第6章浅埋式结构共44页文档

计算简图
顶板荷载
a. 覆土压力 b. 水压力
q土 ihi(kN /m 2)
i
q水 whw(kN /m 2)
c. 顶板自重 qd(kN /m2)
d.
顶板所受的特载
q
t 顶
e. 地面超载 q
q 顶 ih iw h w d q 顶 t q
i
底板上的荷载
假定地基反力为直线分布。
q底q顶 LPq顶 t
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）或软土地 层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。
浅埋式结构的形式
直墙拱形结构 矩形框架 梁板式结构 或上述形式的组合
直墙拱形结构
按其轴线形状可分为：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等。
直墙拱形结构
矩形闭合框架
6.3 构造要求
配筋形式
混凝土保护层
地下结构的特点是外侧与土、水相接触，内侧相对湿度较高。 因此受力钢筋的保护层最小厚度比地面结构增加5~10mm。
混凝土保护层最小厚度
构件名称 墙板及环形结构
梁柱 基础
钢筋直径
d 10 12 d 14 16 d 20
d 32 d 32
有垫层 无垫层
受力钢筋间距不大于200mm，不小于70mm。
钢筋的最小配筋百分率（%）
受力类型 最小配筋百分率（%）
全部纵向钢筋
0.6
受压构件
一侧纵向钢筋
0.2
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件 0.2和 45ft / fy 中较
一侧的受拉钢筋
大值
分布钢筋
考虑混凝土的收缩、温差影响、 不均匀沉陷等因素的作用，必
截面选择
根据经验假定各个截面的尺寸，进行 内力验算，然后验算内力是否合适。 若不合格，重复上述过程，直至所设 截面合适为止。
计算方法
a. 不考虑线位移影响时，以力矩分配法进行计算。
b. 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，可 将地基视作弹性半 无限平面。采用结 构力学中的力法。
闭合框架计算简图
典型方程： x121x212x3131p 0 x111x222x3232p 0 x131x232x3333p 0
其中：
ij
' ij
b ij
ij 'ip biq
' ij
M i M j ds EI
解出未知力，并进而绘出内力图。
框架内力分析的计算简图及基本结构
设计弯矩、剪力及轴力的计算
a. 设计弯矩
不利截面是侧墙边缘处的截面
计算中近似的采用：
Mi
MP
Qp
b 2
设计弯矩计算简图
b. 设计剪力
不利截面仍处于支座边缘处
q
Qi
Qp
b 2
c. 设计轴力
由静载引起的设计轴力： Ni Np
由特载引起的设计轴力： Nit Ntp
将二者相加即为杆件最后设计轴力
设计剪力计算简图
抗浮验算 KQ重1.05~1.10 Q浮
箍筋
一般可不配置箍筋。 如需配置，按下述规定：
框架结构的箍筋间距在绑扎骨架中不应大于15d，在 焊接骨架中不应大于20d，同时不应大于400mm。
在受力钢筋非焊接接头长度内，当搭接钢筋为受拉 筋时，其箍筋间距不应大于5d，当搭接钢筋为受压 筋时，其箍筋间距不应大于10d。
框架结构的箍筋一般采用[_]形直钩槽形箍筋，这种 钢筋多用于顶、底板，其弯钩必须配置在断面受压 侧。L形箍筋多用于侧墙。
保护层厚度（mm）
15~20 20~25 25~30
30~35 d+（5~10）
35 70
横向受力钢筋
受弯构件及大偏心受压构件受拉主筋配筋率一 般不大于1.2%，最大不得超过1.5%。
受力钢筋直径 d32mm，对于以受弯为主的构 件 d12 ~1m 6 ，m对于以受压为主的构 件 d10 ~1m 4 。m
箍筋的最大间距（mm）
项次 板和墙厚（mm） V0.7ftbh0
1 150h300 150
2 300h500 200
3
500h800 250
4
h800
300
V0.7ftbh0
200 300 350 400
刚性节点构造
框架转角处为直角时，应力集中较严重。为缓和这 种现象，在节点可加斜托，斜托的垂直长度与水平 长度之比以1：3为宜。斜托的大小视框架跨度大小 而定。
单跨矩形闭合架
双跨矩形闭合架
双跨开孔矩形闭合框架
双跨开孔梁柱矩形闭合框架 双层多跨的矩形闭合框架
梁板式结构
6.2 矩形闭合框架的计算
结构计算包括：荷载计算、内力计算、截面设计
地铁通道
荷载计算
荷载列表 荷载类性 水土压力、结构自重 地面超载 特殊荷载 车辆爆炸荷载 地震荷载
类型 恒载 活载 偶然荷载 偶然荷载 偶然荷载
侧墙上的荷载
a. 土层侧向压力
e(
i
ihi)ta2n (45 2)
b. 侧向水压力 ew wh
折减系数，依土壤透水性确定：砂 土： 1 黏 土： 1
q侧eewq顶 t
内力计算
计算简图
不考虑结构纵向不均匀变形，把结构看作平面变形问题。
两孔的闭合框架的计算简图
计算替代模型
框架的顶、底板的厚度要比中墙大的多，中隔墙的刚度相 对较小，将中隔墙看作只承受轴力的二力杆。
应力集中
节点增加斜托
框架节点处钢筋布置原则
a. 沿节点内侧不可将水平构件中的受拉钢筋随意弯曲，而 应沿斜托另配直线钢筋，或将此钢筋直接焊在侧墙的横 向焊网上。
框架节点钢筋布置图
b. 沿着框架转角部分外侧的钢筋，其弯曲半径必须为所用 钢筋直径的10倍以上。
c. 为避免在转角部分的内侧发生拉力时，内侧钢筋与外侧 钢筋无联系，使表面混凝土容易剥落，因此最好在角部 配置足够数量的箍筋。
截面设计
以《混凝土结构设计规范》为准 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wk.baidu.com下的强度提高 按剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的
强度不提高
在设有支托的框架结构中，杆件两端的截面 计算高度采用 h S 且：
3
S h 3 h1
支托框架结构
地下矩形闭合框架结构的构件常按偏心受压 构件进行截面验算。
须配置一定数量的构造钢筋。
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 10%，纵向分布钢筋的配筋率： 对顶、底板不宜小于0.15%； 对侧墙不宜小于0.2%。
分布钢筋布置图
纵向分布钢筋应沿框架周边各构件的内、外两侧布 置，其间距可采用100-300mm。框架角部，分布钢 筋应适当加强，其直径不小于12-14mm。