30m跨预应力混凝土双曲抛物面壳板结构设计
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预 应力 混凝 土双 曲抛 物 面壳板 学名 为负 高斯 曲 率板（ Ｎ ｅ ｇ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｇ ａ ｕ ｓ ｓ ｉ ａ ｎ Ｃ ｕ ｒ ｖ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ） ， 俗 称 马 鞍 形板。１ ９ ６ ４年 由西 德 Ｎ Ｏ ＭＯ Ｃ Ｏ工 程 师 首 创 ， １ ９ ７ ２ 年 我 国 国内研 制 成 功 。 １ ９ ７ ８年 获 得 国 家科 学 大 会 奖及 浙 江省 科技 大 会 奖 ， 该 结 构 迅速 推 广 应 用 于 仓 库、 工业 厂 房 、 影剧院、 车 站 站 房及 住 宅 等 工 业 与 民
１ ５ 、 １ ８ 、 ２ １ 、 ２ ４ 、 ２ ７ 、 ３ ０ ｉ ｎ七 种 类 型 。
关键词 ： 预应力 ； 双曲抛物面壳板 ； 结 构设 计
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ３ ７ ８ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—３ ７ ０ ７ （ ２ ０ １ ４ ） １ ２— ０ ０ １ ８—０ ５
摘 要： 预应力混凝士双曲抛物面壳板， 俗称马鞍 形板， 其曲面方程式为Ｚ＝ ・ 一 ・ 告 ， 该板曲面由两组直母线组成， ａ Ｏ一
预应力钢筋呈交叉直线张拉 ， 推 广 应 用 于 中 大 型 厂 房 屋 盖 结 构 中 。 在此 以 ３ ０ ｉ ｎ长 度 壳 板 的结 构设 计 为例 ， 按 现 行 规 范 和工 程 实践 经验 ， 对 原 标 准 设 计 作 了一 些 修 正 ： 正 截 面 承 载 力 计 算 采 用规 范 方法 ， 将 截 面高 度 划 分 为 １ ０ ｍ ｍ的有限多个混凝土单元 ， 正 常 使 用 极 限状 态 验 算 按 二 级 裂 缝 控 制 等 级 ｋ一 。 。 ≤＾ ， 预 应 力 钢 筋 采 用 １×３ ４ ， １ ０ ． ８钢 绞 线 和 Ｃ ４ ０、 Ｃ ５ ０混 凝 土 ， 壳板按 长度分 为 １ ２ 、
表 ２ 曲 线 １坐标 值
１ ． ２ 壳板 各 断 面几何 尺 寸 曲线 １ 方 程式 ． Ｚ － 曲线 ２方程式 ： ｚ ２ ｚ ×
ａ２
１ ０ ３ ５
＋７ ０＝ １ ０ ４ ５× ＋７ ０
表 ３ 曲 线 ２坐标 值
表 ４ 曲 线 ３坐标 值
２ 设 计 条 件
（ １ ） 设 计使 用 年 限 ５ ０年 ， 适 用 于 非 地 震及 抗 震
设 防烈度 为 ６度及 ７度 地 区一般 工 业与 民用 建筑 的 大型 屋 盖 ， 基 本风 压 为 ０ ． ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ， 地 面 粗 糙度 类 别
屋 盖 采 用 双 曲抛 物 面形 状 壳 板 ， 其 高 度约 为 跨 度 的 取值 ， 壳板厚度取 ５ ０～８ ０ ｍｍ（ 图１ ） 。壳 板
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ８— ０ ８
的直母 线相 交 ， 从 而 为 预 应 力 钢 筋 的直 线 张拉 提 供
作者简 介： 李相启 （ １ ９ ８ ２ 一） ， 男， 湖北大冶人 ， 工程师 ， 从 事 建 筑 结 构 设 计 与研 究 工作 。
Ｊ Ｌ ＿ — ｌ ＿ ＿
图 １ 壳 板
浙 江等 地 区 ， 在单 层 工 业 厂 房 大跨 度 屋 盖 中推 广 应
用 了预 应力 马鞍 形 屋 面板 ， 取 得 了 良好 的经 济 效 益
和社会 效益 。
的 曲面 方程 如下 ：
２ ２
Ｚ＝ ・ 一 ｆ ｙ・ ｙ
Ｕ ０
１ 形 状ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和 几 何 尺 寸
１ ． １ 壳板 形状
式 中
一 壳板 的横 向 、 纵 向矢 高 ；
ａ 、 ６ 一 壳板 的半 宽 。 壳 板 采用 先 张 法 预应 力 混 凝 土 浇筑 ， 该 板 曲面
由两组 直母 线组 成 ， 同 组 的 直 母 线 互 相 异 面 不 同 组
李相 启 ， 钱 志浩 ， 董建 新 ， 卢 国平
Ｌ Ｉ Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｑ ｉ ，Ｑ Ｉ Ａ Ｎ Ｚ ｈ ｉ ｈ ａ ｏ，ＤＯ ＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ ｘ ｉ ｎ，Ｌ Ｕ Ｇ ｕ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ
（ 浙 江华 恒 建 筑 设 计 有 限公 司 ， 浙江 海宁 ３ １ ４ ４ ０ ０ ）
浙 江建 筑 ， 第３ １ 卷， 第 １ ２期 ， ２ ０ １ ４年 ｌ ２月
Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｖｏ １ ． ３ １ ，Ｎｏ ． １ ２，Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ４
３ ０ ｍ 跨 预 应 力 混 凝 土 双 曲抛 物 面 壳 板 结 构 设 计
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｂ ｏ ｌ ｉ ｃ Ｐ ａ ｒ ａ ｂ ｏ ｌ ｏ ｉ ｄ Ｓｈ ｅ ｌ ｌ Ｐｌ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ
Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ３ ０ ｍ Ｓｐ ａ ｎ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ
用 建筑 屋盖 中 ， １ ９ ８ ２年 浙 江 省 建 工 局 批 准 了 《预 应
力 钢筋 混凝 土 马鞍形 屋 面板》 标 准设 计 。 随着钢 筋 混 凝 土 结 构 等 规 范 … 和 技 术 标 准 的
逐 步完 善及 建筑 工业 化 深 入发 展 。２ ０ ０ ５年 起 江苏 、
第 １ ２期
李相启 等 ： ３ ０ ｉ ｎ跨预应力混凝土双 曲抛物 面壳 板结构设计
１ ９
了可 能 性 。
曲 线 ３方 程 式 ： ｚ ， ＝ × ＝ ３ ０ ０× ｙ
１ ． ３ 各 曲线 坐 标 值
表 １ 壳 板 几 何 尺 寸
３ ０ ｉ ｎ壳 板几 何 尺寸见 表 １ ： 各 曲线坐标 值 见表 ２～ ４ 。
