浅埋式结构- 附建式建筑

6.4.2 混凝土保护层
• 混凝土保护层最小厚度 表6-1
构件名称 径 钢筋直径 （mm） 保护层厚度 （mm） 15~20 20~25 25~30 30~35 d +(5~10) 35 70
墙板及环形结构
d ≤ 10 12 ≤ d ≤ 14 1 16 ≤ d ≤ 20 2 d < 32 d ≥ 32
Ni = N p
由特载引起的设计轴力按下式计算： 按 式计算
N it = N tp × ξ
ξ为折减系数；对于顶板 于 取0.3，对于底板 和侧墙取0.6。
6.2.3 抗浮验算
K= Q重 5~1.10 ≥ 1.05 Q浮
• 施工期抗浮 • 措施
6.3 截面设计
• 地下矩形闭合框架结构的构件 件(顶板、侧墙、底板)均按偏 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，一般以混凝土规范 (GB50010-2002)为准。 • 在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时，杆件两 端的截面计算高度采用 h+S/3 < h1
比萨斜塔
S
抚顺石油一厂办公楼 纠倾扶正前情况（倾斜77c cm)
6.4.7 变形缝的设置及 及构造
为防止结构由于不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等 引起破坏，沿结构纵向，每隔一 隔 定距离需设置变形缝。 变形缝的间距为30m左右。 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。
6.4.7 变形缝的设置及 及构造
变形缝为满足伸缩和沉 降需要，缝宽一般为 20~30mm，缝中填充富 有弹性的材料。 变形缝的构造方式主要 要 分三类 :嵌缝式、贴附式、 埋入式。
(一)嵌缝式
可用沥青砂板、沥青板等。为了 了防止板与结构物间有缝隙， 在结构内部槽中填以沥青胶或环煤涂 环 料(即环氧树脂和煤焦 油涂料)等以减少渗水可能。也 也可在结构外部贴一层防水层。 嵌缝式的优点是造价低，施工易 易。但在有压水中防水效能不 良，仅适于地下水较少地区，或 或防水要求不高工程中。
箍筋的最大间距（mm）
项次 1 2 3 4
板和墙厚（mm）
V > 0.7 f t bh0
V ≤ 0.7 f t bh0
150
150 < h ≤ 300 300 < h ≤ 500 500 < h ≤ 800 h > 800
200 300 350 400
200 250 300
6.4.6 刚性节点构造
预制拱
预制砌块
(二)双跨和多跨的矩形闭 闭合框架
• 当结构的跨度较大，或由 由于使用和工艺的要求， 结构可设计成单跨或多跨 跨。为了改善通风条件和 节约材料，中间隔墙还可 可开设孔洞，不但可改善 通风，节约材料，而且也 也使结构轻巧、美观。 • 中间隔墙还可用梁、柱代 代替。孔洞开设较大时， 隔墙的作用即变成梁、柱 柱的传力体系。
! 斜托垂直/水平长度之比1：3为宜，大小视框架跨度而定。 ! 框架节点处钢筋的布置 （一）沿节点内侧应沿斜托另配直线钢筋。 （二）框架转角外侧的钢筋弯曲半径R必须为l0d以上。 （三）为避免转角内侧受拉力时，内侧与外侧钢筋无联系，表 面混凝土容易剥落，在角部最 最好配置足够数量的箍筋。
a)
b)
R
ld
（二）截面选择 先 以往的经验(参照已 • 在进行内力计算之前，先根据 有的类似的结构)或近似计算 计 方法假定各个杆件的 截面尺寸，经内力计算 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 述 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。 的闭合框架一般按弹性地基 • 而静荷载作用下地层中的 上的框架进行计算，弹性 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 无 面。
′ + bij δ ij = δ ij
∆ ij = ∆′ iP + biq
′ δ ij
′ = ∑∫ δ ij
MiM j EJ
ds
——框架基本结构在单位力作用下产 产生的位移(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； 作 ——框架基本结构在外荷载作用下产 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 用下算出的切口处方向的位移。
支拖
S
图 6-17
6 浅埋式结构
公共地下停车场 ＪＲ北新地站 剪票口 大阪愛的商店街 人行道 大阪火车站前地下停车场
机房 共同沟 站台
6.4 构造要求
6.4.1 配筋型式
• 一般在角部设置支托，并配支托钢筋。当荷载较大时，需 验算抗剪强度，并配置钢箍和弯起筋 • 对于考虑动载作用的地下结构物，为提高构件的抗冲击动 力性能，构件断面上宜配置双筋。
a)
b)
a)
b)
梁
顶板
柱
底板
(三)多层多跨的矩形闭合 合框架
• 地下厂房(例如地下热电站 站)由于工艺要求必须做成 多层多跨的结构。 到换乘的目的，局部也做 • 地铁车站部分，为了达到 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 混凝土梁板式结构，而 围墙和隔墙则为砖墙； 等级要求较高的工程中， 在地下水位较高或防护等 一般除内部隔墙外，均做成箱 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。
顶
图6-12
底
弹性地基上闭合框架的 的计算方法
q0
J J J J
a)
h
e
e
h
l
b)
x2 x1
x3
e
e
l
h
h
力法计算内力典型方程
x1δ11 + x2δ12 + x3δ13 + ∆1P = 0 x1δ 21 + x2δ 22 + x3δ 23 + ∆ 2 P = 0 x δ + x δ + x δ + ∆ = 0 3P 1 31 2 32 3 33
t q顶 = q土 + q水 + q自 + q顶 +q
(二)底板上的荷载
• 作用于底板上的荷载 可按下式计算
q底 = q顶 +
∑P
L
q底 = q顶 +
∑P t + q顶 L
(三)侧墙上的荷载
• 土层侧向压力 • 侧向水压力 • 作用于侧墙上的荷载为
ϕ e = (∑ γ i hi ) tan 2 45ο − 2 i
6.2 矩形闭合框架的计 计算
• 荷载计算，内力计算，截面验算。
1m
6.2.1 荷载计算
• 地下结构所受的荷载，可分为 为静载、活载、特载以及地震 等偶然荷载三类。 的不变荷裁，如结构自重、土 • 静载是指长期作用在结构上的 压力及地下水压力等； 施工期间可能存在的变动荷载， • 活载是指结构物使用期间或施 如人群、车辆、设备或施工设 设备以及施工期间堆放的材料、 机器等荷载； 作 核武器爆炸形成的荷载。 • 特载则指常规武器(炮、炸弹)作用或 处于地震区的地下结构，还受 受到地震荷载的作用。关于特 载的大小是按照不同的防护等 等级采用的，它在人防工程的 有关规范中有明确的规定。
ew = ψγ wLeabharlann Baiduh
t q侧 = e + ew + q 顶
• 由于温度变化、沉陷不匀、材 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 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 均匀变形时，结构可看作 平面应变问题。计算时可沿纵 沿 向截取单位长度 (例如 一米长)的截条当做闭合框架来计算。
混凝土路面 地下水位
q顶
e1 Q1 H
l
1
e1 Q1
l
Q2
e2 L
图 6-9
q底
e2
荷载列表
序号 1 2 3 4 5 荷 载 类 型 自重 水土压力、结构自 地面超载 特殊荷载 车辆爆炸荷载 地震荷载 类别 恒载 活载 偶然荷载 偶然荷载 偶然荷载
(一)顶板上的荷载
• 作用于顶板上的荷载，包括 包 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 q土 = ∑ γ i hi ( kN m 2 ) i 2．水压力 q水 = ∑ γ w hw ( kN m 2 ) 3．顶板自重 i 4. 顶板所受的特载 5．地面超载
有垫层 无垫层
梁柱
基础
6.4.3 横向受力钢筋
受弯构件及大偏心受压构件受拉主筋 筋的配筋率，一般应不大于1.2％， 最大不得超过1.5％。 配置受力钢筋要求细而密，间距70~ ~200mm。为便于施工，同一结构中 选用的钢筋直径和型号不宜过多。通 通常，受力钢筋直径d≯32mm，对于 以受弯为主的构件d≮10～14mm；对于以受压为主的构件d≮12～ 16mm。 钢筋的最小配筋百分率(%)
6 浅埋式结构
6.1 概述
• 浅埋式结构 不满足压力拱成拱条件 (H土＜ 是指其覆盖土层较薄，不 (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 包括 建筑物的使用要求，环境 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 箱涵顶进法等暗挖法施工。 的地段，也可采用管幕法、箱 • 结构形式：直墙拱、矩形框架 架和梁板式结构，或者是上述型 式的组合。
受力类型 受压 构件 全部纵向钢筋 一侧纵向钢筋
最小配筋百分率(%) 0.6 0.2 0.2 和 45ft/fy 中的较大值
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢 钢筋
6.4.4 分布钢筋
由于考虑混凝土的收缩、温差影 影响、不均匀的沉陷等因素的作 用，必须配置一定数量的构造钢 钢筋。 纵向分布钢筋的截面面积，一般 般应不小于受力钢筋截面积的l0 ％，同时，纵向分布钢筋的配筋 筋率：对顶、底板不宜小于0.15 ％；对侧墙不宜小于0.20％。 纵向分布钢筋应沿框架周边各构 构件的内、外两侧布置，其间距 可采用100~300。
6.1.1 直墙拱
• 在小型地下通道以及早期 期的人防工程中比较普遍， 一般多用在跨度1.5～4m m左右的结构中。 • 墙体：砖或块石砌筑，拱 拱体部分视其跨度大小， 采用砖砌拱、预制钢筋混 混凝土拱或现浇钢筋混凝 土拱。 土拱 压力，其中弯矩和剪力都 • 拱型结构主要承受轴向压 较小。 状又可分为：半圆拱、割 • 拱顶部分按照其轴线形状 圆拱、抛物线拱等多种形 形式。
∆′ iP
bij
biq
(四)设计弯矩、剪力及 及轴力的计算 1．设计弯矩
b qb M i = M p − Qp × + 2 22
2
M i = M p - Qp × b
2．设计剪力
a)
q Qi =Q p - × b 2
b)
Mp
Np
q
Mi
计算剪力 设计剪力
Qi
图 6-16
Qp
3．设计轴力
ld
图 6-20
ld
ld
图 6-22
6.4.7 变形缝的设置及构造
地基产生的不均匀沉降 造成的建筑物倾斜
比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼，塔 八层，高53.3m 。塔的砖石地基的直径 为19.6m，最大深度5.5m。塔基向南倾 斜，与地面成5.5°第七层在南面突出 4.5m 。 比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算为 0.093，即9.3％,我国国家标准《建筑地 基基础设计规范》GBJ 7－89中规定： 高耸结构基础的倾斜，当建筑物高度Hg 为：50m<Hg≤100m时，其允许值为 0.005，即0.5％。比萨斜塔基础实际倾 斜值已等于我国国家标准允许值的18倍。
框架角部分布钢筋应适当加强(如加粗或加密)，其直径不小于 12~14
6.4.5 箍筋
地下结构断面厚度较大，一般可 可不配置箍筋。
框架结构的箍筋间距在绑扎骨架中不 架 应大于15d，在焊接骨 架中不应大于20d(d为受力钢筋中的最小直径)，同时不应大 于400mm。 在受力钢筋非焊接接头长度内，搭接钢筋为受拉筋时，箍 筋间距不应大于5d，为受压筋时 时，箍筋间距不应大于10d。 框架结构的箍筋一般采用[_]形直钩槽 直 形箍筋，这种钢筋多 用于顶、底板，其弯钩必须配置 置在断面受压一侧。ι形箍筋 多用于侧墙。
a)
砖石砌体
钢筋混凝土
预制拱
b)
R
砖石砌体
6.1.2 矩形闭合框架
• 具有空间利用率高，挖 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 单跨 双跨或多跨 有时在车站部分还需 有 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。