wA地下建筑結構課件—第三章淺埋式結構08

1、建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 梁板式結構梁板式結構 荷載荷載 計算簡圖計算簡圖 內力計算內力計算 截面設計截面設計第三節(jié)第三節(jié) 裝配式結構裝配式結構 第四節(jié)第四節(jié) 口部結構口部結構第二章第二章 附建式結構附建式結構建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 矩形閉合框架的計算矩形閉合框架的計算 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求 第四節(jié)第四節(jié) 按地基為彈性半無限平面的閉合框架計算按地基為彈性半無限平面的閉合框架計算本章著重討論本章著重討論單建式矩形淺埋式

2、結構單建式矩形淺埋式結構的設計與計算原理的設計與計算原理 .第三章第三章 淺埋式結構淺埋式結構單建式單建式建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院概念概念 淺埋式結構淺埋式結構其覆蓋土層較薄，不滿足壓力拱成拱條件其覆蓋土層較薄，不滿足壓力拱成拱條件垂直土壓力和水平土壓力均隨著深度增加而增加時垂直土壓力和水平土壓力均隨著深度增加而增加時考慮的因素考慮的因素q建筑物的使用要求建筑物的使用要求q防護等級防護等級q地質條件及施工能力等。地質條件及施工能力等。主要結構型式主要結構型式q直墻拱直墻拱q矩形框架矩形框架q梁板式結構梁板式結構 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述qupup建

3、筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（一）直墻拱（一）直墻拱 墻體部分通常用磚或塊石砌筑，拱體部分視其跨度大小，墻體部分通常用磚或塊石砌筑，拱體部分視其跨度大小，可采用磚砌拱、預制鋼筋混凝土拱或現澆鋼筋混凝土拱?？刹捎么u砌拱、預制鋼筋混凝土拱或現澆鋼筋混凝土拱。 拱頂部分形式：半圓拱、割圓拱、拋物線拱等。拱頂部分形式：半圓拱、割圓拱、拋物線拱等。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（二）矩形閉合框架（二）矩形閉合框架（1 1）單跨矩形閉合框架）單跨矩形閉合框架（2 2）雙跨和多跨的矩形閉合框

4、架）雙跨和多跨的矩形閉合框架（3 3）多層多跨的矩形閉合框架）多層多跨的矩形閉合框架qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（二）矩形閉合框架（二）矩形閉合框架 （1 1）單跨矩形閉合框架）單跨矩形閉合框架 當跨度較小時（一般小于當跨度較小時（一般小于6 6m m），），可采用單跨矩形閉合框架?？刹捎脝慰缇匦伍]合框架。 出入口通道出入口通道第一節(jié)第一節(jié) 概述概述qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（二）矩形閉合框架（二）矩形閉合框架 （2 2）雙跨和多跨的矩形閉合框架）雙跨和多跨的矩形閉合框架 當結構的跨度

5、較大，或由于使用和工藝的要求，結構可設當結構的跨度較大，或由于使用和工藝的要求，結構可設計成雙跨的或多跨的。計成雙跨的或多跨的。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（二）矩形閉合框架（二）矩形閉合框架 （3 3）多層多跨的矩形閉合框架）多層多跨的矩形閉合框架 （地下商場和換乘站）（地下商場和換乘站） 由于工藝要求或者是使用要求做成多層多跨的結構。由于工藝要求或者是使用要求做成多層多跨的結構。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（三）梁板式結構（三）梁板式結

6、構 在地下水位較低的地區(qū)，或要求防護等級較低在地下水位較低的地區(qū)，或要求防護等級較低的工程中，頂、底板做成現澆鋼筋混凝土梁板的工程中，頂、底板做成現澆鋼筋混凝土梁板式結構，而圍墻和隔墻則為磚墻；式結構，而圍墻和隔墻則為磚墻； 在地下水位較高或防護等級要求較高的工程中在地下水位較高或防護等級要求較高的工程中，一般除內部隔墻外，均做成箱形閉合框架鋼，一般除內部隔墻外，均做成箱形閉合框架鋼筋混凝土結構。筋混凝土結構。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院結構的計算結構的計算 荷載計算荷載計算：視為一個：視為一個整體整體內力計算內力計

7、算：彈性地基梁彈性地基梁截面計算截面計算：截面尺寸和配筋的確定：截面尺寸和配筋的確定抗浮驗算抗浮驗算：同基礎抗?。和A抗浮 第二節(jié)第二節(jié) 矩形閉合框架的計算矩形閉合框架的計算 qbackback建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院矩形閉合框架的矩形閉合框架的荷載荷載1 1 頂板上的荷載頂板上的荷載：土重土重+ +自重自重+ +水壓水壓+ +特載特載2 2 底板上的荷載底板上的荷載：自重自重+ +傳遞傳遞+ +特載，直線分布特載，直線分布3 3 側墻上的荷載側墻上的荷載：土重土重+ +水壓水壓+ +特載特載qbackback建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學

8、院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院1 1 頂板上的荷載頂板上的荷載 （1 1）覆土壓力）覆土壓力 （一）荷載計算（一）荷載計算)/(2mthqiii（2 2）水壓力）水壓力 )/(2mthq水（3 3）頂板自重）頂板自重 )/(2mtdqtiiiqdhhq頂頂qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院2 2 底板上的荷載：底板上的荷載：直線分布直線分布，底板上的荷載為結構整，底板上的荷載為結構整體自重、頂板傳下的荷載與特載之和。體自重、頂板傳下的荷載與特載之和。 （一）荷載計算（一）荷載計算tqlpqq底頂底qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程

9、學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院3 3 側墻上的荷載：側墻上的荷載：水平向土壓力，水壓力和特載。水平向土壓力，水壓力和特載。（1 1）土層側向壓力）土層側向壓力 （一）荷載計算（一）荷載計算245tan)(2iiihe（2 2）側向水壓力）側向水壓力 he作用于側墻上的荷載作用于側墻上的荷載 tiitqhhqeeq側側側245tan)(2qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院 （二）內力計算（二）內力計算1 1 計算簡圖計算簡圖2 2 截面選擇截面選擇3 3 計算方法計算方法4 4 設計彎矩、剪力及軸力的計算設計彎矩、剪力及軸力的計算qbac

10、kback建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院計算簡圖計算簡圖基本假設基本假設可將地基視作彈性半無限平面，作為可將地基視作彈性半無限平面，作為彈性地基上的框架進彈性地基上的框架進行分析行分析。 簡化，將彈性地基上的反力作為荷載作用在閉合框架底部簡化，將彈性地基上的反力作為荷載作用在閉合框架底部，按照，按照一般平面框架計算一般平面框架計算 。建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院1 1 計算簡圖計算簡圖 取縱向取縱向1 1延米，進行平面應變計算延米，進行平面應變計算（二）內力計算：（二）內力計算：視為平面應變問題建筑工程學院建

11、筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院中隔墻的簡化中隔墻的簡化框架的頂底板厚度都比中隔墻大得多，中隔墻框架的頂底板厚度都比中隔墻大得多，中隔墻的剛度相對較小，將中隔墻一般視為只承受軸的剛度相對較小，將中隔墻一般視為只承受軸力的二力桿。力的二力桿。 建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院 縱梁和柱的計算簡圖q當用縱向梁和柱代替中隔墻時，則縱向梁可看作框架的內部支承，而柱可看作梁的支承，框架計算亦隨之簡化。建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院矩形閉合框架的計算簡圖矩形閉合框架的計算簡圖qupup建筑工程學院建

12、筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院計算超靜定結構內力時需要知道截面尺寸，這在設計計算超靜定結構內力時需要知道截面尺寸，這在設計前是不知道的。前是不知道的。所以只有根據經驗假定各個截面的尺寸，進行內力計所以只有根據經驗假定各個截面的尺寸，進行內力計算，然后驗算截面是否合適。若不合格，重復上述過算，然后驗算截面是否合適。若不合格，重復上述過程，直至所設截面合適為止程，直至所設截面合適為止 2 2 截面選擇截面選擇qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院采用位移法計算，當不考慮線位移的影響時，則以力矩分配采用位移法計算，當不考慮線位移

13、的影響時，則以力矩分配法為簡便。法為簡便。(1) (1) 當豎向荷載不平衡時，可以在底板的結點上加設集中力當豎向荷載不平衡時，可以在底板的結點上加設集中力. . (2) (2) 線位移的確定，一般情況下，框架有幾孔就有幾個獨立線位移的確定，一般情況下，框架有幾孔就有幾個獨立的線位移。的線位移。淺埋式結構上特載的值遠大于其他荷載，而且，特載的值淺埋式結構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。的計算是非常粗略的，因此并非非常精確。在多層多跨的復雜情形可借助于電子計算機計算。在多層多跨的復雜情形可借助于電子計算機計算。3 3 計算方法計算方法建筑工程學院建筑工

14、程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院集中力的施加 具體計算時，求得的荷載可能上下方向不平衡，為了使結構平衡，具體計算時，求得的荷載可能上下方向不平衡，為了使結構平衡，可在底板的各結點上加以集中力。它們的值可設成相等的?？稍诘装宓母鹘Y點上加以集中力。它們的值可設成相等的。 qupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（1 1）設計彎矩）設計彎矩 2222bqbqmmppi近似計算近似計算 bqmmppi31q4 4 設計彎矩、剪力及軸力的計算設計彎矩、剪力及軸力的計算建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（

15、2 2）設計剪力）設計剪力 4 4 設計彎矩、剪力及軸力的計算設計彎矩、剪力及軸力的計算bqqqpi2建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（3 3）設計軸力）設計軸力 4 4 設計彎矩、剪力及軸力的計算設計彎矩、剪力及軸力的計算pinn特載引起的設計軸力特載引起的設計軸力 tptinnqupup建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院q以鋼筋混凝土規(guī)范為準。以鋼筋混凝土規(guī)范為準。q構件的強度安全系數在特載與其它荷載共同作用，取構件的強度安全系數在特載與其它荷載共同作用，取1 1，當不包括特載時，則值按一般規(guī)范中的規(guī)定采用。當不

16、包括特載時，則值按一般規(guī)范中的規(guī)定采用。q在特載與其它荷載共同作用下，按彎矩及軸力對構件進行在特載與其它荷載共同作用下，按彎矩及軸力對構件進行強度驗算時，要考慮材料在動載作用下的強度提高；而按強度驗算時，要考慮材料在動載作用下的強度提高；而按剪力和扭力對構件進行強度驗算時，材料的強度不提高。剪力和扭力對構件進行強度驗算時，材料的強度不提高。q地下矩形閉合框架結構中的頂板、側墻和底板均按照地下矩形閉合框架結構中的頂板、側墻和底板均按照偏壓偏壓構件構件進行截面驗算。進行截面驗算。（三）截面計算（三）截面計算建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院設有支托的框架結構在

17、設有支托的框架結構中，進行構件截面驗算時在設有支托的框架結構中，進行構件截面驗算時取取h+s/3h+s/313shhqbackback建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院 當箱體已經施工完畢，但未安裝設備和回填土時，計當箱體已經施工完畢，但未安裝設備和回填土時，計算時只應考慮結構自重。算時只應考慮結構自重。 （四）抗浮計算（四）抗浮計算10.1浮重qqkqbackback建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（一）配筋型式（一）配筋型式（二）混凝土保護層（二）混凝土保護層 （三（三）橫向受力鋼筋橫向受力鋼筋（四（四）分布鋼筋

18、分布鋼筋（五（五）箍筋：箍筋：一般可不配置箍筋一般可不配置箍筋（六（六）剛性節(jié)點構造剛性節(jié)點構造（七（七）變形縫的設置及構造變形縫的設置及構造第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求qbackback建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（一）配筋型式（一）配筋型式 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（二）混凝土保護層（二）混凝土保護層 最小厚度比地面結構增加最小厚度比地面結構增加5 51010mmmm第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求構構 件件 名名 稱稱鋼筋直徑（鋼筋直徑（mm ）保護層厚度（保護層厚度

19、（mm） 墻板及環(huán)形結構墻板及環(huán)形結構152020252530梁梁 柱柱d3035d+(510)基基 礎礎有有 墊墊 層層無無 墊墊 層層 3570 2016141210ddd建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（三（三）橫向受力鋼筋橫向受力鋼筋 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求項次分 類混 凝 土 標 號 c20以下c25c40c50c60123 軸心受壓構件的全部受壓鋼筋偏心受壓及偏心受拉構件的受壓鋼筋受彎構件偏心受壓及偏心受拉構件的受拉筋 0.40.20.1 0.40.20.15 0.40.20.2 建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工

20、程學院建筑工程學院（四（四）分布鋼筋分布鋼筋q由于考慮混凝土的收縮、溫差影響、不均勻的沉陷等因素由于考慮混凝土的收縮、溫差影響、不均勻的沉陷等因素的作用，的作用，必須配置一定數量的構造鋼筋必須配置一定數量的構造鋼筋。 q縱向分布鋼筋縱向分布鋼筋的截面面積，一般應不小于受力鋼筋截面積的截面面積，一般應不小于受力鋼筋截面積的的10%10%，同時，縱向分布鋼筋的配筋率：對，同時，縱向分布鋼筋的配筋率：對頂、底不宜小頂、底不宜小于于0.15%0.15%；對；對側墻不宜小于側墻不宜小于0.20%0.20%。 q縱向分布鋼筋應沿框架周邊各構件的內、外兩側布置，其縱向分布鋼筋應沿框架周邊各構件的內、外兩側布

21、置，其間距可采用間距可采用10103030?？蚣芙遣?，分布鋼筋應適當加強（?？蚣芙遣?，分布鋼筋應適當加強（如加粗或加密），其如加粗或加密），其直徑不小于直徑不小于12121414mmmm. . 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（五（五）箍筋：箍筋：一般可不配置箍筋一般可不配置箍筋 q框架結構的箍筋間距在綁扎骨架中不應大于框架結構的箍筋間距在綁扎骨架中不應大于15d，在焊接在焊接骨架中不應大于骨架中不應大于20d，同時不應在于同時不應在于400mm。 q在受力鋼筋非焊接接頭長度內，當搭接鋼筋為受拉筋時，在受力鋼筋非焊接接頭長度

22、內，當搭接鋼筋為受拉筋時，其箍筋間距不應大于其箍筋間距不應大于5d，當搭接鋼筋為受壓筋時，其箍筋當搭接鋼筋為受壓筋時，其箍筋間距不應大于間距不應大于10d. 箍筋的最大間距箍筋的最大間距第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求項項 次次 板和墻厚（板和墻厚（mm） kq0.07rabh0kq0.07rabh01234150h300300h500500h800h800150200250300200300350500建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（六（六）剛性節(jié)點構造剛性節(jié)點構造 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求增加斜托，斜托的斜度控制在增加斜托，斜托的斜度控制在1：

23、3左右比較合適。左右比較合適。轉角部分的鋼筋布置如圖。轉角部分的鋼筋布置如圖。 建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（七（七）變形縫的設置及構造變形縫的設置及構造 q伸縮縫伸縮縫 防止由于溫度變化或混凝土收縮而引起結構破壞所設置防止由于溫度變化或混凝土收縮而引起結構破壞所設置的變形縫的變形縫q沉降縫沉降縫 防止由于不同的結構類型（或結構相鄰部分具有不同防止由于不同的結構類型（或結構相鄰部分具有不同荷載），或不同地基承載力而引起結構不均勻沉陷所設置荷載），或不同地基承載力而引起結構不均勻沉陷所設置的縫的縫 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求建筑工程學院建筑工程學院

24、建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（七（七）變形縫的設置及構造變形縫的設置及構造 1 1 嵌縫式嵌縫式 嵌縫式優(yōu)點是造價低，施工易。但在有壓水中防水效能不嵌縫式優(yōu)點是造價低，施工易。但在有壓水中防水效能不良，僅適于地下水較少的地區(qū)，或防水要求不高的工程。良，僅適于地下水較少的地區(qū)，或防水要求不高的工程。 第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（七（七）變形縫的設置及構造變形縫的設置及構造 2 2 貼附式貼附式 可卸式變形縫。其優(yōu)點是橡膠平板年久老化后可以拆換，可卸式變形縫。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。缺點是不易使橡膠平板和鋼板密貼。第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（七（七）變形縫的設置及構造變形縫的設置及構造 3 3 埋入式埋入式 優(yōu)點是防水效果可靠，但橡膠老化問題需待改進，這種優(yōu)點是防水效果可靠，但橡膠老化問題需待改進，這種方法在大型工程中普遍采用。方法在大型工程中普遍采用。第三節(jié)第三節(jié) 構造要求構造要求建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院建筑工程學院（1 1）閉合框架的計算閉合框架的計算 建造在明挖施工的軟土上，不考慮地層對邊墻的約束作建造在明挖施工的