高 垠,肖 明,马玉华

（1.中水东北勘测设计研究有限责任公司,吉林 长春 130061;2.武汉大学，湖北 武汉 430072）

0 前言

钢筋混凝土双曲线冷却塔属于旋转壳体结构，是建筑工业中壳体结构应用的典型实例。壳体结构由于曲率的存在，它可以以面内力来平衡垂直于中面的外荷载，面内力在壳体内引起的应力是沿厚度均匀分布的，所以使用结构材料就比较经济，因此在进行壳体设计时，力图做到由面内力来承载。壳体单元的实际受力情况如图1所示。

图1 壳体单元内力

在单元体中，由于近似地将截面形状看成是矩形，所以单元体上垂直截面的两个顺剪力和扭矩相等。这样，壳体在每一点处有8个内力分量。通常将内力N1，N2，V称为薄膜力，它们的方向平行于中面，这是由中面的拉伸、压缩、剪切产生的，将弯矩 M1，M2，横剪力 Q1，Q2和扭矩 T称为弯曲内力，它们是由中面的弯扭变形而产生的。

1953年，罗比锡（Rabich）等提出了厚度变化的双曲线旋转壳体的薄膜理论，又称无矩理论。该理论假定壳体上的应力沿其厚度方向均匀分布，壳体截面上无弯矩和剪力，只有轴向力，即M1=M2=T=Q1=Q2=0。

对于真正的“薄膜”来说，无矩应力状态是它唯一的应力状态，而对于实际的壳体结构来说，总有一定的弯曲刚度。因此，无矩应力状态仅是一种可能出现的应力状态。它的出现依赖于壳体的形状，荷载的性质及边界的支持条件等。在弯曲内力不可忽视之处，应用薄膜理论的前提是不成立的，因而由此求得的薄膜内力在这些地方是不真实的。……