第6章淺埋式結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第第6章淺埋式結(jié)構(gòu)章淺埋式結(jié)構(gòu)(jigu)第一頁(yè)，共43頁(yè)。p直墻拱形(n xn)結(jié)構(gòu)直墻拱形(n xn)結(jié)構(gòu)按其軸線形狀(xngzhun)可分為：半圓拱、割圓拱、拋物線拱等。第1頁(yè)/共42頁(yè)第二頁(yè)，共43頁(yè)。p矩形(jxng)閉合框架單跨矩形(jxng)閉合架雙跨矩形(jxng)閉合架雙跨開(kāi)孔矩形閉合框架第2頁(yè)/共42頁(yè)第三頁(yè)，共43頁(yè)。雙跨開(kāi)孔梁柱矩形(jxng)閉合框架雙層多跨的矩形閉合(b h)框架第3頁(yè)/共42頁(yè)第四頁(yè)，共43頁(yè)。p梁板式(bnsh)結(jié)構(gòu)第4頁(yè)/共42頁(yè)第五頁(yè)，共43頁(yè)。6.2 矩形矩形(jxng)閉合框架的計(jì)算閉合框架的計(jì)算地鐵(dti)通道l結(jié)構(gòu)(jigu

2、)計(jì)算包括：荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、截面設(shè)計(jì)第5頁(yè)/共42頁(yè)第六頁(yè)，共43頁(yè)。l荷載荷載(hzi)(hzi)計(jì)算計(jì)算荷載荷載(hzi)(hzi)列表列表荷載類(lèi)性荷載類(lèi)性類(lèi)型類(lèi)型水土壓力、結(jié)構(gòu)自重恒載地面超載活載特殊荷載偶然荷載車(chē)輛爆炸荷載偶然荷載地震荷載偶然荷載第6頁(yè)/共42頁(yè)第七頁(yè)，共43頁(yè)。p計(jì)算(j sun)簡(jiǎn)圖第7頁(yè)/共42頁(yè)第八頁(yè)，共43頁(yè)。p頂板(dngbn)荷載a.覆土壓力覆土壓力(yl)b.水壓力水壓力(yl)c.頂板自重頂板自重d.頂板所受的特載頂板所受的特載e.地面超載地面超載第8頁(yè)/共42頁(yè)第九頁(yè)，共43頁(yè)。p底板上的荷載(hzi)假定地基(dj)反力為直線分布。第9頁(yè)/共4

3、2頁(yè)第十頁(yè)，共43頁(yè)。p側(cè)墻上的荷載(hzi)a.土層側(cè)向土層側(cè)向(c xin)壓力壓力b.側(cè)向側(cè)向(c xin)水壓力水壓力折減系數(shù)，依土壤透水性確定：1 黏土：黏土：第10頁(yè)/共42頁(yè)第十一頁(yè)，共43頁(yè)。l內(nèi)力內(nèi)力(nil)(nil)計(jì)算計(jì)算p計(jì)算(j sun)簡(jiǎn)圖不考慮結(jié)構(gòu)(jigu)縱向不均勻變形，把結(jié)構(gòu)(jigu)看作平面變形問(wèn)題。兩孔的閉合框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算替代模型框架的頂、底板的厚度要比中墻大的多，中隔墻的剛度相對(duì)較小，將中隔墻看作只承受軸力的二力桿。第11頁(yè)/共42頁(yè)第十二頁(yè)，共43頁(yè)。p截面(jimin)選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定各個(gè)截面的尺寸，進(jìn)行內(nèi)力驗(yàn)算，然后驗(yàn)算內(nèi)力是否合適(hs

4、h)。若不合格，重復(fù)上述過(guò)程，直至所設(shè)截面合適(hsh)為止。第12頁(yè)/共42頁(yè)第十三頁(yè)，共43頁(yè)。p計(jì)算方法a.a.不考慮線位移影響不考慮線位移影響(yngxing)(yngxing)時(shí)，以力矩分配法進(jìn)行計(jì)時(shí)，以力矩分配法進(jìn)行計(jì)算。算。b.b.靜荷載作用下地層中靜荷載作用下地層中的閉合框架，一般按的閉合框架，一般按彈性地基上的框架進(jìn)彈性地基上的框架進(jìn)行行(jnxng)(jnxng)計(jì)算，計(jì)算，可將地基視作彈性半可將地基視作彈性半無(wú)限平面。采用結(jié)構(gòu)無(wú)限平面。采用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法。力學(xué)中的力法。閉合(b h)框架計(jì)算簡(jiǎn)圖第13頁(yè)/共42頁(yè)第十四頁(yè)，共43頁(yè)。典型(dinxng)方程：其中(qzh

5、ng)：解出未知力，并進(jìn)而(jn r)繪出內(nèi)力圖?？蚣軆?nèi)力分析的計(jì)算簡(jiǎn)圖及基本結(jié)構(gòu)第14頁(yè)/共42頁(yè)第十五頁(yè)，共43頁(yè)。p設(shè)計(jì)(shj)彎矩、剪力及軸力的計(jì)算a.a.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)彎矩彎矩不利截面(jimin)是側(cè)墻邊緣處的截面(jimin)計(jì)算中近似的采用：設(shè)計(jì)彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖第15頁(yè)/共42頁(yè)第十六頁(yè)，共43頁(yè)。b.b.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)剪力剪力c.c.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)軸力軸力不利(bl)截面仍處于支座邊緣處由靜載引起的設(shè)計(jì)軸力：由特載引起的設(shè)計(jì)軸力：將二者相加即為桿件最后設(shè)計(jì)軸力設(shè)計(jì)剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖第16頁(yè)/共42頁(yè)第十七頁(yè)，共43頁(yè)。l抗浮驗(yàn)算抗浮驗(yàn)算(yn

6、 sun)(yn sun)第17頁(yè)/共42頁(yè)第十八頁(yè)，共43頁(yè)。l截面截面(jimin)(jimin)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)p以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為準(zhǔn)p按彎矩及軸力對(duì)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，要考慮(kol)材料在動(dòng)載作用下的強(qiáng)度提高p按剪力和扭力對(duì)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，材料的強(qiáng)度不提高第18頁(yè)/共42頁(yè)第十九頁(yè)，共43頁(yè)。p在設(shè)有支托的框架結(jié)構(gòu)中，桿件兩端(lin dun)的截面計(jì)算高度采用 且：p地下矩形(jxng)閉合框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件常按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行截面驗(yàn)算。支托(zh tu)框架結(jié)構(gòu)第19頁(yè)/共42頁(yè)第二十頁(yè)，共43頁(yè)。6.3 構(gòu)造構(gòu)造(guzo)要求要求l配筋形式配筋形式(xngsh)(xngsh)第2

7、0頁(yè)/共42頁(yè)第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。l混凝土保護(hù)層混凝土保護(hù)層地下結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(tdin)是外側(cè)與土、水相接觸，內(nèi)側(cè)相對(duì)濕度較高。因此受力鋼筋的保護(hù)層最小厚度比地面結(jié)構(gòu)增加510mm。構(gòu)件名稱(chēng)鋼筋直徑保護(hù)層厚度（mm）墻板及環(huán)形結(jié)構(gòu)152020252530梁柱3035d+（510）基礎(chǔ)有墊層無(wú)墊層3570混凝土保護(hù)層最小厚度混凝土保護(hù)層最小厚度(hud)第21頁(yè)/共42頁(yè)第二十二頁(yè)，共43頁(yè)。l橫向橫向(hn xin)(hn xin)受力鋼筋受力鋼筋p受彎構(gòu)件及大偏心受壓構(gòu)件受拉主筋配筋率一般不大于1.2%，最大不得超過(guò)(chogu)1.5%。p受力鋼筋直徑 ，對(duì)于以受彎為主的構(gòu)件 ，對(duì)于以受壓

8、為主的構(gòu)件 。p受力鋼筋間距不大于200mm，不小于70mm。第22頁(yè)/共42頁(yè)第二十三頁(yè)，共43頁(yè)。鋼筋鋼筋(gngjn)的最小配筋百分率（的最小配筋百分率（%）受力類(lèi)型最小配筋百分率（%）受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋0.6一側(cè)縱向鋼筋0.2受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉構(gòu)件一側(cè)的受拉鋼筋0.2和 中較大值第23頁(yè)/共42頁(yè)第二十四頁(yè)，共43頁(yè)。l分布分布(fnb)(fnb)鋼筋鋼筋p考慮混凝土的收縮、溫差影響(yngxing)、不均勻沉陷等因素的作用，必須配置一定數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。p縱向分布鋼筋的截面面積，一般應(yīng)不小于受力鋼筋截面積的10%，縱向分布鋼筋的配筋率：對(duì)頂、底板不宜小于0.15%；對(duì)側(cè)墻不

9、宜小于0.2%。分布(fnb)鋼筋布置圖p縱向分布鋼筋應(yīng)沿框架周邊各構(gòu)件的內(nèi)、外兩側(cè)布置，其間距可采用100-300mm?？蚣芙遣?，分布鋼筋應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，其直徑不小于12-14mm。第24頁(yè)/共42頁(yè)第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。l箍筋箍筋一般可不配置(pizh)箍筋。如需配置(pizh)，按下述規(guī)定：p 框架結(jié)構(gòu)的箍筋間距在綁扎骨架(gji)中不應(yīng)大于15d，在焊接骨架(gji)中不應(yīng)大于20d，同時(shí)不應(yīng)大于400mm。p 在受力鋼筋非焊接接頭長(zhǎng)度內(nèi)，當(dāng)搭接鋼筋為受拉筋時(shí)，其箍筋間距不應(yīng)大于5d，當(dāng)搭接鋼筋為受壓筋時(shí)，其箍筋間距不應(yīng)大于10d。p 框架結(jié)構(gòu)的箍筋一般采用_形直鉤槽形箍筋，這種鋼筋多用于

10、頂、底板，其彎鉤必須配置在斷面受壓側(cè)。L形箍筋多用于側(cè)墻。第25頁(yè)/共42頁(yè)第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。箍筋的最大間距(jin j)（mm）項(xiàng)次板和墻厚（mm）1150200220030032503504300400第26頁(yè)/共42頁(yè)第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。l剛性剛性(n xn)(n xn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)構(gòu)造p框架轉(zhuǎn)角處為直角時(shí)，應(yīng)力集中較嚴(yán)重。為緩和這種現(xiàn)象，在節(jié)點(diǎn)可加斜托，斜托的垂直長(zhǎng)度與水平長(zhǎng)度之比以1：3為宜。斜托的大小(dxio)視框架跨度大小(dxio)而定。應(yīng)力(yngl)集中節(jié)點(diǎn)增加斜托第27頁(yè)/共42頁(yè)第二十八頁(yè)，共43頁(yè)。p框架節(jié)點(diǎn)處鋼筋布置原則p沿節(jié)點(diǎn)內(nèi)側(cè)不可將水平(shupng)

11、構(gòu)件中的受拉鋼筋隨意彎曲，而應(yīng)沿斜托另配直線鋼筋，或?qū)⒋虽摻钪苯雍冈趥?cè)墻的橫向焊網(wǎng)上?？蚣芄?jié)點(diǎn)(ji din)鋼筋布置圖第28頁(yè)/共42頁(yè)第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。b.沿著框架轉(zhuǎn)角部分外側(cè)的鋼筋，其彎曲半徑必須為所用鋼筋直徑的10倍以上。c.為避免在轉(zhuǎn)角部分的內(nèi)側(cè)發(fā)生拉力時(shí)，內(nèi)側(cè)鋼筋與外側(cè)鋼筋無(wú)聯(lián)系，使表面混凝土容易(rngy)剝落，因此最好在角部配置足夠數(shù)量的箍筋。角部箍筋圖第29頁(yè)/共42頁(yè)第三十頁(yè)，共43頁(yè)。l變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置(shzh)(shzh)及構(gòu)造及構(gòu)造p變形縫的設(shè)置是為了防止結(jié)構(gòu)由于不均勻沉降、溫度變化和混凝土收縮等引起的破壞，變形縫沿結(jié)構(gòu)縱向布置，間距為30m左右。p變形

12、縫分為：伸縮縫、沉降縫。p變形縫的構(gòu)造方式(fngsh)：嵌縫式、貼附式、埋入式。第30頁(yè)/共42頁(yè)第三十一頁(yè)，共43頁(yè)。a.a.嵌縫嵌縫(qin (qin fn)fn)式式結(jié)構(gòu)內(nèi)部槽中填以瀝青膠或環(huán)煤涂料等以減少滲水的可能。也可在外部貼一層防水層。優(yōu)點(diǎn)(yudin)：造價(jià)低、施工易。缺點(diǎn)：在有水壓中防水效能不良，僅適用與地下水較少的地區(qū)或防水要求不高的工程中。嵌縫(qin fn)式變形縫第31頁(yè)/共42頁(yè)第三十二頁(yè)，共43頁(yè)。b.b.貼附式貼附式將厚度68mm的橡膠平板用鋼板條及螺栓固定結(jié)構(gòu)上。優(yōu)點(diǎn)：橡膠平板年久老化后可以(ky)拆換。缺點(diǎn)：不易使橡膠平板和鋼板密貼。貼附式變形縫第32頁(yè)/共

13、42頁(yè)第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。c.c.埋伏埋伏(mi f)(mi f)式式在澆灌混凝土?xí)r，把橡膠或塑料止水帶埋入結(jié)構(gòu)中。優(yōu)點(diǎn)：防水效果可靠，在大型工程(gngchng)中普遍采用。缺點(diǎn)：橡膠老化問(wèn)題。埋入式變形縫第33頁(yè)/共42頁(yè)第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。在有水壓，而且(r qi)表面溫度高于50C或受強(qiáng)氧化及油類(lèi)等有機(jī)物質(zhì)侵蝕的地方，可在中間埋設(shè)紫銅片，但造價(jià)高。特殊(tsh)變形縫第34頁(yè)/共42頁(yè)第三十五頁(yè)，共43頁(yè)。d.d.混合式混合式當(dāng)防水要求很高，承受較大的水壓力時(shí)，可采用上述三種方法的組合，稱(chēng)為混合式，此法防水效果好，但施工程序(chngx)多，造價(jià)高。第35頁(yè)/共42頁(yè)第三十六頁(yè)，共43頁(yè)。6.4 算例算例一置于彈性(tnxng)地基上的閉合鋼筋混凝土框架通道，橫梁受均布載 ， ， 繪制(huzh)框架的彎矩圖。第36頁(yè)/共42頁(yè)第三十七頁(yè)，共43頁(yè)。受力圖(lt)第37頁(yè)/共42