地下建筑结构—第三章浅埋式结构课件

编辑ppt,建筑工程学院,CACE,第一节 概述,第二节 梁板式结构,荷载,计算简图,内力计算,截面设计,第三节 装配式结构,第四节 口部结构,第二章 附建式结构,编辑ppt,第一节 概述,第二节 矩形闭合框架的计算,第三节 构造要求,第四节 按地基为弹性半无限平面的闭合框架计算,本章着重讨论,单建式矩形浅埋式结构,的设计与计算原理,.,第三章 浅埋式结构,单建式,编辑ppt,概念,浅埋式结构其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件垂直土压力和水平土压力均随着深度增加而增加时,考虑的因素,建筑物的使用要求,防护等级,地质条件及施工能力等。,主要结构型式,直墙拱,矩形框架,梁板式结构,第一节 概述,up,编辑ppt,（一）直墙拱,墙体部分通常用砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，可采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。,拱顶部分形式：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等。,第一节 概述,up,编辑ppt,（二）矩形闭合框架,（1）单跨矩形闭合框架,（2）双跨和多跨的矩形闭合框架,（3）多层多跨的矩形闭合框架,up,编辑ppt,（二）矩形闭合框架,（1）单跨矩形闭合框架,当跨度较小时（一般小于6,m），,可采用单跨矩形闭合框架。,出入口通道,第一节 概述,up,编辑ppt,（二）矩形闭合框架,（2）双跨和多跨的矩形闭合框架,当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成双跨的或多跨的。,第一节 概述,up,编辑ppt,（二）矩形闭合框架,（3）多层多跨的矩形闭合框架（地下商场和换乘站）,由于工艺要求或者是使用要求做成多层多跨的结构。,第一节 概述,up,编辑ppt,（三）梁板式结构,在地下水位较低的地区，或要求防护等级较低的工程中，顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙；,在地下水位较高或防护等级要求较高的工程中，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢筋混凝土结构。,第一节 概述,up,编辑ppt,结构的计算,荷载计算,：视为一个,整体,内力计算,：,弹性地基梁,截面计算,：截面尺寸和配筋的确定,抗浮验算,：同基础抗浮,第二节 矩形闭合框架的计算,back,编辑ppt,矩形闭合框架的荷载,1 顶板上的荷载,：,土重,+,自重,+,水压,+,特载,2 底板上的荷载,：,自重,+,传递,+,特载，直线分布,3 侧墙上的荷载,：,土重,+,水压,+,特载,back,编辑ppt,1 顶板上的荷载,（1）覆土压力,（一）荷载计算,（2）水压力,（3）顶板自重,up,编辑ppt,2 底板上的荷载：,直线分布,，底板上的荷载为结构整体自重、顶板传下的荷载与特载之和。,（一）荷载计算,up,编辑ppt,3 侧墙上的荷载：,水平向土压力，水压力和特载。,（1）土层侧向压力,（一）荷载计算,（2）侧向水压力,作用于侧墙上的荷载,up,编辑ppt,（二）内力计算,1,计算简图,2 截面选择,3 计算方法,4 设计弯矩、剪力及轴力的计算,back,编辑ppt,计算简图,基本假设,可将地基视作弹性半无限平面，作为,弹性地基上的框架进行分析,。,简化，将弹性地基上的反力作为荷载作用在闭合框架底部，按照,一般平面框架计算。,编辑ppt,1 计算简图,取纵向,1,延米，进行平面应变计算,（二）内力计算：,视为平面应变问题,编辑ppt,中隔墙的简化,框架的顶底板厚度都比中隔墙大得多，中隔墙的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承受轴力的二力杆。,编辑ppt,纵梁和柱的计算简图,当用纵向梁和柱代替中隔墙时，则纵向梁可看作框架的内部支承，而柱可看作梁的支承，框架计算亦随之简化。,编辑ppt,矩形闭合框架的计算简图,up,编辑ppt,计算超静定结构内力时需要知道截面尺寸，这在设计前是不知道的。,所以只有根据经验假定各个截面的尺寸，进行内力计算，然后验算截面是否合适。若不合格，重复上述过程，直至所设截面合适为止,2 截面选择,up,编辑ppt,采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配法为简便。,(1),当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点上加设集中力,.,(2),线位移的确定，一般情况下，框架有几孔就有几个独立的线位移。,浅埋式结构上特载的值远大于其他荷载，而且，特载的值的计算是非常粗略的，因此并非非常精确。,在多层多跨的复杂情形可借助于电子计算机计算。,3 计算方法,编辑ppt,集中力的施加,具体计算时，求得的荷载可能上下方向不平衡，为了使结构平衡，可在底板的各结点上加以集中力。它们的值可设成相等的。,up,编辑ppt,（1）设计弯矩,近似计算,4 设计弯矩、剪力及轴力的计算,编辑ppt,（2）设计剪力,4 设计弯矩、剪力及轴力的计算,编辑ppt,（3）设计轴力,4 设计弯矩、剪力及轴力的计算,特载引起的设计轴力,up,编辑ppt,以钢筋混凝土规范为准。,构件的强度安全系数在特载与其它荷载共同作用，取1，当不包括特载时，则值按一般规范中的规定采用。,在特载与其它荷载共同作用下，按弯矩及轴力对构件进行强度验算时，要考虑材料在动载作用下的强度提高；而按剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的强度不提高。,地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板均按照,偏压构件,进行截面验算。,（三）截面计算,编辑ppt,设有支托的框架结构,在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时,取,h+S/3,back,编辑ppt,当箱体已经施工完毕，但未安装设备和回填土时，计算时只应考虑结构自重。,（四）抗浮计算,back,编辑ppt,（一）配筋型式,（二）混凝土保护层,（三,）,横向受力钢筋,（四,）,分布钢筋,（五,）,箍筋：,一般可不配置箍筋,（六,）,刚性节点构造,（七,）,变形缝的设置及构造,第三节 构造要求,back,编辑ppt,（一）配筋型式,第三节 构造要求,编辑ppt,（二）混凝土保护层,最小厚度比地面结构增加510,mm,第三节 构造要求,构 件 名 称,钢筋直径（,mm）,保护层厚度（,mm）,墙板及环形结构,1520,2025,2530,梁 柱,d,3035,d+(510),基 础,有 垫 层,无 垫 层,35,70,编辑ppt,（三,）,横向受力钢筋,第三节 构造要求,项次,分 类,混 凝 土 标 号,C20,以下,C25C40,C50C60,1,2,3,轴心受压构件的全部受压钢筋,偏心受压及偏心受拉构件的受压钢筋,受弯构件偏心受压及偏心受拉构件的受拉筋,0.4,0.2,0.1,0.4,0.2,0.15,0.4,0.2,0.2,编辑ppt,（四,）,分布钢筋,由于考虑混凝土的收缩、温差影响、不均匀的沉陷等因素的作用，,必须配置一定数量的构造钢筋,。,纵向分布钢筋,的截面面积，一般应不小于受力钢筋截面积的10%，同时，纵向分布钢筋的配筋率：对,顶、底不宜小于0.15%,；对,侧墙不宜小于0.20%,。,纵向分布钢筋应沿框架周边各构件的内、外两侧布置，其,间距可采用1030,。框架角部，分布钢筋应适当加强（如加粗或加密），其,直径不小于1214,mm,.,第三节 构造要求,编辑ppt,（五,）,箍筋：,一般可不配置箍筋,框架结构的箍筋间距在绑扎骨架中不应大于15,d，,在焊接骨架中不应大于20,d，,同时不应在于400,mm。,在受力钢筋非焊接接头长度内，当搭接钢筋为受拉筋时，其箍筋间距不应大于5,d，,当搭接钢筋为受压筋时，其箍筋间距不应大于10,d.,箍筋的最大间距,第三节 构造要求,项 次,板和墙厚（,mm）,KQ0.07R,a,bh,0,KQ0.07R,a,bh,0,1,2,3,4,150,h300,300h500,500h800,H800,150,200,250,300,200,300,350,500,编辑ppt,（六,）,刚性节点构造,第三节 构造要求,增加斜托，斜托的斜度控制在,1,：,3,左右比较合适。转角部分的钢筋布置如图。,角部应力分布,角部箍筋,编辑ppt,（七,）,变形缝的设置及构造,伸缩缝,防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置的变形缝,沉降缝,防止由于不同的结构类型（或结构相邻部分具有不同荷载），或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置的缝,第三节 构造要求,编辑ppt,（七,）,变形缝的设置及构造,1 嵌缝式,嵌缝式优点是造价低，施工易。但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少的地区，或防水要求不高的工程。,第三节 构造要求,编辑ppt,（七,）,变形缝的设置及构造,2 贴附式,可卸式变形缝。其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。,第三节 构造要求,编辑ppt,（七,）,变形缝的设置及构造,3 埋入式,优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需待改进，这种方法在大型工程中普遍采用。,第三节 构造要求,编辑ppt,（1,）,闭合框架的计算,建造在明挖施工的软土上，不考虑地层对边墙的约束作用，按自由变形体系计算,第四节 按地基为弹性半无限平面的,闭合框架计算,编辑ppt,计算简图,视为,平面应变,问题,，,编辑ppt,（2,）,地基弹性半无限平面的假定,地基是均匀的，各相同性的半无限体，用弹性理论的方法计算地基的沉降量，确定地基反力的大小。,地基某点的沉降量与该点和其他点的压力有关。,地基的性质用它的弹性模量和泊松比有关，而与受压面积和压力大小无关。,第四节 按地基为弹性半无限平面的,闭合框架计算,编辑ppt,荷载示意图,编辑ppt,（,3,）框架结构的处理,采用结构力学中的方法,第四节 按地基为弹性半无限平面的,闭合框架计算,编辑ppt,（,4,）表格的使用,先计算梁的柔度指标,t,平面应力问题,平面应变问题,、,0,材料和地基土的泊松比,编辑ppt,编辑ppt,