第6章浅埋式结构

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。
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： x1 21 x212 x313 1p 0 x111 x2 22 x3 23 2 p 0 x1 31 x2 32 x3 33 3 p 0
其中：
ij
' ij
bij
ij 'ip biq
' ij
MiM j ds EI
解出未知力，并进而绘出内力图。
箍筋的最大间距（mm）
项次 板和墙厚（mm） V 0.7 ftbh0
1 150 h 300
150
2 300 h 500
200
3
500 h 800
250
4
h 800
300
V 0.7 ftbh0
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。
计算简图
顶板荷载
a. 覆土压力 b. 水压力
q土 ihi (kN / m2 )
i
q水 whw (kN / m 2 )
c. 顶板自重 q d(kN / m2 )
d. 顶板所受的特载 q顶t
e. 地面超载 q
q顶 i hi whw d q顶t q
i
底板上的荷载
假定地基反力为直线分布。
N
t i
N
t p
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 K Q重 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
材料在动载作用下的强度提高 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：
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。
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
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。
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
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 d 32mm，对于以受弯为主的构 件 d 12 ~ 16mm，对于以受压为主的构 件 d 10 ~ 14mm。
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
q底 q顶
P L
q顶t
侧墙上的荷载
a. 土层侧向压力
e (
i
i
hi
)
tan
2
(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 e ew q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
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。
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
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
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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 45 ft / f y 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
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 2 b
c. 设计轴力
由静载引起的设计轴力： N i N p
由特载引起的设计轴力：