关于“矩形平底无筋扁壳的几个计算理论问题”的讨论

建筑学报1962年第1、3两期刊载了袁啸楚等同志发表的“矩形平底无筋扁壳的几个计算理论问题”的文章(以下简称原文),对交献[1]的某些问题作了进一步的研究。笔者学习之后,提出下面几个问题来讨论。一、关于差分方法的应用均布荷载作用下的无筋扁壳曲面微分方程为:     

几种特殊扁壳的计算和应用

姚肇宁、袁啸楚二同志曾根据预先假定的应力函数或应力,去求无力矩扁壳的曲面方程式。详述了矩形、园形、扇形底边扁壳的计算方法,并备有实用的计算公式和图表;对于三角形、菱形、梯形等底边的扁壳,也提出了应用差分法来计算的途径。这种新的无力矩扁壳的计算方法非常简单,概念明确,容易被工程技术人员所掌握。 原文及匈牙利彼立康教授报告论文的出发点,是假定扁壳中的二个主应力系同号且相等的,这是常碰到的情况。但从另一方面来看,这种假定却限制了求得更为多种曲面形状的扁壳结构。譬如说,对于双曲面形状的扁壳,按上述假定一般是不能求得的。因此,我们力图解除文[2]、[7]中内力分布假定的限制,从而能     

矩形简支不等曲率双曲扁壳的热应力计算——对“扁壳温度应力的计算”及“四边简支矩形底球面扁壳的热应力问题”的讨论和补充

最近,何广乾等同志,薛大为同志及胡海昌同志分别对扁壳温度应力计算的基本方程、矩形底球面扁壳的计算作了很深入的研究。在学习了这几篇文献以后,笔者认为在不等曲率,即k_1≠k_2的情况下也能计算温度应力,并得出角点附近及边缘附近的弯矩及薄膜力的近似计算公式。     

扁球壳结构的塑性极限分析

本文在文献基础上,分析了矩形底扁壳结构的塑性极限状态.利用机动法分别求出了等矢高方形底、不等矢高矩形底扁球壳的内力和极限荷载,并给出了计算实例.     

非线性扁球网壳的优化设计

分析了非线性变壁厚扁球壳的有矩内力,将其表达成辐角ψ的函数.运用塑性理论中的Tresea屈服条件,进行结构弹塑性阶段的内力研究.并用优化理论的满应力指数法分段进行壁厚的满应力优化设计.给出扁球网壳各杆件的最优尺寸.通过一个算例说明非线性扁球网壳优化设计的过程,并给出内力计算的表格和材料选用的表格.实现非线性扁球网壳的优化设计.     

矩形平底无筋扁壳的几个计算理论问题(二)

四、带柔性边肋矩形平底无筋扁壳边肋计算方法的探讨 带柔性边肋矩形平底无筋扁壳边肋的合理计算,是决定壳体的安全与经济指标的重要关键,也是迫切需要解决的问题。袁文在这方面,虽然已提出了一些探讨意見,但文中一再申明其理论本身尚有矛盾,不能确切的代表实际情况,只建議在指定范围内的小型壳体中作近似估算之用。在袁文刊出以后,我们又进一步对这个问题,做了不少理论上的探索工作。首先根据本文所提供的新的近似曲面方程式,按一般薄壳的计算步骤,参照变曲率双曲扁壳的变分解法,用有弯矩理论公式去求解,分别计算了四边简支,四边柔性     

方底钢筋混凝土球扁壳基于双剪屈服准则的极限分析

利用双剪屈服准则建立了用机动法计算钢筋混凝土球扁壳的塑性屈服线理论,给出塑性屈服线求极限荷载的方法,使其更加合理。建立了矩形底的钢筋混凝土扁壳的屈服条件,并用无矩和有矩理论求解出方形底周边铰支的球扁壳的极限载荷。     

无拉力双曲扁壳设计中几个问题的试验研究

自从无拉力双曲扁壳的设计和试点工程在有关刊物上发表以后,我们经过学习、推广和研究,认为这种壳体用在矩形底边时,在目前的设计理论上还有不够完备之处。虽然国内已有很多同志发表了关于这方面的论文[1][2],但仍然存在一些问题需要继续研究解决。这些问题是:(1)关于矩形底边壳体曲面坐标的确定问题;(2)关于多跨连续壳体的边肋设计问题;(3)关于壳体的实际应用问题。我们针对上述问题进行了试验和研究,现将我们得出的初步成果介绍如下。     

弹性地基上中厚扁球壳的弯曲

以中厚度扁球壳的一般理论为基础,得到了极坐标系下的弹性地基上中厚度扁球壳的基本方程.该控制方程组是十阶方程组(对轴对称问题,则为八阶方程组).以应力函数、位移函数和壳体中面的法向位移为基本未知量,利用混合法对该控制方程组进行了求解,所得的解析解答则是以三角级数、Bessel函数和调和函数表示的.求解结果表明,当n=0时,中厚度扁球壳每边的边界条件为3个;当n=1时,每边的边界条件为4个;当n>1时,每边的边界条件为5个.解答还可以退化到无地基影响的中厚度扁球壳的计算以及薄扁球壳的计算.文末对位于Win-kler弹性地基上的圆底封顶中厚度扁球壳进行了数值计算,并与薄壳理论的计算结果进行了比较.     

网状扁壳与带肋扁壳组合结构的拟三层壳分析法

本文对网状扁壳与带肋扁壳共同工作的组合结构(可简称组合网状扁壳),采用连续化的拟三层壳的计算模型,按弹性小挠度薄壳理论进行分析计算,推导建立了混合法的基本方程式。由于这种构造上的拟三层壳在一般情况下不存在中面,因而壳体的薄膜内力、弯矩与薄膜应变,弯曲应变是耦合的,存在一个耦合矩阵,使得基本方程式比单层光面的符氏扁壳方程要复杂得多。对于周边简支的组合网状扁壳可求得基本方程式的解析解。文中对三向、四向组合网状扁壳进行了详细讨论,并指出了在特定条件下,可退化为一个当量的各向同性单层扁壳。对于一般网状扁壳的拟壳分析法及带肋扁壳的拟壳分析法分别属于本文的两种特殊情况。文中附有计算例题。     

均布荷载下多波连续球面扁壳的计算

本文根据扁壳的弯矩理论讨论了矩形底球面扁壳的解析解。给出的内力及位移分量的表达式可用来考虑连续壳体的边界影响。解析解采取单级数形式。通过数值计算的结果分析,证明解的收敛性较好,可满足工程设计的要求。已编制了输入数据简单且勿需较大内存的微机通用程序。     

带肋扁壳的拟双层壳分析法

本文把蒂肋扁壳的肋看作为一层同壳，且连续化为下层壳，并与蒂肋壳的壳板即上层壳组成件同工作的拟双层壳计算模型，进而可按弹性小挠度薄壳理论分析计算蒂肋扁壳。文中椎导建立了一般情况下带肋扁壳混台法的基本方程式。这种构造上的拟札层壳一般不存在中面，因而壳体的薄膜内力、弯矩与薄膜应变、弯曲应变是耦合的，存在一个耦合矩阵，它可充分反映肋与壳板偏心矩e的影响。对于两向正盘正放与三向带肋扁壳文中作了详细的讨论，并说明了在一定条件下，基本方程式可简化为一个构造上正史异性甚至各向同性单层扁竞的基本方程式，以方便计算和工程应用。文中附有算倒两则。     

矩形底无筋壳扁的几个计算理论问题(一)

“无筋扁壳理论及其应用”一文[1](以下简称袁文)发表后,我们曾经接到许多来信,并陆續看到不少讨论文稿与总结资料。综合起来主要有以下几点:第一,袁文所介绍的无筋扁壳(即·无拉力薄壳)已经在很多地区采用,实践证明,无筋扁壳应用在中小跨度的屋顶与楼盖中除个别情况外,一般都是经济与安全的,它具有一定的优越性。第二,认为袁文所介绍的矩形平底无筋扁壳的     

四边简支短形底球面扁壳的热应力问题

球面扁壳是一种新型的大跨度楼盖形式。若要将这种楼盖应用于高温厂房,则必须要考虑它在室内外温度差作用下的温度应力问题。虽然,在1951年符拉索夫就管提出过扁壳热应力问题的理论,但是他的基本方程看来是可疑的。因此本文选择了胞罗金文章中提出的基本方程作为出发点重新作了推广。对于四边简支的矩形底球面需壳,我们把问题归结为求解三个独立无关的二阶偏微分方程的边值问题。而在内外温度都为常数     

厚扁球壳位移型基本方程及矩形底厚扁球壳控制方程的一般解

基于考虑横向剪切变形的厚壳位移型基本方程及扁壳基本假定,建立关于5个中面位移为5个独立变量的厚扁壳及厚扁球壳的位移型基本方程．对矩形底厚扁球壳的位移型基本方程（变系数十阶微分方程）,通过引入5个辅助位移函数,同时运用柯西——黎曼条件,建立其解耦的控制微分方程,最后使用5个辅助位移函数求出5个位移分量．厚扁壳的位移型基本方程退化为厚扁球壳及薄扁球壳的位移型方程的正确性说明所推导方程具有一般性．     

气膜钢筋混凝土扁壳结构设计分析

以充气膜为模板的钢筋混凝土扁壳结构在国内极少运用,设计和施工没有专用规范可循.对某气膜钢筋混凝土扁壳结构的设计进行了详细的介绍和分析,结合气膜钢筋混凝土结构施工工艺,讨论了结构在荷载作用下的变形和内力、温度作用的影响、支座约束对结构的影响、基础环梁对扁壳结构的作用、形态偏差对结构受力性能的影响、扁壳结构的配筋及基础设计.分析表明:壳体结构中间区域以薄膜内力为主,在基础边缘位置轴力和弯矩都较大;支座节点刚度的增大能有效减小结构的变形和内力;温度作用对结构内力和变形影响很大,升降温引起结构挠度变化幅度达到-37.5%~43.75%;环梁对壳体边缘的约束作用能减小结构的变形,对边缘壳体产生较大的附加内力;结构位移和内力随形态偏差的增大而增大;扁壳结构的配筋采用双层双向钢筋,采用混凝土矩形截面偏心拉压公式在同一高度分层计算;气膜混凝土扁壳结构的基础设计需考虑施工荷载和工艺的特殊性.     

关于“几种特殊扁壳的计算和应用”的讨论

建筑学报1961年第5、6期所刊载的董石麟同志的“几种特殊扁壳的计算和应用”一文,对壳体中二个互相正交的主应力各为任意常量时的曲面方程,以及对平面为任意形状而壳体周边标高没有预定要求的情况,进行了深入的研究,推广了扁壳的各种结构形式和应用范围。笔者讀后,提出以下几点粗浅的意見。     

周边简支多角形底球面扁壳的简化计算

本文探讨周边简支多角形底的球面扁壳在边缘与角点附近应力的简化分析法,现在这种壳体还没有准确的分析法。在边缘附近弯短与薄膜力的分析与矩形底时一样。在角点附近则需要区别夹角α大于或小于90°的二种情况。当α>90°时普通的扁壳理论方程还不完全适用,并指出这个问题与平板弯曲中的问题是相同的。     

拟壳法分析双曲率网状扁壳的竖向地震响应

本文利用粗壳法研完了双曲率网状扁壳的动力问题，以两个双重级数为函数，求得了四边简支边界条件下双曲率网状扁壳固有频率的计算公式。在考虑阻尼力的情况下，求得了双曲丰网状扁壳竖向地震响应的解，并且计算公式中的系数可从《建筑抗震设计规范(GBJll-89)》规定的设计反应谱求得，本方法计算简便，电算手算均可。     

关于砖薄壳设计中若干问题的探讨

砖薄壳既可以作为屋盖,又可以作为楼盖;既可以用在农业建筑和民用建筑上,也可以用在工业建筑上;它可以是这种形式,也可以是那种形式。近几年来,广东地区对薄壳有所研究,虽然不够全面,但已初步摸出它的规律,肯定了砖薄壳结构形式是可以推广的。通过砖薄壳的建筑实践,充分证明了它不只是实践经验的产物,而且应该是薄壳概念合理化的应用。但是在应用中也出现了一些问题,要求我们进一步澄清和研究解决。如砖薄壳设计的假设;砖砌体的计算强度;砖薄壳设计的理论根据;矩形扁壳壳面设计的简