《淺埋式地下結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

第三章 淺埋的地下結(jié)構(gòu),當垂直土壓力和水平土壓力均隨著深度增加而增加時，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)計與計算原理 .,3.1.1防空地下室,大量的住宅和公共建筑物在修建時，按照國家的規(guī)定，按比例修建的具有一定防護要求的建筑物地下室。 承受上部地面建筑傳來的靜荷載,承受核爆炸沖擊波的動力荷載; 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,3.1.2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21 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)計需要先進行抗浮穩(wěn)定計算，然后進行結(jié)構(gòu)的強度計算。,3.1.3一般淺埋結(jié)構(gòu),淺埋的地鐵車站、地鐵通道、地下工廠、地下醫(yī)院、指揮所等，應(yīng)用廣泛。 一般采用明挖法施工。 為直墻拱、矩形框架和梁板式結(jié)構(gòu) 。,3.2一般淺埋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式 2.2.1直墻拱,半圓拱、割圓拱和拋物線拱,3.2.2矩形閉合框架,(a)單跨(b)雙跨(c)隔墻開設(shè)孔洞,(d)梁柱體系(e)多層多跨地下廠房,3.2.3梁板式結(jié)構(gòu),3.3矩形閉合框架的計算,矩形閉合框架的結(jié)構(gòu)計算通常包括荷載、內(nèi)力及截面計算，必要時尚應(yīng)進行抗浮計算。 2.3.1荷載計算 靜荷載:自重土壓力和地下水頭壓力； 活荷載:施工活荷載、車輛設(shè)備等荷載 ； 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：,(1). 上部覆土重力 (2). 水壓力： (3). 頂板自重： (4). 特載 頂板總荷載為三者與特載之和：,底板荷載,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:,側(cè)墻荷載,側(cè)墻上的荷載包括有水平向土壓力，水壓力和特載。,折減系數(shù)，依土體透水性而定；對于砂土,對于粘土,圖35荷載示意圖,3.3.2內(nèi)力計算,可將地基視作彈性半無限平面，作為彈性地基上的框架進行分析。 簡化，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算 。,1）計算簡圖視為平面應(yīng)變問題，,圖37 計算簡圖及簡化,框架的頂?shù)装搴穸榷急葍?nèi)隔墻大得多，中隔墻的剛度相對較小，將中隔墻一般視為只承受軸力的二力桿，,圖38 縱梁和柱計算簡圖,2）截面選擇,計算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力時需要知道截面尺寸，這在設(shè)計前是不知道的。所以只有根據(jù)經(jīng)驗假定各個截面的尺寸，進行內(nèi)力計算，然后驗算截面是否合適。若不合格，重復上述過程，直至所設(shè)截面合適為止,3)計算方法,采用位移法計算，當不考慮線位移的影響時，則以力矩分配法為簡便。 (1).當豎向荷載不平衡時，可以在底板的結(jié)點上加設(shè)集中力. (2).線位移的確定，一般情況下，框架有幾孔就有幾個獨立的線位移。 淺埋式結(jié)構(gòu)上特載的值遠大于其他荷載，而且，特載的值的計算是非常粗略的，因此并非非常精確。,集中力的施加,3.3.3截面計算,以現(xiàn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范為準。 特載與其他荷載組合： 按照彎矩和軸力對構(gòu)件承載力進行驗算時，需要考慮動力荷載作用下材料強度的提高； 按剪力和扭力對構(gòu)件進行承載力驗算時，則不考慮材料強度的提高。,設(shè)有支托的框架結(jié)構(gòu),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)件進行截面驗算。,3.3.4抗浮計算,為結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備重量及上部覆土重之和，但對箱體施工完畢后工況，僅考慮結(jié)構(gòu)自重； 為浮力。,3.4 構(gòu)造要求,3.4.1配筋形式,3.4.2混凝土保護層厚度,保護層最小厚度常比地面結(jié)構(gòu)增加5-10mm。通常可按照“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”（GB50010-2002）規(guī)定采用，其環(huán)境類別應(yīng)屬b類。,3.4.3橫向受力鋼筋,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(%),3.4.4縱向分布鋼筋,.4縱向分布鋼筋 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。 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，縱向分布鋼筋的配筋率對頂?shù)装宀灰诵∮?.15%；側(cè)墻不宜小于0.20。,3.4.5箍筋,一般可不配置箍筋,3.4.6剛性節(jié)點構(gòu)造,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。,3.4.7變形縫的設(shè)置,伸縮縫和沉降縫 ，變形縫的間距在30m左右。 嵌縫式：結(jié)構(gòu)內(nèi)部槽中填以瀝青膠或由環(huán)氧樹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)點是橡膠平板年久老化后可以拆換， 缺點是不易使橡膠平板和鋼板密貼。,埋入式,大型工程中普遍采用埋入式變形縫 ，在澆搗混凝土時，把橡膠或塑料止水帶埋入結(jié)構(gòu)中，防水效果可靠，但橡膠老化問題