地下建筑结构—浅埋式结构
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《浅埋式结构》课件
抗震验算
根据抗震设计规范，对结构的抗震性能进行验算 ，确保结构在地震作用下的安全性。
抗震加固措施
对于不满足抗震要求的结构，采取相应的加固措 施，提高其抗震能力。
03
浅埋式结构的施工方法
施工前的准备
现场勘查
对施工区域进行实地勘察，了解地形、地质、水文等条件，为后 续施工提供基础数据。
设计交底
与设计单位进行充分沟通，明确施工要求、图纸和技术参数，确保 施工符合设计意图。
安全防护措施
在施工现场设置安全警示标志，配备安全防护设 施。
3
定期安全检查
定期对施工现场进行安全检查，及时发现并消除 安全隐患。
04
浅埋式结构的优缺点分析
优点分析
施工简便
浅埋式结构通常在地表或地下 浅层进行施工，不需要大规模 的挖掘和隧道建设，施工难度
相对较低。
节约成本
由于浅埋式结构的埋深较浅， 土方开挖量较小，可以降低工 程成本。
05
浅埋式结构案例分析
实际工程案例一：桥梁工程
总结词
大型桥梁工程
详细描述
该桥梁工程采用浅埋式桥墩，以减少对河床的干扰和保护生态环境。在施工过程 中，考虑到河流水位变化和冲刷作用，采取了相应的防护措施，确保桥墩的稳定 性和安全性。
实际工程案例二：某隧道工程
总结词
城市交通隧道
详细描述
在某城市交通隧道工程中，采用浅埋式结构，以减少对城市建筑和地面的影响。在施工过程中，针对 隧道穿越的不同地层和地下管线，采取了相应的施工方法和保护措施，确保隧道的施工安全和质量。
对环境影响小
浅埋式结构对地表生态环境的 破坏较小，有利于环境保护。
维护方便
浅埋式结构的维护相对容易， 因为它们通常暴露在地表或接 近地表的位置，便于日常检查
根据抗震设计规范，对结构的抗震性能进行验算 ，确保结构在地震作用下的安全性。
抗震加固措施
对于不满足抗震要求的结构，采取相应的加固措 施，提高其抗震能力。
03
浅埋式结构的施工方法
施工前的准备
现场勘查
对施工区域进行实地勘察，了解地形、地质、水文等条件，为后 续施工提供基础数据。
设计交底
与设计单位进行充分沟通，明确施工要求、图纸和技术参数，确保 施工符合设计意图。
安全防护措施
在施工现场设置安全警示标志，配备安全防护设 施。
3
定期安全检查
定期对施工现场进行安全检查，及时发现并消除 安全隐患。
04
浅埋式结构的优缺点分析
优点分析
施工简便
浅埋式结构通常在地表或地下 浅层进行施工，不需要大规模 的挖掘和隧道建设，施工难度
相对较低。
节约成本
由于浅埋式结构的埋深较浅， 土方开挖量较小，可以降低工 程成本。
05
浅埋式结构案例分析
实际工程案例一：桥梁工程
总结词
大型桥梁工程
详细描述
该桥梁工程采用浅埋式桥墩，以减少对河床的干扰和保护生态环境。在施工过程 中，考虑到河流水位变化和冲刷作用，采取了相应的防护措施，确保桥墩的稳定 性和安全性。
实际工程案例二：某隧道工程
总结词
城市交通隧道
详细描述
在某城市交通隧道工程中，采用浅埋式结构，以减少对城市建筑和地面的影响。在施工过程中，针对 隧道穿越的不同地层和地下管线，采取了相应的施工方法和保护措施，确保隧道的施工安全和质量。
对环境影响小
浅埋式结构对地表生态环境的 破坏较小，有利于环境保护。
维护方便
浅埋式结构的维护相对容易， 因为它们通常暴露在地表或接 近地表的位置，便于日常检查
第六讲浅埋式结构详解
第六讲浅埋式结构一、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。
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。
2. 矩形闭合框架随着地下结构跨度、复杂性的增加，以及对结构整体性、防水性要求的越来越高，混凝土矩形闭合结构运用得越来越广泛。
与其他结构相比，它有空间利用率高，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。
结构型式有单跨、双跨或多跨；有时在车站部分还需做成多层多跨的型式。
○1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。
○2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。
○3多层多跨的矩形闭合框架 主要运用于地下厂房(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。
顶板梁柱底板)a )a )b )b3. 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。
地下建筑结构课件浅埋式结构
第三节 构造要求
（四）分布钢筋
因为考虑混凝土旳收缩、温差影响、不均匀旳沉陷等原因 旳作用，必须配置一定数量旳构造钢筋。
纵向分布钢筋旳截面面积，一般应不不大于受力钢筋截面 积旳10%，同步，纵向分布钢筋旳配筋率：对顶、底不宜 不大于0.15%；对侧墙不宜不大于0.20%。
纵向分布钢筋应沿框架周围各构件旳内、外两侧布置，其 间距可采用10～30㎝。框架角部，分布钢筋应合适加强（ 如加粗或加密），其直径不不大于12～14mm.
（2）双跨和多跨旳矩形闭合框架 当构造旳跨度较大，或因为使用和工艺旳要求，构造可设 计成双跨旳或多跨旳。
建筑工程学院
第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
（3）多层多跨旳矩形闭合框架 （地下商场和换乘站） 因为工艺要求或者是使用要求做成多层多跨旳构造。
建筑工程学院
第一节 概述
up
（三）梁板式构造
在地下水位较低旳地域，或要求防护等级较低 旳工程中，顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板 式构造，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旳工程中 ，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢 筋混凝土构造。
up
建筑工程学院
2 截面选择
up
计算超静定构造内力时需要懂得截面尺寸，这在设计 前是不懂得旳。
所以只有根据经验假定各个截面旳尺寸，进行内力计 算，然后验算截面是否合适。若不合格，反复上述过 程，直至所设截面合适为止
建筑工程学院
3 计算措施
采用位移法计算，当不考虑线位移旳影响时，则以力矩分配法 为简便。 (1) 当竖向荷载不平衡时，可以在底板旳结点上加设集中力. (2) 线位移旳拟定，一般情况下，框架有几孔就有几个独立旳 线位移。 浅埋式结构上特载旳值远大于其他荷载，，而且，特载旳值旳 计算是非常粗略旳，所以并非非常精确。 在多层多跨旳复杂情形可借助于电子计算机计算。
地下结构工程浅埋的地下结构课件
总结词
浅埋地下结构设计应遵循安全、经济、环保、可持续发 展的原则。
详细描述
在进行浅埋地下结构设计时，应遵循以下原则：首先， 要确保结构的安全性和稳定性，采取有效的措施来提高 结构的承载能力和抗侧能力；其次，要考虑到工程的经 济性，合理选用材料和施工方法，降低工程成本；此外 ，还要注重环保和可持续发展，采取相应的措施来减少 对环境的影响，并考虑未来的发展需求。
施工后的质量检测与评估
外观检测
对地下结构的外观进行检测，检查是否存在 裂缝、错台等缺陷。
承载力检测
通过试验检测地下结构的承载力是否满足设 计要求。
结构检测
采用无损检测技术对地下结构进行检测，了 解结构的内部损伤情况。
沉降观测
对地下结构进行沉降观测，了解结构在不同 荷载下的沉降情况。
04
浅埋地下结构的维护 与加固
结构性能。
抗震设计
考虑地震作用，对结构进行抗 震分析和设计，提高结构的抗
震性能。
防水设计
采取有效的防水措施，降低地 下水对结构的影响。
耐久性设计
考虑环境因素和工程使用年限 ，提高结构的耐久性。
03
浅埋地下结构的施工
施工前的准备工作
场地勘察
对施工区域进行详细的地质勘 察，了解地下岩土的分布、性 质和工程力学性能，为后续设
计提供依据。
设计交底
组织设计单位向施工单位进行 技术交底，明确地下结构的施 工要求、关键技术措施和注意 事项。
施工组织设计
根据工程规模、地质条件和工 期要求，编制合理的施工组织 设计，确保施工顺利进行。
施工材料准备
根据工程需要，准备充足的施 工材料，包括混凝土、钢材等
，确保施工质量。
浅埋的地下结构
5.3 闭合矩形框架的计算
5.3.1 荷载计算
3）侧墙荷载 考虑特载，三者合计：
qh (
i
i
hi
)
tan
2
(45
2
)
wh
qht
荷载计算简图：
5.浅埋的地下结构
5.3 闭合矩形框架的计算
5.3.2 内力计算
静荷载作用下，将地基视作弹性半无线平面，地基上的反 力作为荷载作用在闭合框架底部，按照一般平面框架计算。 1）计算简图
5.2.3 梁板式结构
在地下水位较低区或者防护等级较低的工程中，顶板和底 板做成现浇混凝土梁板结构，围墙和隔墙为砖墙。
地下水位较高或者防护等级较高的工程，除内墙外，均 做成梁板式箱型闭合框架钢筋混凝土结构。 如地下医院、教室、指挥所等。
地下指挥所
5.浅埋的地下结构
5.2 一般浅埋地下结构形式
浅埋式建筑物的结构形式不仅仅局限于上述三种形 式，特殊情况下也可以采用壳体或者折板结构。
结合上部结构设计和施工，尽量做到平战结合。
5.浅埋的地下结构
5.1 概述
5.1.1 防空地下室
新建高层建筑或者做深基础时，应优先考虑修建防空地
下室。
梁板结构
结构形式 板柱结构 箱型结构
壳体结构
防空地下室是整个建筑的一部分，可以采用上部结构 的结构形式和施工方法。
除了按照一般的设计荷载计算，尚需考虑冲击荷载下承 载能力和变形能力验算。
墙身自墙重前、后填土水平压力 墙厚填土重墙量前、后水压力 墙后地下水重量 底板板下地下水向上的浮力 进行挡土墙设计时，需要计算挡土墙的稳定和挡土墙的强度。
5.浅埋的地下结构
浅埋的地下结构
.
13
5.浅埋的地下结构
5.1 概述
5.1.2 引道结构
（1） 墙型支挡结构 挡土墙上的荷载：垂直荷载，水平荷载
墙身自墙重前、后填土水平压力 墙厚填土重墙量前、后水压力 墙后地下水重量
底板板下地下水向上的浮力
进行挡土墙设计时，需要计算挡土墙的稳定和挡土墙的强度。
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5.浅埋的地下结构
5.1 概述
载能力和变形能力验算。
.
4
梁板结构
壳体结构
.
5
5.浅埋的地下结构
5.1 概述
5.1.1 防空地下室
地道式结构主要承受周围地层的变形或坍塌产生的垂直 土层压力和较大的侧向土层压力，常设计成拱形结构。
拱形结构计算可采用结构力学方法。
土层压力计算在盾构法介绍。
.
6
.
7
5.浅埋的地下结构
5.1 概述
5.3.1 荷载计算
1）顶板荷载 （4）特载
特载 q u t 为常规武器作用或核武器爆炸形成的荷载，
可按照人防有关规范规定采用。
顶板总荷载为三种荷载与特载之和：
quqsqwqgqut
qu ihiw hwdqut
i
.
30
5.浅埋的地下结构
5.3 闭合矩形框架的计算
5.3.1 荷载计算
2）底板荷载
.
45
5.浅埋的地下结构
5.4 构造要求
5.4.3 横向受力钢筋
钢筋直径选取32mm以下，钢筋的间距一般不大于 200mm，不小于70mm，以方便施工。
最小钢筋配筋率(%)
项
分类
次
混凝土强度等级
<C20
C25-C40 C50-C60
浅埋式地下结构
施工方法
环境保护
采用明挖法施工，先开挖土方，然后进行 基础处理、浇筑垫层、绑扎钢筋、浇筑混 凝土等工序。
在施工过程中，采取了多项环境保护措施 ，如控制施工噪音、减少施工粉尘、合理 利用施工材料等。
XX隧道
结构形式
该隧道采用双洞单向行车隧道结构，每个 洞内设置车道和应急车道，顶板采用混凝
土浇筑，侧墙采用钢筋混凝土墙。
概述
XX隧道是一条穿越山体的公路隧道， 采用浅埋式地下结构，具有缩短行 车距离、提高行车安全性等优点。
A
B
C
D
环境保护
在施工过程中，采取了多项环境保护措施， 如控制施工噪音、减少施工粉尘、合理利 用施工材料等。
施工方法
采用盾构法施工，利用盾构机在山体内部 挖掘隧道，同时进行衬砌和排水工作。
XX大型广场的地下室
抗震设计的基本原则
1 2 3
强化结构整体性
通过合理的结构设计和连接方式，提高地下结构 的整体性和稳定性，使其在地震作用下能够保持 较好的整体性。
提高承载能力
通过增加结构的截面尺寸、提高材料强度等方式， 提高地下结构的承载能力，使其能够承受更大的 地震作用。
减轻结构自重
采用轻质材料或优化结构设计，减轻地下结构的 自重，从而减小地震作用对地下结构的影响。
浅埋式地下结构
目录
• 浅埋式地下结构概述 • 浅埋式地下结构的施工方法 • 浅埋式地下结构的支护方式 • 浅埋式地下结构的防水设计 • 浅埋式地下结构的抗震设计 • 浅埋式地下结构的工程实例
01 浅埋式地下结构概述
定义与特点
定义
浅埋式地下结构是指地下结构顶 板的上覆土层厚度较大，一般大 于或等于结构高度的地下结构。
地下结构设计3：浅埋式地下结构
设计计算内容
通常包括三方面的内容，即：荷载计算，内力 计算，截面验算。
3.3.1 荷载计算
地下结构所受的荷载可分为永久荷载、可变荷 载和偶然荷载三类。 永久荷载：结构自重、地层压力及水压力等； 可变荷载：地面车辆荷载及其动力作用、地铁 车辆荷载及其动力作用、人群荷载和施工荷载 等； 偶然荷载：车辆爆炸等灾害性荷载以及地震影 响。
3 浅埋式地下结构
3.1 概述
3.2 浅埋式地下结构的分类
3.3 矩形闭合结构设计 3.4 设计实例
3.1 概述
浅埋式地下结构是指其覆盖层厚度较薄，不满
足压力拱成拱条件或软土地层中覆盖层厚度小
于结构尺寸的地下结构。
影响地下结构采用浅埋式还是深埋式的因素很 多，包括地下结构的使用要求、地质条件、防 护等级以及现有的施工技术等。根据我国的工 程经验，埋深在5~10m的浅埋式地下结构采 用明挖法施工是经济合理的，但有时受条件限 制，也可采用暗挖法施工，如城市交通繁忙路 段的地下人行通道、地铁等工程，其造价明显 高于明挖法施工的浅埋式地下结构。
1）顶板上的荷载 作用于顶板上的荷载，包括有顶板以上的地层 压力、水压力、顶板自重、路面活荷载以及特 殊荷载（常规武器作用或核武器作用）。
（1）地层压力
q土 i hi
i 1
n
（2）水压力
q水 whw
（3）顶板自重
q自重 d
（4）地面活载 q活
t q （5）顶板所受的特殊荷载 顶
厚拱薄墙衬砌结构
厚拱薄墙衬砌结构的构造形式是它的拱脚较厚， 边墙较薄。这样，可将拱圈所受的力通过拱脚大 部分传给围岩，充分利用了围岩的强度，使边墙 受力大为减少，从而减少了边墙的厚度。
5 浅埋式地下结构
地下结构的设计计算通常包括三方面的内容，即：荷载计算、 内力计算、截面设计。这里仅介绍一些矩形闭合结构的内力 计算和截面设计要点。
5.2.1.1 计算简图
(1)框架结构计算简图 某些地下工程(如地下街、地铁通道等)的横断面比纵向短得
多，且结构所受的荷载沿纵向的大小近乎不变，如纵向长 度为L，横向宽度为B，当L/B＞2时，因端部边墙相距较远， 对结构内力的影响很小，可不考虑结构纵向不均匀变形， 把结构受力问题视为平面变形问题。计算时可沿纵向截取 单位长度(例如1m长)的截条为计算单元，如图5.4所示。 以截面形心连线作为框架的轴线，当做闭合框架来计算， 计算简图见图5. 5(a)所示。
图5.3 某地下指挥所平面
5.2 矩形闭合结构
5.2.1 设计计算要点
矩形闭合结构是由钢筋混凝土墙、柱、顶板和底板整体浇筑 的方形空间盒子结构，此种结构的顶板和底板均为水平构件， 侧墙为竖向构件。根据水平构件尺寸将此类结构划分为两种 结构体系，一种是框架结构体系，另一种是箱形结构体系， 两种结构体系常采用不同的分析方法进行设计。
图5.5 框架结构简图
图5.5 框架结构简图
有些地下结构，框架的顶、底板的厚度要比中隔墙大的多， 所以，中隔墙的刚度相对较小，此时，当侧力不大时，将中 隔墙看作只承受轴力的二力杆，误差也并不大，如图5.5(b)所 示。也有些地下结构，由于功能要求，中间需设柱和梁，梁 支承框架，柱支承梁，这种情况的计算简图应如图5.5(c)所示。
将以上求得的δ11、Δ1P代入方程(5.1)中，可得到未知力x1，进 而可以分别求解两铰框架和基础梁(底板)的内力。
(2) 箱形结构内力近似计算
将顶板、底板、侧墙均可视为弹性支承条件板，各块板的 荷载性质相同，因此可按下述公式及表格求出各块板的跨 中和支座弯矩。
5.2.1.1 计算简图
(1)框架结构计算简图 某些地下工程(如地下街、地铁通道等)的横断面比纵向短得
多，且结构所受的荷载沿纵向的大小近乎不变，如纵向长 度为L，横向宽度为B，当L/B＞2时，因端部边墙相距较远， 对结构内力的影响很小，可不考虑结构纵向不均匀变形， 把结构受力问题视为平面变形问题。计算时可沿纵向截取 单位长度(例如1m长)的截条为计算单元，如图5.4所示。 以截面形心连线作为框架的轴线，当做闭合框架来计算， 计算简图见图5. 5(a)所示。
图5.3 某地下指挥所平面
5.2 矩形闭合结构
5.2.1 设计计算要点
矩形闭合结构是由钢筋混凝土墙、柱、顶板和底板整体浇筑 的方形空间盒子结构，此种结构的顶板和底板均为水平构件， 侧墙为竖向构件。根据水平构件尺寸将此类结构划分为两种 结构体系，一种是框架结构体系，另一种是箱形结构体系， 两种结构体系常采用不同的分析方法进行设计。
图5.5 框架结构简图
图5.5 框架结构简图
有些地下结构，框架的顶、底板的厚度要比中隔墙大的多， 所以，中隔墙的刚度相对较小，此时，当侧力不大时，将中 隔墙看作只承受轴力的二力杆，误差也并不大，如图5.5(b)所 示。也有些地下结构，由于功能要求，中间需设柱和梁，梁 支承框架，柱支承梁，这种情况的计算简图应如图5.5(c)所示。
将以上求得的δ11、Δ1P代入方程(5.1)中，可得到未知力x1，进 而可以分别求解两铰框架和基础梁(底板)的内力。
(2) 箱形结构内力近似计算
将顶板、底板、侧墙均可视为弹性支承条件板，各块板的 荷载性质相同，因此可按下述公式及表格求出各块板的跨 中和支座弯矩。
地下建筑名词解释
构自重1、埋设在土层中的建筑物，按其埋置深浅可分为深埋式结构和浅埋式结构两大类。
2、浅埋式结构：是指其覆盖土层较薄，不能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。
3、浅埋式结构形式可分为以下三种：（1）直墙拱形结构；（2）矩形框架结构；（3）梁板式结构。
4、一般浅埋式结构，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。
5、直墙拱形结构拱顶部分按照其轴线形状又可分为：半圆拱、割圆拱和抛物线拱。
6、浅埋式结构截面设计，在特殊荷载与其他荷载共同作用下，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，而剪力和扭力对构件进行强度验算时，则材料强度不提高。
7、变形缝分为两种：一种是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缝，称为伸缩缝；另一种是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的缝，称为沉降缝。
8、浅埋结构变形缝的构造方式主要分三类：嵌缝式、贴附式、埋入式。
1、盾构法隧道的设计内容基本上可以分为三个阶段进行：1）第一阶段为隧道的方案设计，以确定隧道的线路、线形、埋置深度以及隧道的横截面形状与尺寸等；2）第二阶段为衬砌结构与构造设计，其中包括管片的分类、厚度、分块、接头形式、管片孔洞、螺孔等；3）第三阶段为管片内力的计算及断面设计。
2、盾构由盾壳、推进机构、取土机构、拼装或现浇衬砌机构以及盾尾等部分组成3、盾构按开挖方式分类：①手掘式盾构，开挖和出土可用人工进行②半机械式盾构，大部分的开挖工作和出土由机械进行③机械式盾构，从开挖到出土均采用机械4、盾构按开挖面的支护方式分类：①无固定支护式的盾构②固定机械支护式盾构③工作面近旁带有气压室的盾构④泥水加压式盾构⑤土压式盾构7、挤压混凝土衬砌：即在盾尾刚浇捣而未硬化的混凝土处在高压作用下，作为盾尾推进的后座，盾尾在推进的过程中，不产生建筑空隙，空隙由注入的混凝土直接填充。
浅埋式结构
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： x1 21 x2 12 x3 13 1 p 0
车辆爆炸荷载
地震荷载
偶然荷载
偶然荷载
计算简图
顶板荷载
a.
b. c. d. e.
覆土压力
水压力 顶板自重
q土 i hi (kN / m 2 )
i
q水 w hw (kN / m2 )
q d (kN / m2 )
t q顶
顶板所受的特载
地面超载
q
t 顶
q顶 i hi w hw d q q
钢筋的最小配筋百分率（%）
受力类型 全部纵向钢筋 受压构件 一侧纵向钢筋 受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件 一侧的受拉钢筋
最小配筋百分率（%） 0.6 0.2 0.2和
45 f t / f y
中较
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 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%。
设计剪力计算简图
将二者相加即为杆件最后设计轴力
抗浮验算
Q重 K 1.05 ~ 1.10 Q浮
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
地下结构工程-浅埋的地下结构要求
本讲要点
了解构造要求； 理解变形缝的设置方法。
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.12.2320.12.23Wednes day, December 23, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。10:39:2510:39: 2510:3912/23/2020 10:39:25 AM
5.2.2矩形闭合框架
(a)单跨(多跨地下厂房
5.2.3梁板式结构
5.3矩形闭合框架的计算
矩形闭合框架的结构计算通常包括荷载、内 力及截面计算，必要时尚应进行抗浮计算。
5.3.1荷载计算 静荷载:自重土压力和地下水头压力； 活荷载:施工活荷载、车辆设备等荷载 ； 特定荷载 :常规武器甚至核武器作用下的冲
2）截面选择
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。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，重复上述过程，直至所设截面合 适为止
3)计算方法
采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时， 则以力矩分配法为简便。
(1).当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点 上加设集中力.
项
分类
次
<C20
混凝土强度等级
C25-C40
C50-C60
轴心受压构件的全部
1
受压钢筋
0.4
0.4
0.4
2
偏心受压及偏心受拉构件 的受压钢筋
0.2
0.2
0.2
3
受弯构件偏心受压及偏心 受拉构件的受拉钢筋
0.1
0.15
0.2
5.4.4纵向分布钢筋
.4纵向分布钢筋 在纵向截面，一般配置分布钢筋，以减少混凝
[工学]地下建筑结构-第06章-浅埋式结构
![[工学]地下建筑结构-第06章-浅埋式结构](https://img.taocdn.com/s3/m/8420c83a79563c1ec5da71ce.png)
Ni N p
t t
图 6-16
将上面两种情形求得的设计轴力 加起来即得各杆件的最后设计轴力。
6.2.3 抗浮验算
为了保证结构不致因为地下水的浮力而浮起， 在设计完成后，尚需按下式进行抗浮计算
Q重 K 1.05~1.10 Q浮
K
——抗浮安全系数
Q重——结构自重、设备重及上部覆土重之和；
1986年采用“浅埋暗挖法”建成的北 京复兴门地铁折返线
(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。图6-2系地铁车站(或大型人防工程)的出入口通道。
砖砖砖 砖砖砖砖
(二)双跨和多跨的矩形闭合框架
a)
b)
a)
b)
梁
顶板
柱
底板
(三)多层多跨的矩形闭合框架
有些地下厂房(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
(三) 计算方法
当不考虑线位移影响时，可按图6-12简化计算模式 以力矩分配法进行手算。
顶
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。
底
图6-12
(三) 计算方法
a)
J J J J
q0
h
e
e
h
l
b)
x2 x1
x3
(一)底板上的荷载
一般情况下，人防工程中的结构刚度都较大，而地基 相对来说较松软，所以假定地基反力为直线分布。 作用于底板上的荷载可按下式计算
P t q底 q顶 q顶 L
P:结构顶板以下，底板以上的两边墙及中间柱等重量
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建筑工程学院
设有支托的框架结构
back
在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时
取h+S/3
h
S 3
h1
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（四）抗浮计算
back
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。
K Q重 1.10 Q浮
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第三节 构造要求
（一）配筋型式 （二）混凝土保护层 （三）横向受力钢筋 （四）分布钢筋 （五）箍筋：一般可不配置箍筋 （六）刚性节点构造 （七）变形缝的设置及构造
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（一）荷载计算
1 顶板上的荷载
（1）覆土压力
q i hi (t / m2 ) i
（2）水压力
q水 h (t / m2 )
（3）顶板自重
q d(t / m2 )
q顶 i hi h d q顶 t i
up
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（一）荷载上的荷载为结构整 体自重、顶板传下的荷载与特载之和。
建筑工程学院
纵梁和柱的计算简图
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。
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矩形闭合框架的计算简图
up
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2 截面选择
up
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。
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 程，直至所设截面合适为止
（2）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 计成双跨的或多跨的。
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第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
（3）多层多跨的矩形闭合框架 （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。
建筑工程学院
第一节 概述
up
（三）梁板式结构
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 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。
（2）设计剪力
Qi
Qp
q b 2
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4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
up
（3）设计轴力
Ni N p
特载引起的设计轴力
N
t i
N
t p
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（三）截面计算
以钢筋混凝土规范为准。 构件的强度安全系数在特载与其它荷载共同作用，取1， 当不包括特载时，则值按一般规范中的规定采用。 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 剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的强度不提高。 地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板均按照偏压 构件进行截面验算。
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（二）矩形闭合框架
up
（1）单跨矩形闭合框架 （2）双跨和多跨的矩形闭合框架 （3）多层多跨的矩形闭合框架
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第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
（1）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。
出入口通道
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第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
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集中力的施加
up
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。
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4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
（1）设计弯矩
Mi
M
p
Qp
b 2
q 2
b 2
2
近似计算
Mi
M
p
1 3
Q
p
b
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4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
q底
q顶
P L
q底 t
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（一）荷载计算
up
3 侧墙上的荷载：水平向土压力，水压力和特载。
（1）土层侧向压力
e
(
i
i
hi
)
tan
2
45
2
（2）侧向水压力
e h
作用于侧墙上的荷载
q侧 e e q侧t
(
i hi
)
tan
2
45
2
h
q侧t
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（二）内力计算
1 计算简图 2 截面选择 3 计算方法 4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
back
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第一节 概述
up
概念
浅埋式结构——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
考虑的因素
建筑物的使用要求
防护等级
地质条件及施工能力等。
主要结构型式
直墙拱
矩形框架
梁板式结构
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第一节 概述
up
（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， 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。
第二章 附建式结构
➢ 第一节 概述 ➢ 第二节 梁板式结构
• 荷载 • 计算简图 • 内力计算 • 截面设计
➢ 第三节 装配式结构 ➢ 第四节 口部结构
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第三章 浅埋式结构——单建式
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 矩形闭合框架的计算 构造要求 按地基为弹性半无限平面的闭合框架计算
本章着重讨论单建式矩形浅埋式结构的设计与计算原理 .
back
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计算简图——基本假设
可将地基视作弹性半无限平面，作为弹性地基上的框架进 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 ，按照一般平面框架计算 。
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（二）内力计算：视为平面应变问题 1 计算简图
取纵向1延米，进行平面应变计算
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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 的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承受轴 力的二力杆。
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第二节 矩形闭合框架的计算
结构的计算
荷载计算：视为一个整体 内力计算：弹性地基梁 截面计算：截面尺寸和配筋的确定 抗浮验算：同基础抗浮
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矩形闭合框架的荷载
back
1 顶板上的荷载：土重+自重+水压+特载 2 底板上的荷载：自重+传递+特载，直线分布 3 侧墙上的荷载：土重+水压+特载
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3 计算方法
采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配 法为简便。 (1) 当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点上加设集中力. (2) 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。 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。 在多层多跨的复杂情形可借助于电子计算机计算。
设有支托的框架结构
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在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时
取h+S/3
h
S 3
h1
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（四）抗浮计算
back
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。
K Q重 1.10 Q浮
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第三节 构造要求
（一）配筋型式 （二）混凝土保护层 （三）横向受力钢筋 （四）分布钢筋 （五）箍筋：一般可不配置箍筋 （六）刚性节点构造 （七）变形缝的设置及构造
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（一）荷载计算
1 顶板上的荷载
（1）覆土压力
q i hi (t / m2 ) i
（2）水压力
q水 h (t / m2 )
（3）顶板自重
q d(t / m2 )
q顶 i hi h d q顶 t i
up
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（一）荷载上的荷载为结构整 体自重、顶板传下的荷载与特载之和。
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纵梁和柱的计算简图
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。
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矩形闭合框架的计算简图
up
建筑工程学院
2 截面选择
up
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。
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 程，直至所设截面合适为止
（2）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 计成双跨的或多跨的。
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第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
（3）多层多跨的矩形闭合框架 （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。
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第一节 概述
up
（三）梁板式结构
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 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。
（2）设计剪力
Qi
Qp
q b 2
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4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
up
（3）设计轴力
Ni N p
特载引起的设计轴力
N
t i
N
t p
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（三）截面计算
以钢筋混凝土规范为准。 构件的强度安全系数在特载与其它荷载共同作用，取1， 当不包括特载时，则值按一般规范中的规定采用。 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 剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的强度不提高。 地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板均按照偏压 构件进行截面验算。
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（二）矩形闭合框架
up
（1）单跨矩形闭合框架 （2）双跨和多跨的矩形闭合框架 （3）多层多跨的矩形闭合框架
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第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
（1）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。
出入口通道
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第一节 概述
up
（二）矩形闭合框架
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集中力的施加
up
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。
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4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
（1）设计弯矩
Mi
M
p
Qp
b 2
q 2
b 2
2
近似计算
Mi
M
p
1 3
Q
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b
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4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
q底
q顶
P L
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（一）荷载计算
up
3 侧墙上的荷载：水平向土压力，水压力和特载。
（1）土层侧向压力
e
(
i
i
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)
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2
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2
（2）侧向水压力
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作用于侧墙上的荷载
q侧 e e q侧t
(
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2
45
2
h
q侧t
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（二）内力计算
1 计算简图 2 截面选择 3 计算方法 4 设计弯矩、剪力及轴力的计算
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第一节 概述
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概念
浅埋式结构——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
考虑的因素
建筑物的使用要求
防护等级
地质条件及施工能力等。
主要结构型式
直墙拱
矩形框架
梁板式结构
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第一节 概述
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（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， 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。
第二章 附建式结构
➢ 第一节 概述 ➢ 第二节 梁板式结构
• 荷载 • 计算简图 • 内力计算 • 截面设计
➢ 第三节 装配式结构 ➢ 第四节 口部结构
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第三章 浅埋式结构——单建式
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 矩形闭合框架的计算 构造要求 按地基为弹性半无限平面的闭合框架计算
本章着重讨论单建式矩形浅埋式结构的设计与计算原理 .
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计算简图——基本假设
可将地基视作弹性半无限平面，作为弹性地基上的框架进 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 ，按照一般平面框架计算 。
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（二）内力计算：视为平面应变问题 1 计算简图
取纵向1延米，进行平面应变计算
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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 的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承受轴 力的二力杆。
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第二节 矩形闭合框架的计算
结构的计算
荷载计算：视为一个整体 内力计算：弹性地基梁 截面计算：截面尺寸和配筋的确定 抗浮验算：同基础抗浮
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矩形闭合框架的荷载
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1 顶板上的荷载：土重+自重+水压+特载 2 底板上的荷载：自重+传递+特载，直线分布 3 侧墙上的荷载：土重+水压+特载
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3 计算方法
采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配 法为简便。 (1) 当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点上加设集中力. (2) 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。 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。 在多层多跨的复杂情形可借助于电子计算机计算。