地下建筑结构第06章浅埋式结构

(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
(三)侧墙上的荷载
侧墙上所受的荷载有土层的侧向压力、水压力及特载。 1．土层侧向压力
e ( i hi ) tan 45 2 i
2
2．侧向水压力
ew wh
折减系数，其值依土壤的透水性来确定：对于砂土
1 ，对于粘土 0.7
h:从地下水表面至考查点的距离。 t 作用于侧墙上的荷载为: q侧 e ew q顶
6.2.2 内力计算
计算内力时， 首先要选择合理的计算简图并初步假设截面的尺寸
(一)计算简图
1.平面应变 2.中隔墙看作只承受轴力的二力杆
(二)截面选择
已 知 截 面
结构力学
截面验算
内 力 分 配
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。
(四)设计弯矩、剪力及轴力的计算
设计弯矩：实际不利的截面(弯矩大而截面高度又小) 则是侧墙边缘处的截面，对应这个截面的弯矩。 根据隔离体平衡条件，可以按下面的公式计算 2 b qb M i M p Qp 2 22
bij ij ij
ij iP biq
ij
框架基本结构在单位力作用下产生的位移(不包括底板) MiM j ij ds EJ xi bij ：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；) iP b：底板按弹性地基梁在外荷裁 q作用下算出的切口处 xi方向位移； iq
结构计算内容
荷载计算； 内力计算； 截面验算
6.2 矩形闭合框架的计算
荷载计算
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。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。 地震荷载：处于地震区的地下结构，还受到地震荷载的 作用。
6.1. 概述
定义
指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件 (H＜(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。
影响因素
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
6.1.1 直墙拱
应用
多用在跨度1.5～4m左右的结构中。墙体部分通常用砖 或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，可以采用砖砌 拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。
q土 i hi kN m2
i
2．水压力
q水 whw kN m2
i
(一)顶板上的荷载
3．顶板自重
q d kN m 2
t
4. 顶板所受的特载为 q 顶 5．地面超载q
+q
总和
t q顶 q土 q水 q q顶 +q
t q顶 i hi whw d q顶 +q i
(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
L :结构横断面的宽度(见图6—9)；
t q顶 :底板上所受的特载。
荷载列表
序号 1 2 3 4 5 荷 载 类 型 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
将结构范围内顶板以上各层土壤(包括路面材料)的重量 之和求出来，然后除以顶板的承压面积即可
砖砖 砖 砖
砖砖砖
砖砖砖 砖砖
砖砖
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，围墙和隔墙为 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。
砖砖 砖 砖 砖 砖 砖 砖砖砖 砖 砖 砖 砖 砖砖砖
砖砖
砖砖
砖砖
6.2 矩形闭合框架的计算
e
e
l
h
h
(三) 计算方法
弹性地基上平面框架的内力计算仍可采用结构力学 中的力法，只是需要将底板按弹性地基梁来考虑。 结构力学力法
x111 x212 x313 1P 0 x1 21 x2 22 x3 23 2 P 0 x x x 0 3P 1 31 2 32 3 33
受力分析特点
拱型结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小
a)
砖砖砖砖
砖砖砖砖砖
砖砖砖
b)
R
砖砖砖砖
6.1.2 矩形闭合框架
特点
空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工
型式
单跨的、双跨的或是多跨的；有时在车站部分 还需做成多层多跨的型式。
盾构隧道基础上修建三连拱地铁车站 • 广州林和西路站：单层三连拱岛式站台车站。 • 站厅设在地面或两端地下,站台两端可设辅助用房。 • 站台与站厅之间由楼梯和自动扶梯连接的车站结构型式
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
Baidu Nhomakorabea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