虑开洞的计算分析和在边缘的构造 加强。
3.7.1薄壳结构伸缩缝的间距应符合现行国家标准《混漆 构设计规范》GB50010的规定，当其中没有数值可直接采 应按该规范规定的原则并参考对其他形式的要求设计。 伸缩缝兼作防震缝时，其宽度尚应符合防震缝的要求
3.7.1薄壳结构伸缩缝的间距应符合现行国家标准《混凝土结
3.7.2本条给出壳板中曲面温度变化和壳体内、外表
的计算方法。施工阶段的温度应力对壳体受力也有影响，！ 也应计算。
3.7.3本条给出当内、外表面温度差在整个壳体上的分不
B.7.4温度变化对壳体应力的影响主要包括：壳板内外表面温
3.7.4温度变化对壳体应力的影响主要包括：壳板内外
度差引起的壳板弯矩；壳板中曲面温度变化引起的平行于边缘构 件方向的轴力、垂直于边缘构件方向的弯矩、壳板与边缘构件交 接处的剪力等。 本条给出了当温度变化分布为常数或接近常数时，计算壳体 温度应力的公式。在计算季节温差影响时，可考虑混凝土徐变、 开裂对减小温度应力的有利影响。 3.7.6壳体受到的温度场作用可能比较复杂，此时应进行专门 的温度应力分析。薄壳结构温度应力的计算应考虑下部结构的
3.7.6壳体受到的温度场作用可能比较复杂，此时应进行专门 的温度应力分析。薄壳结构温度应力的计算应考虑下部结构的 影响。
4.1.1本条给出了薄壳结构的内力与变形分析可采用的三类主
安方法，即机法、千解机法相数 本条强调了应对计算结果（包括解析法、平解析法和数值分 析法的结果）进行判断，判断可基于力学概念、工程经验、简化 计算、类似结构的分析结果对比、不同计算软件的结果对比分析 等，避免采用未经验证和评估的结果。对重要或复杂的薄壳结构 工程，当采用计算机软件进行结构计算时，一般可采用两套计算 模型符合工程实际的软件，对计算结果进行分析对比，
4.1.2现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010采用弹 性方法计算作用效应，在截面设计时考虑材料的弹塑性性质，本 圳租纯构分板出平用通性宝汁
4.1.2现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010采用弹
4.1.3本规程第5～9章分别对形体比较规则的圆形
基于壳体控制方程的简化公式，有较好的精度，便于实际应用， 还可作为半解析法和数值分析法计算结果的参照，采用时应注意 其适用范围和应用条件。 当薄壳结构形体复杂或荷载作用不规则时，本规程给出的计 算公式不再适用，此时应采用有限单元法建立计算模型、进行整 体分析。
4.1.5壳板分析是针对中曲面的，计算曲率应采用中曲面的
对于扁壳，可以假定采用底平面投影的度量来近似中曲面的 度量，例如中曲面的线性微元ds可以用其在底平面的投影近 似，即ds²～d²十dy，中曲面在坐标轴方向的初始曲率和扭曲率 也可近似为 = ² /、= ²/, 这是扁壳理论应用的基础。一般来说，当壳板失高与最小跨度之 比不大于1/5时，采用扁壳理论计算不至于产生工程上不容许的 误差。
4.2解析法和半解析法
.2.1解析法是指对薄壳结构控制偏微分方程直接推导得至 的解析表达式的方法，一般股用于形体比较规则且边界约束 较简单的薄壳结构。
开件比技规贝 F 比较简单的薄壳结构。 4.2.2对于简化后的常微分方程边值问题，可用解析法或常微 分方程求解器法求解
4.2.2对于简化后的常微分方程边值问题，可用解析法或常微
常微分方程求解器法是一种直接调用常微分方程求解器求解 常微分方程的方法。常微分方程求解器可采用程序COLSYS。 该求解器对线性和非线性、单一的和联立的常微分方程边值问题 均适用。将方程及边界条件输入求解器，并根据需要为解答设置 个误差限，即可求解。对于非线性问题，还需为求解器提供 个初始解供选代使用。
4.2.3对薄壳结构的平解析法摘要分述如下。
4.2.3对薄壳结构的平解析法摘要分述如下。 1差分线法
的数值分析法主要包括能量差分法和有限单元法，分述如下。 1能量差分法 能量差分法是基于普通或广义变分原理的数值方法。该法直 接从有关的变分原理推导出代数方程组来求解，即在泛函式中， 导数用差分来近似，积分用有限和来代替，从而可将求泛函驻值 的问题转化为求多元函数驻值的问题。能量差分法实质上就是一 种简单的有限单元法。 2有限单元法 有限单元法将续的求解域离散为有限个单元的组合体，在 单元内假设待求解未知量的近似函数，该近似函数通常由单元节 点处的数值以及插值函数表达。通过求解以节点值为未知量的联 立方程组，得到节点处的解，再利用插值函数确定单元内部的解 有限单元法可广泛适用于各种壳体形式、各种荷载和边界条件。 4.3.2本条规定了数值分析所选用的计算机程序应达到的要求 4.3.3进行薄壳结构分析时，应对计算机程序的单元特点、求解 方法和应用条件有清晰的理解。应根据结构布置、荷载和边界条件 等实际情况，建立正确的力学和数学模型，采用合适的求解方法。 4.3.4进行薄壳结构有限元分析可采用的单元类型很多，它们 基于不同的假设和推导思路，有不同的适用范围。推导壳单元 时，应用最广的是位移法，混合杂交法也日益受到重视。分析薄 壳时可忽略横向剪切变形的影响，而分析中厚壳和夹层壳时则要 考虑其影响。主要的壳单元类型如下。 1平板型壳单元 平板型壳单元可以看成是平面应力单元和平板弯曲单元的组 合。采用平板型壳单元分析时，将壳体离散为由一系列平板型单 元组成的单向或双向折板。对于任意形状的壳体应采用三角形单 元，对于柱壳可采用矩形单元，对于旋转壳可采用四边形单元，
3.3进行薄壳结构分析时，应对计算机程序的单元特点、习 法和应用条件有清晰的理解。应根据结构布置、荷载和边界条 实际情况，建立正确的力学和数学模型，采用合适的求解方法
5.1.1、5.1.2给出了在轴对称荷载作用下，不带肋的闭口或开 口圆形底旋转壳壳板内力的计算公式。其中，分布轴向力和分布 剪力的基本单位是“kN/m，分布弯矩的基本单位是“kN·m/ m”，在对应的量纲相同的情况下，各项也可以采用其他的单位。 使用时应满足下列限制条件： （1）荷载轴对称且沿经向没有突变： （2）壳板厚度沿经向没有突变： （3）壳板不带肋； （4）特征长度参数满足条件Ca 下，内力和位移可采用表5.1.4所列公式计算。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，表中公式带有三个 积分常数Ci、C2、C6：应利用外环处三个边界条件求出；对于开 口壳，表中公式带有六个积分常数C1、C2、C3、C4、C5、C6，应利用 内环与外环处各三个边界条件列出六个方程式联立求解。 表 5.l.4 中 ber、ber、bei、bei'、ker、ker’、kei、kei'为 汤姆生函数（或称开尔文函数（Kelvin Functions））及其一阶导 数，可从有关的数学手册中查找 5.1.5本条给出了边界条件确定的原则，并具体给出了当边缘 构件截面为矩形时壳板内、外环边缘处的弹性边界条件公式。 5.2集中荷载和环形荷载作用下的 5.2.1本条给出了圆形底旋转壳在集中荷载作用下壳板内力和 位移的计算公式，有关的计算系数表格在本规程附录A.2中给 出。公式中所用的荷载采用设计值还是标准值，应根据是验算承 载力还是变形来决定。 5.2.2本条给出扁球壳在轴对称环形均布荷载作用下壳板日 力和位移的计算公式，前提条件是荷载作用点距壳板边 距离大于壳体特征长度的3倍。第1款给出在荷载作用 以内的计算公式，第2款给出在荷载作用范围以外的 公式。 及孔边竖向均布线荷载作用下壳板的最大经向弯矩和内环梁弯矩 的计算公式，限制条件为S2>3C且（r。十3C）/（4rs）<1/5 5.2.5本条给出不满足上列规定，但在一定条件下可按上列规 定计算的情况。 5.3雪、风荷载作用下的计算和稳定验算 5.3.1、5.3.2对旋转壳的雪荷载和风荷载计算作了相应规定。 5.3.3对旋转壳在均匀、规则荷载作用下的稳定性验算采用统 形式的公式，公式中包括了安全系数，其中荷载采用设计值。 在应用时应注意曲率半径的取值。 对在均布法向荷载作用下的匀质、各向同性球面壳，采用经 典弹性稳定理论（见Theory of Elastic Stability，Tirnoshenko， 1936）可得到壳体的线弹性临界荷载： 对钢筋混凝土壳体，可令μ=0，则qcr=1.155E。（t/rs）"。研究 发现由该式计算得到的临界荷载与试验值相比有很大的差距；原 因在于实际钢筋混凝土薄壳结构的稳定性与理想情况有很大不 同，它涉及大变形影响、初始缺陷、混凝土徐变和收缩、支承条 件、材料非线性性质等许多非常复杂的问题，多种因素会引起稳 定承载力的降低。 在实际应用中，对于较规则的情形，容许荷载可采用与式 4）相同的形式估算，将式（4）中的因子2/3（1一）和多 种影响因素归结为一个系数K，即： qer = KE.() 系数K由试验和研究成果并结合工程经验得到。本条规定对应 的系数K取为0.06。 对一般情形的非规则薄壳结构，本条规定不再适用，其稳定 性应进行专门的分析论证 1~5.4.3对带肋旋转壳仍可采用薄膜理论加边界效应的方 行计算。边界效应的齐次微分方程为： C = 0. 76/ toir2v tal toA 由此可知带肋壳特征长度参数与无肋壳的差异。 5.5壳体环梁的内力 5.5.1～5.5.4壳体外环、内环的内力包括轴向内力、 1～5.5.4壳体外环、内环的内力包括轴向内力、绕截面水 平中性轴的弯矩等，本节给出了外环为连续支承或有限个支柱支 承时的内力计算公式。 5.6.3设置的附加钢筋应能使壳板承担集中荷载作用所引起的 弯矩，因此附加钢筋应位于靠近壳板表面处 5.6.4根据经验，当外环梁承受的拉应力大于混凝土抗拉强度 设计值的8倍时，宜采用预应力配筋，或采取其他构造措施。 6.1.1本条给出了双曲扁壳的基本组成部分和常用形式。双曲 偏壳的矢高与最小边长之比不应大于1/5，也不宜太小。太大时 采用扁壳理论进行分析将弓引起不可忽略的误差；太小时扁壳类似 于平板，不能起空间结构的作用。为了获得较好的力学性能，要 求不等曲率双曲扁壳的较大曲率与较小曲率之比不大于2、底面 长边与短边之比不大于2。 6.1.2本条给出了双曲扁壳的曲率近似表达式和曲面方程。 2均布荷载作用下的内力计： 6.2.2对壳板的内力计算区域进行划分，不同的区域采用不同 的计算公式。 6.2.3本条给出了满足第6.2.2条的条件、并按其要求划分区 域的壳板轴向力和剪力的计算公式。 5.2.4本条给出了满足第6.2.2条的条件、并按其要求划分区 域的壳板分布弯矩、扭矩及竖向剪力的计算公式。 6.2.5本条给出了在任意边界形状和任意边界条件下双曲扁壳 的内力和位移解析解计算方法。在更一般的情况下，应采用有限 元法进行计算。 6.2.6本条给出了正方形底球面双曲扁壳在a/Ci或6/C2小于9 时的计算方法， 6.3半边荷载和水平荷载作用 3.1～6.3.7双曲扁壳在一般荷载情况下，当没有计算公元 以采用时，应采用有限元法进行计算。 6.4.1、6.4.2给出了等曲率和不等曲率双曲扁壳在法向均布荷 载作用下的稳定性验算公式，该公式与第5.3.3条圆形底旋转壳 的稳定性验算公式具有相同的形式，公式中包括了安全系数，其 中荷载采用设计值 6.5.1本条给出了带肋双曲扁壳按无肋壳公式近似计算的条件 和相应的折算参数计算公式。根据经验，壳板加肋时肋的间距不 宜大于7。 6.5.2本条给出了带肋双曲扁壳在法向均布荷载作用下的稳定 性验管公式 6.5.2本条给出了带肋双曲扁壳在法向均布荷载作用下的稳定 6.6.1 双曲扁壳的边缘构件可采用多种形式，本条列出了 常用的形式。 常用的形式。 5.6.2、6.6.3边缘构件与双曲扁壳一起进行计算时，应注意二 者间力的平衡和变形的协调关系 6.6.2、6.6.3边缘构件与双曲扁壳一起进行计算时，应注意二 7.1.1圆柱面壳的边梁和横隔对于壳体的整体受力是关键的 构件。 .2.绍出布成 7.2.2、7.2.3给出了带肋圆柱面壳的稳定性验算公式，应注意 公式的前提条件。 7.3.1 给出了边梁常用的五种形式和其适用范围。 7.3.2 给出了边梁的构造要求。 7. 3. 3 给出了圆柱面壳横隔常用的形式。 7.3.3给出了圆柱面壳横隔常用的形式 7.4.1规定了柱壳两端1/5跨度1的范围内不得设置孔洞 7.4.3给出圆柱面壳的配筋要求。 震区应谨慎采用装配整体式圆柱面壳，如必须采用时，应采取措 施保证结构的整体性、连接和支撑的可靠性 7.4.5~7.4.8给出装配整体式圆柱面壳常用的四种形式的适用 范闺和构造要求 8.1.1本规程修订时结合现有工程经验，对本章内罕 8.1.1本规程修订时结合现有工程经验，对本章内容进行了较 大幅度的调整，使其不仅限于扁扭壳，更适用于一般的双曲抛物 面扭壳。一般意义上的双曲抛物面扭壳可通过一曲率向下的抛物 线平移于另一曲率向上的抛物线生成，形成负高斯曲率壳。双曲 抛物面扭壳的形状丰富，可以满足不同的建筑造型要求。 8.1.2矩形底面的直纹双曲抛物面扭壳常用四种形式：单块双 项扭壳、向下翘曲的单块单倾扭壳、向上翘曲的单块单倾扭壳、 组合扭壳。对于其中的扁壳情形，可近似将曲面方程中的系数项 直接当成扭曲率；对非扁壳情形，不可将系数项直接当成扭 曲率。 8.1.3双曲抛物面扭壳厚度应考虑承载力、保护层厚 等因素。当有集中荷载作用时，按照经验，扭壳厚度不应小于 80mm。规定矩形底扭壳底面长边与短边的限值是为了取得较好 的双向传力效果。 8.1.4双曲抛物面扭壳壳板与边缘构件连接部位的厚度应平缓 过渡，本条给出了变厚度的要求。公式（8.1.4）是按冲切条件 等因素。当有集中荷载作用时，按照经验，扭壳厚度不 80mm。规定矩形底扭壳底面长边与短边的限值是为了取 的双向传力效果。 8.1.4双曲抛物面扭壳壳板与边缘构件连接部位的厚度应平缓 过渡，本条给出了变厚度的要求。公式（8.1.4）是按冲切条件 导出的厚度计算公式。 8.2.1双曲抛物面扭壳结构的受力特性较复杂，本规程推荐优 先采用有限元法进行计算。有限元法可用于各种形状、各种荷载 和边界条件的扭壳结构计算，自前的计算机软件和硬件水平完全 可以满足计算要求。· 从实用的角度考虑，本规程不再列人原规程中计算四边简支 单块双曲抛物面扁扭壳、四边简支组合扁扭壳在竖向均布荷载作 用下的内力和位移的附录D，其中包含了计算公式和各种条件下 采用的计算系数表。 2.3注意按扁壳理论计算内力和位移的适用范围 于扁扭壳情形，当不符合扁壳条件时这些公式不再适用 2.5对于扁扭壳，将总荷载折算成水平投影面上的竖向均 载计算不会引起大的误差， 段的初步计算。对于需要更精确结果的情况，应采用精确公式或 有限元法的结果。 有条件时，提倡对钢筋混凝土薄壳结构的稳定性进行考虑 陷、大变形、混凝土开裂、徐变和收缩、材料非线性等的专 究。 矩形单块扭壳边缘构件在壳体两对角支座处产生的沿对 向的水平推力可分别沿两个坐标轴方向计算，然后叠加。 8.4.1本条按工程经验对双曲抛物面扭壳配筋的最小规 式、间距作了规定， 8.4.1本条按工程经验对双曲抛物面扭壳配筋的最小规格、.形 于扭壳具有直纹线GB/T 42097-2022 地上石油储（备）库完整性管理规范，预应力钢筋可以沿壳体直纹方向双向布置。 9.1适用范围和几何尺一 9.1.1本条规定了本章内容的适用范围，适用于承受的荷载比 较规则、周边形状也比较规则的矩形或圆形底膜型扁壳，在此条 件下壳体可以按膜型受力考虑。 9.1.2膜型扁壳的配筋量很小，可节约材料，但破坏时延性不 足，抗震性能较差，不宜在9度区采用。 9.1.3本条给出了膜型扁壳平面尺寸的限制。 9.1.4本条给出了膜型扁壳矢高的限制 9.2.1本条给出了膜型扁壳成型计算的基本假定和基本方法 膜型扁壳的形状与所承受的荷载密切相关 9.2.2本条给出了膜型扁壳在竖向均布荷载作用下中曲面的控 制方程。 9.2.3本条给出了矩形底膜型扁壳各相关参数的计算公式。 9.2.4本条给出了圆形底膜型扁壳各相关参数的计算公式 9.2.3本条给出了矩形底膜型扁壳各相关参数的计算公式 9.3.1本条给出了膜型扁壳在均布荷载作用下GTCC-090-2019 应答器-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，边缘构件及其 配筋的计算公式。 .1～9.4.3膜型扁壳的构造主要应注意壳板在角部（对矩 莫型扁壳）的构造钢筋和边缘的变厚度过渡，以及边缘构件 部的构造。 统一书号：15112·21856 定价：24.00元