大跨度钢筋混凝土穹顶结构分析研究

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发布时间：2022-06-23

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【提要】目前世界上大跨度钢筋混凝土穹顶结构应用较少,某大跨度剧场工程,其屋面为花园(覆土厚度0.8
-1.5m）要求刚性防水,因此采用钢筋混凝土穹顶结构的方案。研究了在重荷载作用下,钢筋混凝土穹顶结
构抵抗水平推力的结构体系布置方式。通过对5个方案进行结构分析,并把各方案的计算结果和优缺点进行
了详细的比较和研究,为最终确定结构方案提供了理论依据。
[关键词] 钢筋混凝土穹顶结构大跨度结构方案分析结构分析
Structural Scheme Analysis of Big Span Dome Made of Reinforced Concrete/Li Longchun, Zhang Linjie, Zhang Zhiyu，
Yin Huaging, Zhou Muqing(Center for Emgincering Design and Research Under the General Equipment Department, Beij
100028，China）
Abstract:Big span dome made of reinforeed concrete is a kind of space structure， and this kind of structure is used rarely at
prescnt. The design of a big span dome theater is introduced whose roof is covered with soil (the thickness of t
between 0.8 - 1.5m）. As for the requirement of stnuctural water-resistanl, different reinforced-concrete dome schemes are
compared, especially for the structural element arrangement. Afier analyzing the result and the characteristie of s schemes , the
final scheme of the stnucture is got.
Keywords:RC dome;big spant structuml scheme analysis; sell; design
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钢筋混凝土穹顶结构现状
目前,大跨度的穹顶主要是钢结构的,混凝土结构
®
的穹顶虽然有数百年的历史,比较有代表性的如古罗
包
%不识别%
马的圣彼得大教堂穹顶、清真寺穹顶等，但其跨度均无
法与钢结构穹顶相比。钢筋混凝土穹顶结构在上世纪
50年代后期及60年代前期在我国有所发展，当时建造
过一些中等跨度的球面壳结构(如北京火车站大厅的
穹顶结构等）,在理论研究方面还投人过许多力量,制
国际
定了相应的设计规程。随着屋面轻质材料的发展和高
强钢材的广泛应用,结构跨度越来越大,使混凝土穹顶
的应用受到限制，但在某些特殊的情况下，如重荷载
（恒荷载超过自重很多）、防水要求高、跨度适中时，整
体现浇的钢筋混凝土穹顶仍具有一定的优势。
图Ⅰ 工程结构平面
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工程实例
深圳华侨城集团开发的生态旅游娱乐设施多功能
该建筑物位于抗震设防烈度7度地区,抗震设防
副场位于深圳市三洲田小镇,场区嵌于山坡沟谷中,
类别为丙类建筑,框架抗震等级为二级,结构的设计使
±0.00标高为321.3m，其上是一层空旷剧场。主体结
用年限为50年。该场区(岩土工程勘察报告)显示,工
构屋面采用圆形穹顶板肋结构，穹顶跨度直径为55m，
程场地属于低丘-丘间谷地地貌,除地表有厚0.5~
弯顶边缘底标高为11m,中心矢高为6m。屋顶结构除
6.0m的粘土外,其下分别是强风化、中风化、微风化花
了承受结构自重和活荷载外,屋面还有一定厚度的绿
岗岩层,承载能力较高。勘察报告显示,设计标高以下
化覆土,要求结构具有良好的刚性防水性能,覆土荷载
绝大部分均为微风化岩层,少部分为强、中风化岩层,
为15-30kN/㎡。±0.00以下是舞台和设备用房,图
而且场区内未见断层和构造破碎带。经过多方面的综
1.2分别是工程的平面及剖面图。
合考虑,确定采用梁板共同作用的钢筋混凝土圆形弯