地下結(jié)構(gòu)工程第五章-淺埋的地下結(jié)構(gòu)

1、地地 下下 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 工工 程程第05章5 淺埋的地下結(jié)構(gòu)淺埋的地下結(jié)構(gòu) n當(dāng)垂直土壓力和水平土壓力均隨著深度增加而增加時(shí)，則為淺埋式結(jié)構(gòu).n淺埋的地下結(jié)構(gòu)包括附建式的地下室結(jié)構(gòu)（防空地下室）、隧道的引道結(jié)構(gòu)和一般的淺埋結(jié)構(gòu).n本章著重討論矩形淺埋式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算原理 .5.1.1防空地下室n大量的住宅和公共建筑物在修建時(shí)，按照國(guó)家的規(guī)定，按比例修建的具有一定防護(hù)要求的建筑物地下室。 n承受上部地面建筑傳來(lái)的靜荷載,承受核爆炸沖擊波的動(dòng)力荷載;n平戰(zhàn)結(jié)合；n一般采用梁板結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、箱形結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式。 地道5.1.2引道結(jié)構(gòu)n城市道路系統(tǒng)中立交地道、水底隧道的峒門(mén)與地面間的連

2、接段 ，是一種縱向變高度的塹壕。n（1）.墻型支擋結(jié)構(gòu)n應(yīng)用廣泛的是薄壁型擋墻，又可分為懸臂式和扶壁式擋墻。n（2）.槽形支擋結(jié)構(gòu) (a)懸臂式擋墻 （b）扶壁式擋墻圖51 薄壁型擋墻其他：n重力型、半重力型（塊石、素混凝土制成）、鋼筋混凝土薄壁擋墻、加筋土型支擋結(jié)構(gòu)、拉錨型支擋結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻型支擋結(jié)構(gòu)。槽形支擋結(jié)構(gòu) （整體式引道結(jié)構(gòu)）n靜定結(jié)構(gòu)，其形狀與船塢類(lèi)似， 其設(shè)計(jì)需要先進(jìn)行抗浮穩(wěn)定計(jì)算，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算。5.1.3一般淺埋結(jié)構(gòu)n淺埋的地鐵車(chē)站、地鐵通道、地下工廠、地下醫(yī)院、指揮所等，應(yīng)用廣泛。n 一般采用明挖法施工。 n為直墻拱、矩形框架和梁板式結(jié)構(gòu) 。5.2一般淺埋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)

3、形式一般淺埋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式5.2.1直墻拱半圓拱、割圓拱和拋物線拱 5.2.2矩形閉合框架矩形閉合框架(a)單跨(b)雙跨(c)隔墻開(kāi)設(shè)孔洞 (d)梁柱體系(e)多層多跨地下廠房5.2.3梁板式結(jié)構(gòu)梁板式結(jié)構(gòu)5.3矩形閉合框架的計(jì)算矩形閉合框架的計(jì)算n矩形閉合框架的結(jié)構(gòu)計(jì)算通常包括荷載、內(nèi)力及截面計(jì)算，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行抗浮計(jì)算。n5.3.1荷載計(jì)算n靜荷載:自重土壓力和地下水頭壓力； n活荷載:施工活荷載、車(chē)輛設(shè)備等荷載 ；n特定荷載 :常規(guī)武器甚至核武器作用下的沖擊荷載。頂板荷載：n(1). 上部覆土重力n(2). 水壓力：n(3). 頂板自重：n(4). 特載n頂板總荷載為三者與特載之和：si

4、iiqhwwwqhgqdutquswgutqqqqquiiwwutiqhhdq底板荷載 n直線分布，底板上的荷載為結(jié)構(gòu)整體自重、頂板傳下的荷載與特載之和，即:bubtPqqqL側(cè)墻荷載 n側(cè)墻上的荷載包括有水平向土壓力，水壓力和特載。2()tan (45)2iiiehwweh2()tan (45)2hiiwhtiqhhq折減系數(shù)，依土體透水性而定；對(duì)于砂土1對(duì)于粘土0.7圖55荷載示意圖5.3.2內(nèi)力計(jì)算n可將地基視作彈性半無(wú)限平面，作為彈性地基上的框架進(jìn)行分析。 n簡(jiǎn)化，本節(jié)將彈性地基上的反力作為荷載作用在閉合框架底部，按照一般平面框架計(jì)算 。1）計(jì)算簡(jiǎn)圖視為平面應(yīng)變問(wèn)題， 圖57 計(jì)算簡(jiǎn)圖

5、及簡(jiǎn)化n框架的頂?shù)装搴穸榷急葍?nèi)隔墻大得多，中隔墻的剛度相對(duì)較小，將中隔墻一般視為只承受軸力的二力桿， 圖58 縱梁和柱計(jì)算簡(jiǎn)圖本講要點(diǎn)n了解淺埋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式；n掌握矩形閉合框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖。2）截面選擇n計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)需要知道截面尺寸，這在設(shè)計(jì)前是不知道的。所以只有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定各個(gè)截面的尺寸，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，然后驗(yàn)算截面是否合適。若不合格，重復(fù)上述過(guò)程，直至所設(shè)截面合適為止 3)計(jì)算方法n采用位移法計(jì)算，當(dāng)不考慮線位移的影響時(shí)，則以力矩分配法為簡(jiǎn)便。n(1).當(dāng)豎向荷載不平衡時(shí)，可以在底板的結(jié)點(diǎn)上加設(shè)集中力. n (2).線位移的確定，一般情況下，框架有幾孔就有幾個(gè)獨(dú)立的線位移。n淺埋式結(jié)

6、構(gòu)上特載的值遠(yuǎn)大于其他荷載，而且，特載的值的計(jì)算是非常粗略的，因此并非非常精確。集中力的施加 5.3.3截面計(jì)算截面計(jì)算n以現(xiàn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為準(zhǔn)。n特載與其他荷載組合：n按照彎矩和軸力對(duì)構(gòu)件承載力進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，需要考慮動(dòng)力荷載作用下材料強(qiáng)度的提高；n按剪力和扭力對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載力驗(yàn)算時(shí)，則不考慮材料強(qiáng)度的提高。設(shè)有支托的框架結(jié)構(gòu)n地下矩形閉合框架結(jié)構(gòu)中的頂板、側(cè)墻和底板均按照偏壓構(gòu)件進(jìn)行截面驗(yàn)算。 13Shh5.3.4抗浮計(jì)算抗浮計(jì)算n 為結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備重量及上部覆土重之和，但對(duì)箱體施工完畢后工況，僅考慮結(jié)構(gòu)自重；n 為浮力。1.10gfQKQfQgQ5.4 構(gòu)造要求構(gòu)造要求n5.4.1

7、配筋形式配筋形式5.4.2混凝土保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層厚度n保護(hù)層最小厚度常比地面結(jié)構(gòu)增加5-10mm。通?？砂凑铡盎炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”（GB50010-2002）規(guī)定采用，其環(huán)境類(lèi)別應(yīng)屬b類(lèi)。5.4.3橫向受力鋼筋橫向受力鋼筋n鋼筋直徑選取32mm以下，鋼筋的間距一般不大于200mm，不小于70mm，以方便施工。表51 最小鋼筋配筋率(%)項(xiàng)次分類(lèi)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20C25-C40C50-C601軸心受壓構(gòu)件的全部受壓鋼筋2偏心受壓及偏心受拉構(gòu)件的受壓鋼筋3受彎構(gòu)件偏心受壓及偏心受拉構(gòu)件的受拉鋼筋5.4.4縱向分布鋼筋縱向分布鋼筋n.4

8、縱向分布鋼筋縱向分布鋼筋n在縱向截面，一般配置分布鋼筋，以減少混凝土的收縮、溫差和不均勻沉降的影響。n縱向分布鋼筋的截面面積，一般不應(yīng)小于受力鋼筋截面積的10，同時(shí)，縱向分布鋼筋的配筋率對(duì)頂?shù)装宀灰诵∮?.15%；側(cè)墻不宜小于0.20。5.4.5箍筋箍筋n一般可不配置箍筋 00.7tVf bh00.7tVf bh150300h300500h500800h800h項(xiàng)次板和墻厚（mm）12341502002503002003003505005.4.6剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造n增加斜托，斜托的斜度控制在1：3左右比較合適。轉(zhuǎn)角部分的鋼筋布置如圖。 5.4.7變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置n伸縮縫和沉降縫 ，變形縫的間距在30m左右。n嵌縫式：結(jié)構(gòu)內(nèi)部槽中填以瀝青膠或由環(huán)氧樹(shù)脂和煤焦油合成的環(huán)煤涂料等，也可以在外部貼防水層。貼附式將厚度為68mm的橡膠平板用鋼板條及螺栓固定在結(jié)構(gòu)上即可。其優(yōu)點(diǎn)是橡膠平板年久老化后可以拆換，缺點(diǎn)是不易使橡膠平板和鋼板密貼。埋入式n大型工程中普