《浅埋式结构》PPT课件

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1、6浅埋式结构同济大学地下建筑与工程系6.1概述浅埋式结构是指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件(H土＜(2～2.5)h1，h1为压力拱高)或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。采用深或浅埋式的因素包括：建筑物的使用要求，环境条件，地质条件，防护等级，以及施工能力等。常采用明挖法施工，比较经济。但在地面环境条件要求苛刻的地段，也可采用管幕法、箱涵顶进法等暗挖法施工。结构形式：直墙拱、矩形框架和梁板式结构，或者是上述型式的组合。6.1.1直墙拱在小型地下通道以及早期的人防工程中比较普遍，一般多用在跨度1.5～4m左右的结构中。墙体：砖或块石砌筑，拱体

2、部分视其跨度大小，采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。拱型结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小。拱顶部分按照其轴线形状又可分为：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式。6.1.2矩形闭合框架具有空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工的优点。特别是车行立交地道、地铁通道、车站等最为适用。单跨、双跨或多跨；有时在车站部分还需做成多层多跨的型式。(一)单跨矩形闭合框架当跨度较小时（一般小于6m），可采用单跨矩形闭合框架。(二)双跨和多跨的矩形闭合框架当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成单跨或多跨。为了改善通风条件和节约材料，中间隔

3、墙还可开设孔洞，不但可改善通风，节约材料，而且也使结构轻巧、美观。中间隔墙还可用梁、柱代替。孔洞开设较大时，隔墙的作用即变成梁、柱的传力体系。(三)多层多跨的矩形闭合框架地下厂房(例如地下热电站)由于工艺要求必须做成多层多跨的结构。地铁车站部分，为了达到换乘的目的，局部也做成双层多跨的结构。6.2.3梁板式结构顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙；在地下水位较高或防护等级要求较高的工程中，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢筋混凝土结构。对于一些大跨度的建筑物，如地下礼堂、地下仓库等还可以采用壳体结构或折板结构。6.2矩形闭合框架的

4、计算荷载计算，内力计算，截面验算。6.2.1荷载计算地下结构所受的荷载，可分为静载、活载、特载以及地震等偶然荷载三类。静载是指长期作用在结构上的不变荷裁，如结构自重、土压力及地下水压力等；活载是指结构物使用期间或施工期间可能存在的变动荷载，如人群、车辆、设备或施工设备以及施工期间堆放的材料、机器等荷载；特载则指常规武器(炮、炸弹)作用或核武器爆炸形成的荷载。处于地震区的地下结构，还受到地震荷载的作用（均为偶然荷载）。关于特载的大小是按照不同的防护等级采用的，它在人防工程的有关规范中有明确的规定。图6-9荷载列表序号荷载类型类别1水土压力、结构自重恒载2地面

5、超载活载3特殊荷载偶然荷载4车辆爆炸荷载偶然荷载5地震荷载偶然荷载(一)顶板上的荷载作用于顶板上的荷载，包括有顶板以上的覆土压力、水压力、顶板自重、路面活荷载以及特载。1．覆土压力（浮容重）2．水压力3．顶板自重4.顶板所受的特载5．地面超载(二)底板上的荷载作用于底板上的荷载可按下式计算(三)侧墙上的荷载土层侧向压力侧向水压力砂土1.0，粘土0.7。作用于侧墙上的荷载为由于温度变化、沉陷不匀、材料收缩、地震荷载等因素也会使结构产生内力，在构造上采取适当措施，加配一些构造钢筋，设置伸缩缝和沉降缝等。6.2.2内力计算(一)计算简图当不考虑结构纵向不均匀变形

6、时，结构可看作平面应变问题。计算时可沿纵向截取单位长度(例如一米长)的截条当做闭合框架来计算。（二）截面选择在进行内力计算之前，先根据以往的经验(参照已有的类似的结构)或近似计算方法假定各个杆件的截面尺寸，经内力计算后，再来验算所设截面是否合适。否则，重复上述过程，直至所设截面合适为止。（三）计算方法当不考虑线位移影响时，可按力矩分配法进行手算。而静荷载作用下地层中的闭合框架一般按弹性地基上的框架进行计算，弹性地基可按文克尔地基考虑，也可将地基视作弹性半无限平面。图6-12弹性地基上闭合框架的计算方法力法计算内力典型方程——框架基本结构在单位力作用下产生的

7、位移(不包括底板)；——底板按弹性地基梁在单位力xi作用下算出的切口处方向的位移；——框架基本结构在外荷载作用下产生的位移(不包括底板；)——底板按弹性地基梁在外荷裁q作用下算出的切口处方向的位移。有限元方法(四)设计弯矩、剪力及轴力的计算1．设计弯矩2．设计剪力图6-163．设计轴力由特载引起的设计轴力按下式计算：x为折减系数；对于顶板取0.3，对于底板和侧墙取0.6。6.2.3抗浮验算施工期抗浮分阶段计算，考虑底板自重等，不计设备、覆土、上部结构自重。措施降水、导滤层、外挑、覆土、抗拔桩等6.3截面设计地下矩形闭合框架结构的构件(顶板、侧墙、底板)均按

8、偏心受压构件进行截面验算。截面选择和强度计算，除特殊要求外，一般以