工学地下建筑结构第06章浅埋式结构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工学地下建筑结构第06章浅埋式结构,浅埋式结构,地下建筑结构,-6,6.1.,概述,定义,指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件,(H,(2,2.5)h,1,，,h,1,为压力拱高,),或软土地层中覆盖层,厚度小于结构尺寸的地下结构。,影响因素,建筑物的使用要求，环境条件，地质条件，,防护等级，以及施工能力,直墙拱,应用,多用在跨度,1.5,4m,左右的结构中。墙体部分通常用砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，可以采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。,拱型结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小,受力分析特点,6.1.2,矩形闭合框架,特点,空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工,型式,单跨的、双跨的或是多跨的；有时在车站部分,还需做成多层多跨的型式。,盾构隧道基础上修建三连拱地铁车站,广州林和西路站：单层三连拱岛式站台车站。,站厅设在地面或两端地下,站台两端可设辅助用房。,站台与站厅之间由楼梯和自动扶梯连接的车站结构型式,1986,年采用“浅埋暗挖法”建成的北京复兴门地铁折返线,(,一,),单跨矩形闭合框架,当跨度较小时（一般小于,6m,），可采用单跨矩形闭合框架。图,6-2,系地铁车站,(,或大型人防工程,),的出入口通道。,(,二,),双跨和多跨的矩形闭合框架,(,三,),多层多跨的矩形闭合框架,有些地下厂房(例如地下热电站)由于工艺要求必须做成多层多跨的结构。地铁车站部分，为了达到换乘的目的，局部也做成双层多跨的结构,6.2.3,梁板式结构,顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，围墙和隔墙为,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。,6.2,矩形闭合框架的计算,结构计算内容,荷载计算；,内力计算；,截面验算,6.2,矩形闭合框架的计算,荷载计算,静载是指长期作用在结构上的不变荷裁，如结构自重、,土压力及地下水压力等；,活载是指结构物使用期间或施工期间可能存在的变动荷载，,如人群、车辆、设备或施工设备以及施工期间堆放的材料、,机器等荷载；,特载则指常规武器,(,炮、炸弹,),作用或核武器爆炸形成的,荷载。关于特载的大小是按照不同的防护等级采用的，,它在人防工程的有关规范中有明确的规定。,地震荷载：处于地震区的地下结构，还受到地震荷载的,作用。,荷载列表,序号,荷 载 类 型,类别,1,水土压力、结构自重,恒载,2,地面超载,活载,3,特殊荷载,偶然荷载,4,车辆爆炸荷载,偶然荷载,5,地震荷载,偶然荷载,(,一,),顶板上的荷载,作用于顶板上的荷载，包括有顶板以上的覆土压力、水压力、顶板自重、路面活荷载以及特载。,1,覆土压力,将结构范围内顶板以上各层土壤,(,包括路面材料,),的重量,之和求出来，然后除以顶板的承压面积即可,2,水压力,(,一,),顶板上的荷载,3,顶板自重,4.,顶板所受的特载为,5,地面超载,q,总和,+q,+q,+q,(,一,),底板上的荷载,一般情况下，人防工程中的结构刚度都较大，而地基,相对来说较松软，所以假定地基反力为直线分布。,作用于底板上的荷载可按下式计算,:,结构顶板以下，底板以上的两边墙及中间柱等重量,:,结构横断面的宽度,(,见图,69),；,:,底板上所受的特载。,(,三,),侧墙上的荷载,侧墙上所受的荷载有土层的侧向压力、水压力及特载。,1,土层侧向压力,2,侧向水压力,折减系数，其值依土壤的透水性来确定：对于砂土,，对于粘土,:,从地下水表面至考查点的距离。,作用于侧墙上的荷载为,:,6.2.2,内力计算,计算内力时，,首先要选择合理的计算简图并初步假设截面的尺寸,(,一,),计算简图,1.,平面应变,2.,中隔墙看作只承受轴力的二力杆,(,二,),截面选择,在进行内力计算之前，先根据以往的经验,(,参照已有的,类似的结构,),或近似计算方法假定各个杆件的截面尺寸，,经内力计算后，再来验算所设截面是否合适。,否则，重复上述过程，直至所设截面合适为止。,已,知,截,面,内,力,分,配,结构力学,截面验算,(,三,),计算方法,当不考虑线位移影响时，可按图,6-12,简化计算模式,以力矩分配法进行手算。,图,6-12,而静荷载作用下地层中的,闭合框架一般按弹性地基,上的框架进行计算，弹性,地基可按文克尔地基考虑，,也可将地基视作弹性,半无限平面。,(,三,),计算方法,(,三,),计算方法,弹性地基上平面框架的内力计算仍可采用结构力学,中的力法，只是需要将底板按弹性地基梁来考虑。,结构力学力法,框架基本结构在单位力作用下产生的位移(不包括底板),：底板按弹性地基梁在单位力,x,i,作用下算出的切口处,方向的位移；,：框架基本结构在外荷载作用下产生的位移(不包括底板；),：底板按弹性地基梁在外荷裁q作用下算出的切口处,方向位移；,(,四,),设计弯矩、剪力及轴力的计算,设计弯矩：实际不利的截面,(,弯矩大而截面高度又小,),则是侧墙边缘处的截面，对应这个截面的弯矩。,根据隔离体平衡条件，可以按下面的公式计算,设计弯矩；,计算弯矩；,计算剪力；,支座宽度；,作用于杆件上的均布荷载。,近似方法：,2,设计剪力,3,设计轴力,图,6-16,由静载引起的设计轴力按下式计算,由特载引起的设计轴力按下式计算,将上面两种情形求得的设计轴力,加起来即得各杆件的最后设计轴力。,6.2.3,抗浮验算,为了保证结构不致因为地下水的浮力而浮起，,在设计完成后，尚需按下式进行抗浮计算,抗浮安全系数,结构自重、设备重及上部覆土重之和；,地下水的浮力。,6.3,截面设计,规范,:,混凝土规范,(GB50010-2002),图,6-17,在特载与其它荷载共同作用下,:,按弯矩及轴力强度验算时，材料动载下强度提高，,按剪力和扭力强度验算时，则材料的强度不提高。,地下矩形闭合框架结构的构件,(,顶板、侧墙、底板,),均按,偏心受压构件进行截面验算。,6.4,构造要求,配筋型式,混凝土保护层,横向受力钢筋,分布钢筋,箍筋,刚性节点构造,变形缝的设置及构造,算例,【,例题,6-1】,一单跨闭合的钢筋混凝土框架通道，置于弹性地基上，几何尺寸如图,6-27,（,a,）所示，横梁承受均布荷载，材料的弹性模量，泊桑比,地基的形变模量，泊桑比，设为平面变形问题，绘制框架的弯矩图。,谢 谢,