地下結(jié)構(gòu)工程第五章淺埋的地下結(jié)構(gòu)

地下結(jié)構(gòu)工程第05章5淺埋的地下結(jié)構(gòu)

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).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).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。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;平戰(zhàn)結(jié)合；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)城市道路系統(tǒng)中立交地道、水底隧道的峒門與地面間的連接段，是一種縱向變高度的塹壕。（1）.墻型支擋結(jié)構(gòu)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。（2）.槽形支擋結(jié)構(gòu)(a)懸臂式擋墻（b）扶壁式擋墻圖5－1薄壁型擋墻其他：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)）靜定結(jié)構(gòu)，其形狀與船塢類似，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)結(jié)構(gòu)淺埋的地鐵鐵車站、地地鐵通道、、地下工廠廠、地下醫(yī)醫(yī)院、指揮揮所等，應(yīng)應(yīng)用廣泛。。一般采用明挖法施工。為直墻拱、矩矩形框架和和梁板式結(jié)構(gòu)。5.2一般淺埋結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形形式5.2.1直墻拱半圓拱、割割圓拱和拋拋物線拱5.2.2矩形閉合框框架(a)單跨(b)雙跨(c)隔墻開(kāi)設(shè)孔孔洞(d)梁柱體系(e)多層多跨地地下廠房5.2.3梁板式結(jié)構(gòu)構(gòu)5.3矩形閉合框框架的計(jì)算算矩形閉合框框架的結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算通常常包括荷載、內(nèi)力力及截面計(jì)算，必要要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)進(jìn)行抗浮計(jì)算。5.3.1荷載計(jì)算靜荷載:自重土壓力力和地下水水頭壓力；；活荷載:施工活荷載載、車輛設(shè)設(shè)備等荷載載；特定荷載:常規(guī)武器甚甚至核武器器作用下的的沖擊荷載載。頂板荷載：：(1).上部覆土重重力(2).水壓力：(3).頂板自重：：(4).特載頂板總荷載載為三者與與特載之和和：底板荷載直線分布，，底板上的的荷載為結(jié)結(jié)構(gòu)整體自自重、頂板板傳下的荷荷載與特載載之和，即即:側(cè)墻荷載側(cè)墻上的荷荷載包括有有水平向土土壓力，水水壓力和特特載。——折減系數(shù)，，依土體透透水性而定定；對(duì)于砂砂土對(duì)于粘土圖5－5荷載示意圖圖5.3.2內(nèi)力計(jì)算可將地基視視作彈性半半無(wú)限平面面，作為彈性地基上上的框架進(jìn)進(jìn)行分析。簡(jiǎn)化，本節(jié)節(jié)將彈性地地基上的反反力作為荷荷載作用在在閉合框架架底部，按按照一般平面框框架計(jì)算。。1）計(jì)算簡(jiǎn)圖圖視為平面應(yīng)應(yīng)變問(wèn)題，，圖5－7計(jì)算簡(jiǎn)圖及及簡(jiǎn)化框架的頂?shù)椎装搴穸榷级急葍?nèi)隔墻墻大得多，，中隔墻的的剛度相對(duì)對(duì)較小，將將中隔墻一一般視為只只承受軸力力的二力桿桿，圖5－8縱梁和柱計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖本講要點(diǎn)了解淺埋結(jié)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式；掌握矩形閉閉合框架的的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖。2）截面選擇擇計(jì)算超靜定定結(jié)構(gòu)內(nèi)力力時(shí)需要知知道截面尺尺寸，這在在設(shè)計(jì)前是是不知道的的。所以只只有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定各個(gè)截面的的尺寸，進(jìn)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)計(jì)算，然后后驗(yàn)算截面是否合適。。若不合格格，重復(fù)上述過(guò)程，，直至所設(shè)設(shè)截面合適適為止3)計(jì)算方法采用位移法計(jì)算，當(dāng)不不考慮線位位移的影響響時(shí)，則以以力矩分配配法為簡(jiǎn)便便。(1).當(dāng)豎向荷載載不平衡時(shí)時(shí)，可以在在底板的結(jié)結(jié)點(diǎn)上加設(shè)集中力力.(2).線位移的確確定，一般般情況下，，框架有幾幾孔就有幾幾個(gè)獨(dú)立的線位位移。淺埋式結(jié)構(gòu)構(gòu)上特載的的值遠(yuǎn)大于于其他荷載載，，而且且，特載的的值的計(jì)算算是非常粗粗略的，因因此并非非常精精確。集中力的施施加5.3.3截面計(jì)算以現(xiàn)行鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范為準(zhǔn)。特載與其他他荷載組合合：按照彎矩和軸力力對(duì)構(gòu)件承載載力進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算時(shí)，需需要考慮動(dòng)力荷載作作用下材料強(qiáng)度的的提高；按剪力和扭力力對(duì)構(gòu)件進(jìn)行行承載力驗(yàn)驗(yàn)算時(shí)，則則不考慮材料強(qiáng)度的的提高。設(shè)有支托的的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)地下矩形閉閉合框架結(jié)結(jié)構(gòu)中的頂頂板、側(cè)墻墻和底板均按照偏壓壓構(gòu)件進(jìn)行截面驗(yàn)驗(yàn)算。5.3.4抗浮計(jì)算為結(jié)構(gòu)自重重、設(shè)備重重量及上部部覆土重之之和，但對(duì)對(duì)箱體施工工完畢后工工況，僅考考慮結(jié)構(gòu)自自重；為浮力。5.4構(gòu)造要求5.4.1配筋形式5.4.2混凝凝土土保保護(hù)護(hù)層層厚厚度度保護(hù)護(hù)層層最最小小厚厚度度常常比比地地面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)增增加加5-10mm。通通常?？煽砂窗凑照铡盎炷镣两Y(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范”（GB50010-2002）規(guī)規(guī)定定采采用用，，其其環(huán)環(huán)境境類類別別應(yīng)應(yīng)屬屬b類。。5.4.3橫向向受受力力鋼鋼筋筋鋼筋筋直直徑徑選選取取32mm以下下，，鋼鋼筋筋的的間間距距一一般般不不大大于于200mm，不不小小于于70mm，以以方方便便施施工工。。表5－1最小小鋼鋼筋筋配配筋筋率率(%)項(xiàng)次分類混凝土強(qiáng)度等級(jí)<C20C25-C40C50-C601軸心受壓構(gòu)件的全部受壓鋼筋0.40.40.42偏心受壓及偏心受拉構(gòu)件的受壓鋼筋0.20.20.23受彎構(gòu)件偏心受壓及偏心受拉構(gòu)件的受拉鋼筋0.10.150.25.4.4縱向向分分布布鋼鋼筋筋.4縱向向分分布布鋼鋼筋筋在縱縱向向截截面面，，一一般般配配置置分分布布鋼鋼筋筋，，以以減減少少混混凝凝土土的的收縮縮、、溫溫差差和和不不均均勻勻沉沉降降的影影響響。?？v向向分分布布鋼鋼筋筋的的截截面面面面積積，，一一般般不應(yīng)應(yīng)小小于于受受力力鋼鋼筋筋截截面面積積的的10％，同同時(shí)時(shí)，，縱縱向向分分布布鋼鋼筋筋的的配配筋筋率率對(duì)對(duì)頂?shù)椎装灏宀徊灰艘诵⌒∮谟?.15%；側(cè)側(cè)墻墻不宜宜小小于于0.20％。5.4.5箍筋筋一般般可可不不配配置置箍箍筋筋項(xiàng)次板和墻厚（mm）12341502002503002003003505005.4.6剛性性節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造造增加加斜斜托托，，斜斜托托的的斜斜度度控控制制在在1：3左右右比比較較合合適適。。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角部部分分的的鋼鋼筋筋布布置置如如圖圖。。5.4.7變形形縫縫的的設(shè)設(shè)置置伸縮縮縫縫和和沉沉降降縫縫，，變變形形縫縫的的間間距距在在30m左右右。。嵌縫縫式式：結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部部槽槽中中填填以瀝瀝青青膠膠或或由由環(huán)環(huán)氧氧樹(shù)樹(shù)脂脂和和煤煤焦焦油油合合成成的的環(huán)環(huán)煤煤涂涂料料等等，，也也可可以以在在外部部貼貼防防水水層層。貼附式式將厚度度為6～8mm的橡膠膠平板板用鋼鋼板條條及螺螺栓固固定在在結(jié)構(gòu)上上即可可。其優(yōu)點(diǎn)是橡膠膠平板板年久久老化化后可可以拆拆換，，缺點(diǎn)是不易易使橡橡膠平平板和和鋼板板密貼貼。埋入式式大型工工程中中普遍遍采用用埋入入式變變形縫縫，，在澆搗搗混凝凝土?xí)r時(shí)，把橡膠膠或塑塑料止止水帶帶埋入入結(jié)構(gòu)構(gòu)中，，防水水效果果可靠靠，但但橡