地下建筑結構課程設計講義lhm課件

ppt精選版1地下建筑結構課程設計

——淺埋地下矩形雙跨閉合框架設計指導老師：曹凈教授

劉海明博士ppt精選版2概念淺埋地下建筑結構的定義指其覆蓋土層較薄,不滿足壓力拱成拱條件(H＜(2～2.5)h1,h1為壓力拱高)或軟土地層中覆蓋層厚度小于結構尺寸的地下結構。(2.3.2節(jié),P32-41）混凝土矩形閉合框架的應用淺埋式矩形框架結構具有空間利用率高,挖掘斷面經(jīng)濟,且易于施工的優(yōu)點,得到了廣泛的應用,特別是在車行立交地道、地鐵通道、車站等最為適用。ppt精選版3ppt精選版4矩形閉合框架的設計結構設計內(nèi)容一、荷載計算；二、內(nèi)力計算；三、抗浮驗算；四、截面驗算；ppt精選版5靜載是指長期作用在結構上的不變荷裁，如結構自重、土壓力及地下水壓力等；活載是指結構物使用期間或施工期間可能存在的變動荷載，如人群、車輛、設備或施工設備以及施工期間堆放的材料、機器等荷載；特載則指常規(guī)武器(炮、炸彈)作用或核武器爆炸形成的荷載。關于特載的大小是按照不同的防護等級采用的，它在人防工程的有關規(guī)范中有明確的規(guī)定。地震荷載:處于地震區(qū)的地下結構，還受到地震荷載的作用。矩形閉合框架的計算——荷載計算ppt精選版6荷載列表序號荷載類型類別1水土壓力、結構自重恒載2地面超載活載3特殊荷載偶然荷載4車輛爆炸荷載偶然荷載5地震荷載偶然荷載矩形閉合框架的計算——荷載計算ppt精選版7矩形閉合框架的計算——荷載計算計算簡圖ppt精選版8(一)頂板上的荷載作用于頂板上的荷載,包括有頂板以上的覆土壓力、水壓力、頂板自重、路面活荷載以及特載。1.覆土壓力將結構范圍內(nèi)頂板以上各層土體(包括路面材料)的重量之和求出來,然后除以頂板的承壓面積即可矩形閉合框架的計算——荷載計算ppt精選版93.頂板自重4.頂板所受的特載為5.地面超載q總和矩形閉合框架的計算——荷載計算(一)頂板上的荷載2.水壓力ppt精選版10一般情況下,人防工程中的結構剛度都較大,而地基相對來說較松軟,所以假定地基反力為直線分布。作用于底板上的荷載可按下式計算:結構頂板以下,底板以上的兩邊墻及中間柱等重量:結構橫斷面的寬度；:底板上所受的特載。矩形閉合框架的計算——荷載計算(二)底板上的荷載ppt精選版11(三)側墻上的荷載側墻上所受的荷載有土層的側向壓力、水壓力及特載。

1.土層側向壓力2.側向水壓力:折減系數(shù)，其值依土體的透水性來確定:對于砂土,對于粘土:從地下水表面至考查點的距離。作用于側墻上的荷載為:矩形閉合框架的計算——荷載計算ppt精選版12(一)基礎計算理論矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算1.按地基反力為直線分布的假定計算2.按溫克爾假定計算基礎3.按地基為彈性半無限平面體的假定計算基礎ppt精選版13計算內(nèi)力時，首先要選擇合理的計算簡圖并初步假設截面的尺寸:(二)計算簡圖1.平面應變；2.中隔墻看作只承受軸力的二力桿；矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版14(三)截面選擇在進行內(nèi)力計算之前,先根據(jù)以往的經(jīng)驗(參照已有的類似的結構)或近似計算方法假定各個桿件的截面尺寸,經(jīng)內(nèi)力計算后,再來驗算所設截面是否合適。否則,重復上述過程,直至所設截面合適為止。已知截面內(nèi)力分配結構力學截面驗算矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版15(四)計算方法當不考慮線位移影響時,可按下圖簡化計算模式以力矩分配法進行手算。而靜荷載作用下地層中的閉合框架一般按彈性地基上的框架進行計算,將地基視作彈性半無限平面。矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版16(四)計算方法矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算計算簡圖及基本結構ppt精選版17(四)計算方法——查表法彈性地基上平面框架的內(nèi)力計算仍可采用結構力學中的力法,只是需要將底板按彈性地基梁來考慮。:框架基本結構在單位力作用下產(chǎn)生的位移(不包括底板):底板按彈性地基梁在單位力xi作用下算出的切口處方向的位移；:框架基本結構在外荷載作用下產(chǎn)生的位移(不包括底板；):底板按彈性地基梁在外荷裁q作用下算出的切口處方向位移；矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版18(五)設計彎矩、剪力及軸力的計算設計彎矩:實際不利的截面(彎矩大而截面高度又小)則是側墻邊緣處的截面，對應這個截面的彎矩。根據(jù)隔離體平衡條件，可以按下面的公式計算——設計彎矩；——計算彎矩；——計算剪力；——支座寬度；——作用于桿件上的均布荷載。近似方法：矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版19設計剪力

矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版20設計軸力由靜載引起的設計軸力按下式計算由特載引起的設計軸力按下式計算將上面兩種情形求得的設計軸力加起來即得各桿件的最后設計軸力。矩形閉合框架的計算——內(nèi)力計算ppt精選版21為了保證結構不致因為地下水的浮力而浮起,在設計完成后,尚需按下式進行抗浮計算——抗浮安全系數(shù)

——結構自重、設備重及上部覆土重之和；——地下水的浮力。矩形閉合框架的計算——抗浮計算ppt精選版22規(guī)范:混凝土規(guī)范(GB50010-2010)在特載與其它荷載共同作用下:按彎矩及軸力強度驗算時，材料動載下強度提高，按剪力和扭力強度驗算時，則材料的強度不提高。地下矩形閉合框架結構的構件(頂板、側墻、底板)均按偏心受壓構件進行截面驗算。矩形閉合框架的計算——截面設計ppt精選版23配筋型式混凝土保護層橫向受力鋼筋分布鋼筋箍筋剛性節(jié)點構造變形縫的設置及構造矩形閉合框架的計算——構造要求ppt精選版24一單跨閉合的鋼筋混凝土框架通道,置于彈性地基上,幾何尺寸如下圖所示,橫梁承受均布荷載20kN/m2,材料的彈性模量E=1.4×104MPa,泊桑比μ=0.167,地基的形變模量E0=50MPa,泊桑比μ0=0.3,設為平面變形問題,繪制框架的彎矩圖。P132矩形閉合框架的計算——算例ppt精選版25p