地下结构工程浅埋的地下结构要求

地下结构工程-浅埋的地下结构

主讲教师：穆保岗第05章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。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。5.1.3一般般浅浅埋埋结结构构浅埋的地地铁车站站、地铁铁通道、、地下工工厂、地地下医院院、指挥挥所等，，应用广广泛。一般采用用明挖法施工。为直墙拱、、矩形框框架和梁梁板式结构。。5.2一一般浅埋埋结构结结构形式式5.2.1直墙拱半圆拱、、割圆拱拱和抛物物线拱5.2.2矩形形闭合框框架(a)单单跨(b)双跨跨(c)隔墙开开设孔洞洞(d)梁梁柱体系系(e)多层多多跨地下下厂房5.2.3梁板板式结构构5.3矩矩形闭合合框架的的计算矩形闭合合框架的的结构计计算通常常包括荷载、内内力及截截面计算，必必要时尚尚应进行行抗浮计算。5.3.1荷载载计算静荷载:自重土土压力和和地下水水头压力力；活荷载:施工活活荷载、、车辆设设备等荷荷载；；特定荷载载:常常规武器器甚至核核武器作作用下的的冲击荷荷载。顶板荷载载：(1).上部部覆土重重力(2).水压压力：(3).顶板板自重：：(4).特载载顶板总荷荷载为三三者与特特载之和和：底板荷载载直线分布布，底板板上的荷荷载为结结构整体体自重、、顶板传传下的荷荷载与特特载之和和，即:侧墙荷载载侧墙上的的荷载包包括有水水平向土土压力，，水压力力和特载载。——折减减系数，，依土体体透水性性而定；；对于砂砂土对于粘土土图5－5荷载示示意图5.3.2内力力计算可将地基基视作弹弹性半无无限平面面，作为为弹性地基基上的框框架进行行分析。简化，本本节将弹弹性地基基上的反反力作为为荷载作作用在闭闭合框架架底部，，按照一般平面面框架计计算。。1）计算算简图视为平面面应变问问题，图5－7计算算简图及及简化框架的顶顶底板厚厚度都比比内隔墙墙大得多多，中隔隔墙的刚刚度相对对较小，，将中隔隔墙一般般视为只只承受轴轴力的二二力杆，，图5－8纵梁梁和柱计计算简图图本讲要点点了解浅埋埋结构的的结构形形式；掌握矩形形闭合框框架的计计算简图图。2）截面面选择计算超静静定结构构内力时时需要知知道截面面尺寸，，这在设设计前是是不知道道的。所所以只有有根据经验假定定各个截面面的尺寸寸，进行行内力计计算，然然后验算截面面是否合适适。若不不合格，，重复上述过程程，直至至所设截截面合适适为止3)计算算方法采用位移法计算，当当不考虑虑线位移移的影响响时，则则以力矩矩分配法法为简便便。(1).当竖向向荷载不不平衡时时，可以以在底板板的结点点上加设集中中力.(2).线位移移的确定定，一般般情况下下，框架架有几孔孔就有几几个独立的线线位移。。浅埋式结结构上特特载的值值远大于于其他荷荷载，，，而且，，特载的的值的计计算是非非常粗略略的，因因此并非非常常精确。。集中力的的施加5.3.3截面计算算以现行钢筋筋混凝土土结构设设计规范范为准。特载与其其他荷载载组合：：按照弯矩和轴轴力对构件承承载力进进行验算算时，需需要考虑动力荷载载作用下下材料强度度的提高高；按剪力和扭扭力对构件进进行承载载力验算算时，则则不考虑材料强度度的提高高。设有支托托的框架架结构地下矩形形闭合框框架结构构中的顶顶板、侧侧墙和底底板均按照偏偏压构件件进行截面面验算。。5.3.4抗浮计算算为结构自自重、设设备重量量及上部部覆土重重之和，，但对箱箱体施工工完毕后后工况，，仅考虑虑结构自自重；为浮力。。5.4构构造要要求5.4.1配筋筋形式5.4.2混凝凝土保护护层厚度度保护层最最小厚度度常比地地面结构构增加5-10mm。。通常可可按照““混凝土土结构设设计规范范”（GB50010-2002））规定采采用，其其环境类类别应属属b类。。5.4.3横向向受力钢钢筋钢筋直径径选取32mm以下，，钢筋的的间距一一般不大大于200mm，不小小于70mm，，以方便便施工。。表5－1最小小钢筋配配筋率(%)项次分类混凝土强度等级<C20C25-C40C50-C601轴心受压构件的全部受压钢筋0.40.40.42偏心受压及偏心受拉构件的受压钢筋0.20.20.23受弯构件偏心受压及偏心受拉构件的受拉钢筋0.10.150.25.4.4纵向向分布钢钢筋.4纵向向分布钢钢筋在纵向截截面，一一般配置置分布钢钢筋，以以减少混混凝土的的收缩、温温差和不不均匀沉沉降的影响。。纵向分布布钢筋的的截面面面积，一一般不应小于于受力钢钢筋截面面积的10％，同时，，纵向分分布钢筋筋的配筋筋率对顶底板不不宜小于于0.15%；；侧墙不宜小于于0.20％。5.4.5箍筋筋一般可不不配置箍箍筋项次板和墙厚（mm）12341502002503002003003505005.4.6刚性性节点构构造增加斜托托，斜托托的斜度度控制在在1：3左右比比较合适适。转角角部分的的钢筋布布置如图图。5.4.7变形形缝的设设置伸缩缝和和沉降缝缝，变变形缝的的间距在在30m左右。。嵌缝式：结构内部部槽中填填以沥青胶胶或由环环氧树脂脂和煤焦焦油合成成的环煤煤涂料等等，也可可以在外部贴防防水层。贴附式将厚度为为6～8mm的的橡胶平平板用钢钢板条及及螺栓固固定在结构上即即可。其优点是橡胶平平板年久久老化后后可以拆拆换，缺点是不易使使橡胶平平板和钢钢板密贴贴。埋入式大型工程程中普遍遍采用埋埋入式变变形缝，，在浇捣混混凝土时时，把橡胶或或塑料止止水带埋埋入结构构中，防防水效果果可靠，，但橡胶胶老化问问题需要要改进。。如果防水水要求很很高，承承受较大大水压时时，可以以采用上上述三种种方法的的组合，，称为混合式，效果良良好，但但施工程程序多，，