浅埋的地下结构

qs ihi
i
(2). 水压力： qw whw
(3). 顶板自重：
(4). 特载 qut
qg d
顶板总荷载为三者与特载之和：
qu qs qw qg qut
qu ihi whw d qut
i
底板荷载
直线分布，底板上的荷载为结构整体自 重、顶板传下的荷载与特载之和，即:
简化，本节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 。
1）计算简图视为平面应变问题，
图5－7 计算简图及简化
框架的顶底板厚度都比内隔墙大得多，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，
图5－8 纵梁和柱计算简图
本讲要点
了解浅埋结构的结构形式； 掌握矩形闭合框架的计算简图。
承受上部地面建筑传来的静荷载,承受核 爆炸冲击波的动力荷载;
平战结合；
一般采用梁板结构、板柱结构、箱形结 构、壳体结构等结构形式。
地道
5.1.2引道结构
城市道路系统中立交地道、水底隧道的峒 门与地面间的连接段 ，是一种纵向变高度 的堑壕。
（1）.墙型支挡结构 应用广泛的是薄壁型挡墙，又可分为悬臂
式和扶壁式挡墙。 （2）.槽形支挡结构
(a)悬臂式挡墙
（b）扶壁式挡墙
图5－1 薄壁型挡墙
其他：
重力型、半重力型（块石、素混凝土制 成）、钢筋混凝土薄壁挡墙、加筋土型 支挡结构、拉锚型支挡结构、地下连续 墙型支挡结构。
槽形支挡结构 （整体式引道结构）
静定结构，其形状与船坞类似，
其设计需要先进行抗浮稳定计算，然后进行结构的强度计算。
浅埋的地下结构
5 浅埋的地下结构
当垂直土压力和水平土压力均随着深度 增加而增加时，则为浅埋式结构.
浅埋的地下结构包括附建式的地下室结 构（防空地下室）、隧道的引道结构和 一般的浅埋结构.
本章着重讨论矩形浅埋式结构的设计与 计算原理 .
5.1.1防空地下室
大量的住宅和公共建筑物在修建时，按 照国家的规定，按比例修建的具有一定 防护要求的建筑物地下室。
Q f 为浮力。
5.4 构造要求
5.4.1配筋形式
5.4.2混凝土保护层厚度
保护层最小厚度常比地面结构增加510mm。通常可按照“混凝土结构设计规 范”（GB50010-2002）规定采用，其环 境类别应属b类。
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。表5－1 最小钢筋配筋率(%)
150
200
2
300 h 500
200
300
3
500 h 800
250
350
4
800 h
300
500
5.4.6刚性节点构造
增加斜托，斜托的斜度控制在1：3左右比较 合适。转角部分的钢筋布置如图。
5.4.7变形缝的设置
伸缩缝和沉降缝 ， 变形缝的间距在 30m左右。
嵌缝式：结构内部 槽中填以沥青胶或 由环氧树脂和煤焦 油合成的环煤涂料 等，也可以在外部 贴防水层。
P
qb qu L qbt
侧墙荷载
侧墙上的荷载包括有水平向土压力，水
压力和特载。
e (
i
i
hi
)
tan
2
(45
2
)
ew wh
qh
(
i
i
hi
)
tan
2
(45
2
)
wh
qht
——折减系数，依土体透水性而定；对于砂土 1
对于粘土 0.7
图5－5荷载示意图
5.3.2内力计算
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。
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Leabharlann Baidu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
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.
需要考虑动力荷载作用下材料强度的提高； 按剪力和扭力对构件进行承载力验算时，
则不考虑材料强度的提高。
设有支托的框架结构
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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S 3
h1
5.3.4抗浮计算
K Qg 1.10 Qf
Qg 为结构自重、设备重量及上部覆土 重之和，但对箱体施工完毕后工况，仅 考虑结构自重；
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
击荷载。
顶板荷载：
(1). 上部覆土重力
土的收缩、温差和不均匀沉降的影响。 纵向分布钢筋的截面面积，一般不应小于受力
钢筋截面积的10％，同时，纵向分布钢筋的配 筋率对顶底板不宜小于0.15%；侧墙不宜小于 0.20％。
5.4.5箍筋
一般可不配置箍筋
项次
板和墙厚 （mm）
V 0.7 ftbh0 V 0.7 ftbh0
1
150 h 300
5.1.3一般浅埋结构
浅埋的地铁车站、地铁通道、地下工厂、 地下医院、指挥所等，应用广泛。
一般采用明挖法施工。 为直墙拱、矩形框架和梁板式结构 。
5.2一般浅埋结构结构形式
5.2.1直墙拱
半圆拱、割圆拱和抛物线拱
5.2.2矩形闭合框架
(a)单跨(b)双跨(c)隔墙开设孔洞
(d)梁柱体系(e)多层多跨地下厂房
(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。
集中力的施加
5.3.3截面计算
以现行钢筋混凝土结构设计规范为准。 特载与其他荷载组合： 按照弯矩和轴力对构件承载力进行验算时，