wA地下建筑结构课件—第三章浅埋式结构08

1、建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院第一节第一节 概述概述 第二节第二节 梁板式结构梁板式结构 荷载荷载 计算简图计算简图 内力计算内力计算 截面设计截面设计第三节第三节 装配式结构装配式结构 第四节第四节 口部结构口部结构第二章第二章 附建式结构附建式结构建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院第一节第一节 概述概述 第二节第二节 矩形闭合框架的计算矩形闭合框架的计算 第三节第三节 构造要求构造要求 第四节第四节 按地基为弹性半无限平面的闭合框架计算按地基为弹性半无限平面的闭合框架计算本章着重讨论本章着重讨论单建式矩形浅埋式

2、结构单建式矩形浅埋式结构的设计与计算原理的设计与计算原理 .第三章第三章 浅埋式结构浅埋式结构单建式单建式建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院概念概念 浅埋式结构浅埋式结构其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件垂直土压力和水平土压力均随着深度增加而增加时垂直土压力和水平土压力均随着深度增加而增加时考虑的因素考虑的因素q建筑物的使用要求建筑物的使用要求q防护等级防护等级q地质条件及施工能力等。地质条件及施工能力等。主要结构型式主要结构型式q直墙拱直墙拱q矩形框架矩形框架q梁板式结构梁板式结构 第一节第一节 概述概述qupup建

3、筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（一）直墙拱（一）直墙拱 墙体部分通常用砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，墙体部分通常用砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，可采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。可采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。 拱顶部分形式：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等。拱顶部分形式：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等。 第一节第一节 概述概述qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（二）矩形闭合框架（二）矩形闭合框架（1 1）单跨矩形闭合框架）单跨矩形闭合框架（2 2）双跨和多跨的矩形闭合框

4、架）双跨和多跨的矩形闭合框架（3 3）多层多跨的矩形闭合框架）多层多跨的矩形闭合框架qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（二）矩形闭合框架（二）矩形闭合框架 （1 1）单跨矩形闭合框架）单跨矩形闭合框架 当跨度较小时（一般小于当跨度较小时（一般小于6 6m m），），可采用单跨矩形闭合框架。可采用单跨矩形闭合框架。 出入口通道出入口通道第一节第一节 概述概述qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（二）矩形闭合框架（二）矩形闭合框架 （2 2）双跨和多跨的矩形闭合框架）双跨和多跨的矩形闭合框架 当结构的跨度

5、较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成双跨的或多跨的。计成双跨的或多跨的。 第一节第一节 概述概述qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（二）矩形闭合框架（二）矩形闭合框架 （3 3）多层多跨的矩形闭合框架）多层多跨的矩形闭合框架 （地下商场和换乘站）（地下商场和换乘站） 由于工艺要求或者是使用要求做成多层多跨的结构。由于工艺要求或者是使用要求做成多层多跨的结构。 第一节第一节 概述概述qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（三）梁板式结构（三）梁板式结

6、构 在地下水位较低的地区，或要求防护等级较低在地下水位较低的地区，或要求防护等级较低的工程中，顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板的工程中，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；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，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢筋混凝土结构。筋混凝土结构。 第一节第一节 概述概述qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院结构的计算结构的计算 荷载计算荷载计算：视为一个：视为一个整体整体内力计算内力计

7、算：弹性地基梁弹性地基梁截面计算截面计算：截面尺寸和配筋的确定：截面尺寸和配筋的确定抗浮验算抗浮验算：同基础抗浮：同基础抗浮 第二节第二节 矩形闭合框架的计算矩形闭合框架的计算 qbackback建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院矩形闭合框架的矩形闭合框架的荷载荷载1 1 顶板上的荷载顶板上的荷载：土重土重+ +自重自重+ +水压水压+ +特载特载2 2 底板上的荷载底板上的荷载：自重自重+ +传递传递+ +特载，直线分布特载，直线分布3 3 侧墙上的荷载侧墙上的荷载：土重土重+ +水压水压+ +特载特载qbackback建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学

8、院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院1 1 顶板上的荷载顶板上的荷载 （1 1）覆土压力）覆土压力 （一）荷载计算（一）荷载计算)/(2mthqiii（2 2）水压力）水压力 )/(2mthq水（3 3）顶板自重）顶板自重 )/(2mtdqtiiiqdhhq顶顶qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院2 2 底板上的荷载：底板上的荷载：直线分布直线分布，底板上的荷载为结构整，底板上的荷载为结构整体自重、顶板传下的荷载与特载之和。体自重、顶板传下的荷载与特载之和。 （一）荷载计算（一）荷载计算tqlpqq底顶底qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程

9、学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院3 3 侧墙上的荷载：侧墙上的荷载：水平向土压力，水压力和特载。水平向土压力，水压力和特载。（1 1）土层侧向压力）土层侧向压力 （一）荷载计算（一）荷载计算245tan)(2iiihe（2 2）侧向水压力）侧向水压力 he作用于侧墙上的荷载作用于侧墙上的荷载 tiitqhhqeeq侧侧侧245tan)(2qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院 （二）内力计算（二）内力计算1 1 计算简图计算简图2 2 截面选择截面选择3 3 计算方法计算方法4 4 设计弯矩、剪力及轴力的计算设计弯矩、剪力及轴力的计算qbac

10、kback建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院计算简图计算简图基本假设基本假设可将地基视作弹性半无限平面，作为可将地基视作弹性半无限平面，作为弹性地基上的框架进弹性地基上的框架进行分析行分析。 简化，将弹性地基上的反力作为荷载作用在闭合框架底部简化，将弹性地基上的反力作为荷载作用在闭合框架底部，按照，按照一般平面框架计算一般平面框架计算 。建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院1 1 计算简图计算简图 取纵向取纵向1 1延米，进行平面应变计算延米，进行平面应变计算（二）内力计算：（二）内力计算：视为平面应变问题建筑工程学院建

11、筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院中隔墙的简化中隔墙的简化框架的顶底板厚度都比中隔墙大得多，中隔墙框架的顶底板厚度都比中隔墙大得多，中隔墙的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承受轴的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承受轴力的二力杆。力的二力杆。 建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院 纵梁和柱的计算简图q当用纵向梁和柱代替中隔墙时，则纵向梁可看作框架的内部支承，而柱可看作梁的支承，框架计算亦随之简化。建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院矩形闭合框架的计算简图矩形闭合框架的计算简图qupup建筑工程学院建

12、筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院计算超静定结构内力时需要知道截面尺寸，这在设计计算超静定结构内力时需要知道截面尺寸，这在设计前是不知道的。前是不知道的。所以只有根据经验假定各个截面的尺寸，进行内力计所以只有根据经验假定各个截面的尺寸，进行内力计算，然后验算截面是否合适。若不合格，重复上述过算，然后验算截面是否合适。若不合格，重复上述过程，直至所设截面合适为止程，直至所设截面合适为止 2 2 截面选择截面选择qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配采用位移法计算，当不考虑线位移

13、的影响时，则以力矩分配法为简便。法为简便。(1) (1) 当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点上加设集中力当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点上加设集中力. . (2) (2) 线位移的确定，一般情况下，框架有几孔就有几个独立线位移的确定，一般情况下，框架有几孔就有几个独立的线位移。的线位移。浅埋式结构上特载的值远大于其他荷载，而且，特载的值浅埋式结构上特载的值远大于其他荷载，而且，特载的值的计算是非常粗略的，因此并非非常精确。的计算是非常粗略的，因此并非非常精确。在多层多跨的复杂情形可借助于电子计算机计算。在多层多跨的复杂情形可借助于电子计算机计算。3 3 计算方法计算方法建筑工程学院建筑工

14、程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院集中力的施加 具体计算时，求得的荷载可能上下方向不平衡，为了使结构平衡，具体计算时，求得的荷载可能上下方向不平衡，为了使结构平衡，可在底板的各结点上加以集中力。它们的值可设成相等的。可在底板的各结点上加以集中力。它们的值可设成相等的。 qupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（1 1）设计弯矩）设计弯矩 2222bqbqmmppi近似计算近似计算 bqmmppi31q4 4 设计弯矩、剪力及轴力的计算设计弯矩、剪力及轴力的计算建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（

15、2 2）设计剪力）设计剪力 4 4 设计弯矩、剪力及轴力的计算设计弯矩、剪力及轴力的计算bqqqpi2建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（3 3）设计轴力）设计轴力 4 4 设计弯矩、剪力及轴力的计算设计弯矩、剪力及轴力的计算pinn特载引起的设计轴力特载引起的设计轴力 tptinnqupup建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院q以钢筋混凝土规范为准。以钢筋混凝土规范为准。q构件的强度安全系数在特载与其它荷载共同作用，取构件的强度安全系数在特载与其它荷载共同作用，取1 1，当不包括特载时，则值按一般规范中的规定采用。当不

16、包括特载时，则值按一般规范中的规定采用。q在特载与其它荷载共同作用下，按弯矩及轴力对构件进行在特载与其它荷载共同作用下，按弯矩及轴力对构件进行强度验算时，要考虑材料在动载作用下的强度提高；而按强度验算时，要考虑材料在动载作用下的强度提高；而按剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的强度不提高。剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的强度不提高。q地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板均按照地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板均按照偏压偏压构件构件进行截面验算。进行截面验算。（三）截面计算（三）截面计算建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院设有支托的框架结构在

17、设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时取取h+s/3h+s/313shhqbackback建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院 当箱体已经施工完毕，但未安装设备和回填土时，计当箱体已经施工完毕，但未安装设备和回填土时，计算时只应考虑结构自重。算时只应考虑结构自重。 （四）抗浮计算（四）抗浮计算10.1浮重qqkqbackback建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（一）配筋型式（一）配筋型式（二）混凝土保护层（二）混凝土保护层 （三（三）横向受力钢筋横向受力钢筋（四（四）分布钢筋

18、分布钢筋（五（五）箍筋：箍筋：一般可不配置箍筋一般可不配置箍筋（六（六）刚性节点构造刚性节点构造（七（七）变形缝的设置及构造变形缝的设置及构造第三节第三节 构造要求构造要求qbackback建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（一）配筋型式（一）配筋型式 第三节第三节 构造要求构造要求建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（二）混凝土保护层（二）混凝土保护层 最小厚度比地面结构增加最小厚度比地面结构增加5 51010mmmm第三节第三节 构造要求构造要求构构 件件 名名 称称钢筋直径（钢筋直径（mm ）保护层厚度（保护层厚度

19、（mm） 墙板及环形结构墙板及环形结构152020252530梁梁 柱柱d3035d+(510)基基 础础有有 垫垫 层层无无 垫垫 层层 3570 2016141210ddd建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（三（三）横向受力钢筋横向受力钢筋 第三节第三节 构造要求构造要求项次分 类混 凝 土 标 号 c20以下c25c40c50c60123 轴心受压构件的全部受压钢筋偏心受压及偏心受拉构件的受压钢筋受弯构件偏心受压及偏心受拉构件的受拉筋 0.40.20.1 0.40.20.15 0.40.20.2 建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工

20、程学院建筑工程学院（四（四）分布钢筋分布钢筋q由于考虑混凝土的收缩、温差影响、不均匀的沉陷等因素由于考虑混凝土的收缩、温差影响、不均匀的沉陷等因素的作用，的作用，必须配置一定数量的构造钢筋必须配置一定数量的构造钢筋。 q纵向分布钢筋纵向分布钢筋的截面面积，一般应不小于受力钢筋截面积的截面面积，一般应不小于受力钢筋截面积的的10%10%，同时，纵向分布钢筋的配筋率：对，同时，纵向分布钢筋的配筋率：对顶、底不宜小顶、底不宜小于于0.15%0.15%；对；对侧墙不宜小于侧墙不宜小于0.20%0.20%。 q纵向分布钢筋应沿框架周边各构件的内、外两侧布置，其纵向分布钢筋应沿框架周边各构件的内、外两侧布

21、置，其间距可采用间距可采用10103030。框架角部，分布钢筋应适当加强（。框架角部，分布钢筋应适当加强（如加粗或加密），其如加粗或加密），其直径不小于直径不小于12121414mmmm. . 第三节第三节 构造要求构造要求建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（五（五）箍筋：箍筋：一般可不配置箍筋一般可不配置箍筋 q框架结构的箍筋间距在绑扎骨架中不应大于框架结构的箍筋间距在绑扎骨架中不应大于15d，在焊接在焊接骨架中不应大于骨架中不应大于20d，同时不应在于同时不应在于400mm。 q在受力钢筋非焊接接头长度内，当搭接钢筋为受拉筋时，在受力钢筋非焊接接头长度

22、内，当搭接钢筋为受拉筋时，其箍筋间距不应大于其箍筋间距不应大于5d，当搭接钢筋为受压筋时，其箍筋当搭接钢筋为受压筋时，其箍筋间距不应大于间距不应大于10d. 箍筋的最大间距箍筋的最大间距第三节第三节 构造要求构造要求项项 次次 板和墙厚（板和墙厚（mm） kq0.07rabh0kq0.07rabh01234150h300300h500500h800h800150200250300200300350500建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（六（六）刚性节点构造刚性节点构造 第三节第三节 构造要求构造要求增加斜托，斜托的斜度控制在增加斜托，斜托的斜度控制在1：

23、3左右比较合适。左右比较合适。转角部分的钢筋布置如图。转角部分的钢筋布置如图。 建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（七（七）变形缝的设置及构造变形缝的设置及构造 q伸缩缝伸缩缝 防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置的变形缝的变形缝q沉降缝沉降缝 防止由于不同的结构类型（或结构相邻部分具有不同防止由于不同的结构类型（或结构相邻部分具有不同荷载），或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置荷载），或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置的缝的缝 第三节第三节 构造要求构造要求建筑工程学院建筑工程学院

24、建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（七（七）变形缝的设置及构造变形缝的设置及构造 1 1 嵌缝式嵌缝式 嵌缝式优点是造价低，施工易。但在有压水中防水效能不嵌缝式优点是造价低，施工易。但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少的地区，或防水要求不高的工程。良，仅适于地下水较少的地区，或防水要求不高的工程。 第三节第三节 构造要求构造要求建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（七（七）变形缝的设置及构造变形缝的设置及构造 2 2 贴附式贴附式 可卸式变形缝。其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，可卸式变形缝。其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。第三节第三节 构造要求构造要求建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（七（七）变形缝的设置及构造变形缝的设置及构造 3 3 埋入式埋入式 优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需待改进，这种优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需待改进，这种方法在大型工程中普遍采用。方法在大型工程中普遍采用。第三节第三节 构造要求构造要求建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院（1 1）闭合框架的计算闭合框架的计算 建造在明挖施工的软土上，不考虑地层对边墙的约束作建造在明挖施工的