《淺埋式結(jié)構(gòu)》PPT課件

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1、6淺埋式結(jié)構(gòu)同濟大學地下建筑與工程系6.1概述淺埋式結(jié)構(gòu)是指其覆蓋土層較薄，不滿足壓力拱成拱條件(H土＜(2～2.5)h1，h1為壓力拱高)或軟土地層中覆蓋層厚度小于結(jié)構(gòu)尺寸的地下結(jié)構(gòu)。采用深或淺埋式的因素包括：建筑物的使用要求，環(huán)境條件，地質(zhì)條件，防護等級，以及施工能力等。常采用明挖法施工，比較經(jīng)濟。但在地面環(huán)境條件要求苛刻的地段，也可采用管幕法、箱涵頂進法等暗挖法施工。結(jié)構(gòu)形式：直墻拱、矩形框架和梁板式結(jié)構(gòu)，或者是上述型式的組合。6.1.1直墻拱在小型地下通道以及早期的人防工程中比較普遍，一般多用在跨度1.5～4m左右的結(jié)構(gòu)中。墻體：磚或塊石砌筑，拱體

2、部分視其跨度大小，采用磚砌拱、預制鋼筋混凝土拱或現(xiàn)澆鋼筋混凝土拱。拱型結(jié)構(gòu)主要承受軸向壓力，其中彎矩和剪力都較小。拱頂部分按照其軸線形狀又可分為：半圓拱、割圓拱、拋物線拱等多種形式。6.1.2矩形閉合框架具有空間利用率高，挖掘斷面經(jīng)濟，且易于施工的優(yōu)點。特別是車行立交地道、地鐵通道、車站等最為適用。單跨、雙跨或多跨；有時在車站部分還需做成多層多跨的型式。(一)單跨矩形閉合框架當跨度較小時（一般小于6m），可采用單跨矩形閉合框架。(二)雙跨和多跨的矩形閉合框架當結(jié)構(gòu)的跨度較大，或由于使用和工藝的要求，結(jié)構(gòu)可設(shè)計成單跨或多跨。為了改善通風條件和節(jié)約材料，中間隔

3、墻還可開設(shè)孔洞，不但可改善通風，節(jié)約材料，而且也使結(jié)構(gòu)輕巧、美觀。中間隔墻還可用梁、柱代替。孔洞開設(shè)較大時，隔墻的作用即變成梁、柱的傳力體系。(三)多層多跨的矩形閉合框架地下廠房(例如地下熱電站)由于工藝要求必須做成多層多跨的結(jié)構(gòu)。地鐵車站部分，為了達到換乘的目的，局部也做成雙層多跨的結(jié)構(gòu)。6.2.3梁板式結(jié)構(gòu)頂、底板做成現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板式結(jié)構(gòu)，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，一般除內(nèi)部隔墻外，均做成箱形閉合框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。對于一些大跨度的建筑物，如地下禮堂、地下倉庫等還可以采用殼體結(jié)構(gòu)或折板結(jié)構(gòu)。6.2矩形閉合框架的

4、計算荷載計算，內(nèi)力計算，截面驗算。6.2.1荷載計算地下結(jié)構(gòu)所受的荷載，可分為靜載、活載、特載以及地震等偶然荷載三類。靜載是指長期作用在結(jié)構(gòu)上的不變荷裁，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力及地下水壓力等；活載是指結(jié)構(gòu)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(shè)備或施工設(shè)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。處于地震區(qū)的地下結(jié)構(gòu)，還受到地震荷載的作用（均為偶然荷載）。關(guān)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(guān)規(guī)范中有明確的規(guī)定。圖6-9荷載列表序號荷載類型類別1水土壓力、結(jié)構(gòu)自重恒載2地面

5、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(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（浮容重）2．水壓力3．頂板自重4.頂板所受的特載5．地面超載(二)底板上的荷載作用于底板上的荷載可按下式計算(三)側(cè)墻上的荷載土層側(cè)向壓力側(cè)向水壓力砂土1.0，粘土0.7。作用于側(cè)墻上的荷載為由于溫度變化、沉陷不勻、材料收縮、地震荷載等因素也會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，在構(gòu)造上采取適當措施，加配一些構(gòu)造鋼筋，設(shè)置伸縮縫和沉降縫等。6.2.2內(nèi)力計算(一)計算簡圖當不考慮結(jié)構(gòu)縱向不均勻變形

6、時，結(jié)構(gòu)可看作平面應變問題。計算時可沿縱向截取單位長度(例如一米長)的截條當做閉合框架來計算。（二）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(jié)構(gòu))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(shè)截面是否合適。否則，重復上述過程，直至所設(shè)截面合適為止。（三）計算方法當不考慮線位移影響時，可按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，彈性地基可按文克爾地基考慮，也可將地基視作彈性半無限平面。圖6-12彈性地基上閉合框架的計算方法力法計算內(nèi)力典型方程——框架基本結(jié)構(gòu)在單位力作用下產(chǎn)生的

7、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(jié)構(gòu)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的位移。有限元方法(四)設(shè)計彎矩、剪力及軸力的計算1．設(shè)計彎矩2．設(shè)計剪力圖6-163．設(shè)計軸力由特載引起的設(shè)計軸力按下式計算：x為折減系數(shù)；對于頂板取0.3，對于底板和側(cè)墻取0.6。6.2.3抗浮驗算施工期抗浮分階段計算，考慮底板自重等，不計設(shè)備、覆土、上部結(jié)構(gòu)自重。措施降水、導濾層、外挑、覆土、抗拔樁等6.3截面設(shè)計地下矩形閉合框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(頂板、側(cè)墻、底板)均按

8、偏心受壓構(gòu)件進行截面驗算。截面選擇和強度計算，除特殊要求外，一般以