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采用充气膜结构作为模板的气膜钢筋混凝土穹顶薄壳结构具有承载力高、环保美观的特点,结构形式多种多样,在工业和民用建筑上具有很高的推广价值。但气膜钢筋混凝土壳体施工工艺在国内应用还较少,研究还不深入,也没有相关的设计规范可循。本文首先进行了一个直径7.5m的球形仓承载力试验,得到其在荷载作用下的力学性能,并通过ANSYS进行有限元模拟,研究了气膜聚氨酯模板和混凝土壳体厚度对结构承载力的影响。此外,气膜模板为柔性模板,混凝土喷射过程中产生的变形偏差对结构的承载力影响较大,该变形偏差的分布和大小难以预测。本文结合一气膜钢筋混凝土扁壳结构进行非线性承载力分析,首先从理论分析上分析了不同初始缺陷大小对该扁壳结构的承载力的影响,并计算得到考虑不同初始缺陷、不同边界条件和初始缺陷耦合作用下、不同荷载分布的情况下扁壳结构的承载力;最后通过该气膜钢筋混凝土扁壳结构整个施工过程中的变形监测,得到气膜钢筋混凝土扁壳整个施工过程的变形偏差分布规律,在考虑实际偏差的情况下得到结构的实际承载力。本文的主要研究结论有:1)气膜钢筋混凝土穹顶结构承载力试验表明气膜钢筋混凝土穹顶结构刚度大,在荷载作用下变形很小,具有较大的承载力;气膜钢筋混凝土穹顶结构的破坏主要是由于混凝土拉应力达到抗拉强度后发生开裂,之后随着荷载的增大裂缝不断扩展,最终发生破坏;膜材聚氨酯模板的整体刚度较小,对结构的承载力影响较小;气膜钢筋混凝土结构的承载力随壳体厚度的增大而增大。2)对气膜钢筋混凝土扁壳结构进行非线性分析承载力研究,结果显示初始缺陷对壳体结构稳定承载力的影响与支座边界条件有关;在支座约束较小时,几何初始缺陷的变化基本不引起结构的稳定承载力的变化;当支承约束较大时,随着几何初始缺陷的增大,结构的稳定承载力急剧下降;活载的不均匀分布对结构的稳定承载力有较大的影响,四种不同半跨活载作用下的稳定承载力均比全跨活载作用下的承载力高。3)混凝土喷射过程中的变形主要为构造层混凝土喷射过程中产生的变形。在整个气膜钢筋混凝土喷射过程中,呈现下部区域下降,上部区域上升的特点,施工过程中上升的最大值为225mm,最大下降值为-100mm,其他方向下降的最大值约为-50mm。考虑实际的变形偏差计算得到的承载力系数为3.65,满足规范要求。根据分析结果,建议在气膜钢筋混凝土薄壳结构的分析中考虑1/100L的初始偏差。