第七章-附建式結構

第一節(jié)概述第二節(jié)梁板式結構第三節(jié)裝配式結構第四節(jié)口部結構第五章附建式結構城空地下建筑結構

附建式結構概念——

根據(jù)一定的防護要求修筑于堅固的建筑物下的地下室，又稱防空地下室，與獨立修建的地下人防工事相對應。第一節(jié)概述城空地下建筑結構與單建式結構相比的優(yōu)越性（1）節(jié)省建設用地；（2）便于平戰(zhàn)結合；（3）人員和設備容易在戰(zhàn)時迅速轉入地下；（4）增強上層建筑的抗地震能力，在地震時防空地下室可作為避震室；（5）上層建筑對戰(zhàn)時核爆炸沖擊波、光輻射、早期核輻射以及炮（炸）彈有一定的防護作用；（6）防空地下室的造價比單建式的要低；（7）便于施工管理，采用新技術，保證工程質量，同時也便于維護。城空地下建筑結構

修建附建式結構上部建筑需滿足的條件：（1）多層建筑：底層外墻選用材料的強度不低于一般磚石砌體強度；外墻開設門窗口面積不大于墻體面積的一半；（2）單層建筑：除滿足上述條件外，屋蓋應為鋼筋混凝土結構。

此外，上覆土層需有一定的厚度，以滿足防火和抗爆要求。城空地下建筑結構優(yōu)先考慮建設的因素

（1）低洼地帶需進行大量填土的建筑；（2）需要做深基礎的建筑；（3）新建的高層建筑；（4）人口密集、空地缺少的平原地區(qū)建筑。

城空地下建筑結構附建式結構的設計要點

（1）按平時和戰(zhàn)時兩種條件作為設計依據(jù)；（2）允許結構出現(xiàn)塑性變形，按彈塑性理論設計；（3）只進行結構的強度驗算；（4）不必單獨進行地基變形驗算；（4）貫徹平戰(zhàn)結合的原則，盡量為平時使用創(chuàng)造條件。城空地下建筑結構結構的型式選擇考慮的因素

（1）戰(zhàn)時防護能力的要求；（2）上面地面建筑的類型；（3）地質及水文地質條件；（4）平時與戰(zhàn)時使用的要求；（5）建筑材料及供應情況；（6）施工條件城空地下建筑結構附建式結構的型式

（1）梁板結構（2）板柱結構（3）箱形結構

城空地下建筑結構結構的型式（1）梁板結構頂板為鋼筋混凝土梁板結構。邊墻跨度

城空地下建筑結構城空地下建筑結構城空地下建筑結構結構的型式（2）板柱結構頂板采用無梁鋼筋混凝土板式結構?；A

城空地下建筑結構城空地下建筑結構結構的型式（3）箱型結構鋼筋混凝土空間結構。選擇要素：1）防護等級高2）上層建筑需設置箱形基礎；3）地下水位高，結構有較高的防水要求

城空地下建筑結構城空地下建筑結構城空地下建筑結構城空地下建筑結構結構的型式（4）其他結構

城空地下建筑結構城空地下建筑結構結構的構造要求（1）建筑材料的最低強度應不低于相關設計規(guī)范；如：《混凝土結構設計規(guī)范》（GB500210-2002）《砌體結構設計規(guī)范》（GB50003-2001）

城空地下建筑結構結構的構造要求（2）結構的最小厚度

結構類型部位材料鋼筋混凝土混凝土（㎜）磚砌體（㎜）料石砌體（㎜）梁板、殼體結構平板、殼承重外墻承重內墻非承重隔墻200200200200200490370240300300300拱形結構拱承重外墻承重內墻200200200200200200370490370300300城空地下建筑結構結構的構造要求（3）保護層的最小厚度

結構類型部位內層

（㎜）外層（㎜）現(xiàn)澆預制20153020城空地下建筑結構結構的構造要求（4）變形縫的設置地下室沉降縫的設置原則上應服從地面建筑的要求；地震區(qū)設有局部地下室的建筑物，應設置沉降縫，當?shù)孛娼ㄖO置防震縫時，其防空地下室不設置防震縫。地下室的室外出入口與主體結構的連接處，應設置沉降縫，以防止產(chǎn)生不均勻沉降時斷裂。當防空地下室設置沉降縫時，其上部地面建筑也要在其對應的位置設置沉降縫。防空地下室一個防護單元內，不允許設置沉降縫、伸縮縫城空地下建筑結構結構的構造要求（5）圈梁的設置當防空地下室的頂蓋采用迭合板、裝配整體式平板或拱形結構時，應沿著內墻與外墻的頂部設置圈梁一道。圈梁的高度不小于180mm，寬度與墻的厚度相同，在圈梁內上下各配三根直徑為12mm的鋼筋，箍筋直徑不小于6mm，間距不大于300mm，圈梁應設置在同一個水平面上，并且要相互連通，不得斷開，如圈梁兼作過梁時，應對這一部分圈梁另行驗算。當防空地下室頂蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構時，除沿外墻頂部的同一水平布按上述要求設置圈梁時，還可在內隔墻上間隔設置圈梁，其間距不宜大于12m。城空地下建筑結構結構的構造要求（6）構件相接處的錨固鋼筋混凝土頂板與內、外墻的相接處，應設置錨固鋼筋，一般鋼筋直徑8mm、間距200mm，伸入圈梁內的錨固長度不應小于240mm，伸入磚墻內的錨固長度，不應小于450mm。磚墻轉角處及內外墻的交接處，除應同時咬搓砌筑外，還應沿墻高設置拉結筋，拉結筋每邊伸入墻身10mm，其數(shù)量當墻厚為490mm時，可取每10皮磚設置四根直徑為6mm的鋼筋。城空地下建筑結構城空地下建筑結構結構的構造要求（7）其它構造要求對于雙向配筋的鋼筋混凝土頂板、底板或墻板，均應設置呈梅花形排列的聯(lián)系筋或拉結筋，間距為500mm。頂板或底板的聯(lián)系筋直徑不小于8mm；墻板的拉結筋直徑不小于6mm。鋼筋混凝土受彎構件的受拉鋼筋配筋率，一般控制在0.15～1.5%的范圍內。城空地下建筑結構1頂板設計2側墻設計3基礎設計4承重內墻（柱）設計第二節(jié)梁板式結構城空地下建筑結構（一）荷載:靜載+動載（1）核爆炸沖擊波超壓所產(chǎn)生的動載土層參數(shù)；上部建筑結構。設計中常將沖擊波動載變?yōu)橄鄳牡刃ъo載（2）頂板以上的靜荷載設備夾層、房屋底層地坪和覆土層重以及戰(zhàn)時不遷動的固定設備等。不包括人重和倒塌的上層建筑碎塊的重量。（3）頂板自重根據(jù)初步選定的斷面尺寸及采用的材料估算。1頂板設計城空地下建筑結構（二）計算簡圖

內容：（1）荷載的形式、位置和數(shù)量；（2）板的跨數(shù)、各跨的跨度尺寸；（3）板的支承條件等。

1頂板設計城空地下建筑結構（二）計算簡圖原則：在選擇計算簡圖時，應力求計算簡便，而又與實際結構受力情況盡可能符合。

單向板、

雙向板、雙列多向板

1頂板設計城空地下建筑結構1122l01l021-1l02M22-2l01M1l01<l02

時：M2<<M1，荷載沿一個方向傳遞—單向板單向板城空地下建筑結構1122l01l022-2l01M1l01

l02

時：M2

M1，荷載沿梁兩個方向傳遞—雙向板1-1l02M2雙向板城空地下建筑結構（二）計算簡圖多列雙向板的頂板簡化：

（1）各跨受均布荷載,跨度相等或相近時,中間支座截面基本不發(fā)生轉動，把頂板分為每一塊單獨的單跨雙向板計算。

（2）根據(jù)比值l2/l1將作用在每塊雙向板上的荷載近似地分配到兩個方向上，而后再按互相垂直的兩個單向連續(xù)板計算。

1頂板設計城空地下建筑結構（三）內力計算——單向連續(xù)板l2/l1＞2，以及雙向板的荷載已經(jīng)分配簡化為單向連續(xù)板（1）等跨情況（兩跨相差小于20%）1頂板設計截面邊跨中第一內支座中跨中中間支座

β值+1/11–1/14+1/16-1/16截面邊跨中第一內支座中跨中中間支座

α值0.420.580.500.50城空地下建筑結構（三）內力計算——單向連續(xù)板（2）不等跨情況的計算方法先按彈性法求出內力圖。1頂板設計g+qMcVVcbl0城空地下建筑結構（三）內力計算——單向連續(xù)板（2）不等跨情況：彎矩調幅法

將各支座負彎矩減少30%，并相應增加跨中正彎矩，使每跨調整后兩端支座彎矩的平均值與跨中彎矩絕對值之和，不小于相應的簡支梁跨中彎矩。如前者小于后者時，應將支座彎矩的調整值減少使不因支座負彎矩過小而造成跨中最大正彎矩的過分增加。最后，再根據(jù)調整后的支座彎矩計算剪力值。1頂板設計城空地下建筑結構（三）內力計算——多列雙向板1頂板設計按塑性法計算，求解跨中及支座的比例關系城空地下建筑結構（四）截面設計截面由戰(zhàn)時動載+靜載組合控制，只驗算強度，但要考慮動載對材料動力強度的提高和動荷安全系數(shù)。允許結構塑變形，按彈塑性工作階段設計，需保證結構的延性。1頂板設計城空地下建筑結構保證結構的延性，應滿足下列條件：對于超靜定鋼筋混凝土梁、板和平面框架結構，同時發(fā)生最大彎矩和最大剪力的截面，應驗算斜截面抗剪強度。受拉鋼筋配筋率μ，不宜大于1.5%；對于受彎、大偏心受壓構件，當μ＞1.5%時，

當β＜1.5時，仍取1.51頂板設計城空地下建筑結構保證結構的延性，應滿足下列條件：連續(xù)梁的支座，以及框架和剛架的節(jié)點，當驗算抗剪強度時，混凝土軸心抗壓動力強度應乘以折減系0.8，且箍筋配筋率不小于0.15%。構件跨中受拉鋼筋μ1的和支座受拉鋼筋的μ2（當兩端支座配筋不等時取平均值），二者之和應滿足1頂板設計城空地下建筑結構（一）側墻的戰(zhàn)時荷載組合壓縮波形成的水平方向動載，可通過計算將動載轉變?yōu)榈刃ъo載。頂板傳來的動荷載與靜荷載，可由前述頂板荷載計算結果根據(jù)頂板受力情況所求出的反力來確定。上部地面建筑自重，與作用在頂板上的沖擊波動載類似，側墻自重根據(jù)初步假設的墻體確定。土側壓力及水壓力2側墻城空地下建筑結構（二）計算的簡化原則側墻上承受的水平方向荷載，簡化時一般取為均布荷載。根據(jù)兩個方向上長度比值的不同，墻板可能是單向板或雙向板。

2側墻設計城空地下建筑結構（二）計算的簡化原則側墻上承受的水平方向荷載，簡化時一般取為均布荷載。支撐條件簡化混合結構，hq/hf<0.7,上端簡支，下端固定；鋼筋混凝土結構，上端鉸支

2側墻設計城空地下建筑結構（三）內力計算對于由磚砌體及素混凝土構筑的側墻，計算內力時按彈性工作階段考慮；當?shù)瓤缜闆r時，可利用《建筑結構靜力計算手冊》直接求出內力。對于鋼筋混凝土構筑的側墻，按彈塑性工作階段考慮，2側墻設計城空地下建筑結構（四）截面設計在偏心受壓砌體的截面設計中，當考慮核爆炸動載與靜荷載同時作用時，荷載偏心距e0不宜大于0.95y；當e0≤

0.95y時，可仍由抗壓強度控制進行截面選擇。鋼筋混凝土側墻一般為雙向配筋。2側墻設計城空地下建筑結構（一）條形基礎對于受動載較小的大量性防空地下室條形基礎，可不考慮核爆炸動載作用下的荷載組合，而只按上部地面建筑平時正常使用條件下的荷載組合進行設計；對于受動載較大的條形基礎以及各種單獨柱基，則應考慮其動、靜荷載的組合。當考慮核爆炸動載作用時，對于條形基礎以及單獨柱基的天然地基，應進行承載能力驗算，地基的允許承載能力，可以適當提高，提高系數(shù)按規(guī)范規(guī)定取值。3基礎設計城空地下建筑結構（二）整體基礎對于防護等級不高的大量性防空地下室荷載組合（1）底板核爆炸動載，常化為等效靜載；（2）上部地面建筑自重的一半。（3）頂板傳來的靜載。（4）墻重。由于底板自重與底壓抵消，故不應計入。防護等級更高的防空地下室底板的荷載組合有（1）底板核爆炸動載，如果是條形基礎或單獨柱基，則為墻（柱）傳來的核爆炸動載，亦化為等效靜載。（2）頂板傳來的靜載。（3）墻重。不包括上部地面建筑自重。3基礎設計城空地下建筑結構（二）整體基礎在確定了底板壓力之后，應根據(jù)戰(zhàn)時與平時兩個組合情況的比較，取其中較大的作為設計的依據(jù)。底板的計算簡圖，拆開為單向或雙向連續(xù)板；也可與側墻一起構成整體框架。對于有防水要求的底板，應按彈性工作階段計算，不考慮塑性變形引起的內力重分布。當防空地下室考慮核爆炸沖擊波瞬時動載作用時，可不驗算基礎的沉降和地下室的傾覆。對于整體基礎下的天然地基，在核爆炸沖擊波動載作用下，可不必驗算其承載能力。3基礎設計城空地下建筑結構（一）荷載上部地面建筑的部分自重頂板傳來的動荷載，一般化為等效靜載。頂板傳來的靜荷載。地下室內墻（柱）的自重。除防護隔墻外，一般內墻（柱）不承受側向水平荷載。當頂板按彈塑工作階段計算時，為保證墻（柱）不先頂板破壞，在計算頂板傳給墻（柱）的等效靜載時，應將頂板支反力乘以1.25的系數(shù)。而按彈性工作階段計算時，可直接取支反力確定荷載后則進行內力計算和截面選擇4承重內墻（柱）設計城空地下建筑結構（二）承重內墻門洞的計算（1）將墻板視為一個整體簡支梁，4承重內墻（柱）設計（2）將上下橫梁分別視為承受局部荷載的兩端固定梁（3）將兩組內力迭加上梁下梁城空地下建筑結構1裝配式結構類型全裝配式結構在全裝配式結構中，頂板、柱、墻板以及基礎等都采用工廠生產(chǎn)的裝配式構件，其中梁、板本身的連續(xù)性及梁與柱之間的剛性聯(lián)接，是通過預留鋼筋的連接以及在接頭中增設鋼筋和現(xiàn)澆少量混凝土來實現(xiàn)。預制-現(xiàn)澆式結構在定型構件（預制板）上再澆一層混凝土，這樣就增加了頂板的工作高度，也就相應地提高了頂板的承載能力。當認為預制和現(xiàn)澆兩部分混凝土共同工作時，受力鋼筋是根據(jù)整個截面的工作條件來確定的。此外，還可以在預制構件之間留出一定的間隔，并在其中放置附加的縱向鋼筋和橫向鋼筋，然后澆上混凝土以保證其連續(xù)性。第三節(jié)裝配式結構（不講）城空地下建筑結構1裝配式結構的類型迭合構件——預制-現(xiàn)澆結構的一種在達不到截面需要高度的預制構件上，預留鋼筋，然后再在其上現(xiàn)澆一層混凝土，使之達到截面計算高度。預制-現(xiàn)澆工結構的優(yōu)點（1）部分構件在工廠生產(chǎn)，能保證質量，并用機械裝配施工，速度快；現(xiàn)澆混凝土時，用預制構件做模板，節(jié)省木材。（2）節(jié)點為整體現(xiàn)澆，且在鋼筋連接，具有必要的剛度，保證了結構的空間穩(wěn)定性。（3）裝配式構件在中間支座處的連續(xù)性容易實現(xiàn)。（4）在構件的接頭處，都是用混凝土現(xiàn)澆的，因而，保證了被連接預制構件的緊密性。城空地下建筑結構2迭合板設計中的幾項原則設計中所取的荷載，應為頂板的全部荷載，包括動荷載與靜荷載。內力計算時，按單向簡支或連續(xù)板考慮，也可按雙向連續(xù)板考慮。迭合板斷面由預制的與現(xiàn)澆的兩部分組成?？蓪⑦@兩部分視為共同工作的整體進行截面設計與配筋。預制板應按下列情況進行驗算按制作、運輸及吊裝時的標準荷載校核預制板的強度。按澆筑混凝土時的施工荷載校核預制板的強度和撓度。城空地下建筑結構2構造要求迭合板的預制板只限于采用實心板。為了保證迭合板的整體性，應將預制板的上表面進行打毛處理、做成鋸齒形或留槽齒等處理。迭合板與墻身的錨固構造要求迭合板一端伸入磚墻的有效支承長度，應按現(xiàn)澆板計算。中間墻上兩塊預制板之間，應留空隙，以便現(xiàn)澆混凝土。保證施工質量。必須將預制板表面和預制板之間空隙中的雜物、油污等清洗干凈，去掉積水，然后涂刷素水泥漿，隨即澆注混凝土。板縫之內的混凝土，必須澆搗密實。城空地下建筑結構1室內出入口：每個獨立的防空地下室，至少有一個室內出入口（一）階梯式設在樓梯間附近的階梯式出入口，以平時使用為主，在戰(zhàn)時（或地震時）倒塌堵塞的可能性很大。（二）豎井式豎井是鋼筋混凝土方筒結構，壁厚度20㎝，配筋直徑14