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文档简介

1、,第6章 浅埋式结构,概述 矩形闭合框架的计算 构造要求 算例,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,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。,矩形闭合框架,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,地铁通道,结构计算包括:荷载计算、内力计算、截面设计,荷载计算,荷载列表,计算简图,顶板

2、荷载,覆土压力,水压力,顶板自重,顶板所受的特载,地面超载,底板上的荷载,假定地基反力为直线分布。,侧墙上的荷载,土层侧向压力,侧向水压力,折减系数,依土壤透水性确定:,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,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,不考虑线位移影响时,以力矩分配法进行计算。,静荷载作用下地层中的闭合框架,一般按弹性地基上的框

3、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:,其中:,解出未知力,并进而绘出内力图。,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,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:,设计弯矩计算简图,设计剪力,设计轴力,不利截面仍处于支座边缘处,由静载引起的设计轴力:,由特载引起的设计轴力:,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,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

4、构中,杆件两端的截面计算高度采用 且:,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。,支托框架结构,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510mm。,混凝土保护层最小厚度,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 ,对于以受弯为主的构件 ,对于以受压为主的构件 。 受力钢筋间距不大于200mm,不小于70mm。,钢筋的最小配筋百分率(%),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,必须配置一定数

5、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。,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

6、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。,箍筋的最大间距(mm),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。,应力集中,节点增加斜托,框架节点处钢筋布置原则 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,沿着框架转角部分外侧的钢筋,其弯曲半径必须为所用钢筋直径的10倍以上。 为避免在转角部分的内侧发生拉力时,内侧钢筋与外侧钢筋无联系,使表面混凝土容

7、易剥落,因此最好在角部配置足够数量的箍筋。,角部箍筋图,变形缝的设置及构造,变形缝的设置是为了防止结构由于不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等引起的破坏,变形缝沿结构纵向布置,间距为30m左右。 变形缝分为:伸缩缝、沉降缝。 变形缝的构造方式:嵌缝式、贴附式、埋入式。,嵌缝式,结构内部槽中填以沥青胶或环煤涂料等以减少渗水的可能。也可在外部贴一层防水层。 优点:造价低、施工易。 缺点:在有水压中防水效能不良,仅适用与地下水较少的地区或防水要求不高的工程中。,嵌缝式变形缝,贴附式,将厚度68mm的橡胶平板用钢板条及螺栓固定结构上。 优点:橡胶平板年久老化后可以拆换。 缺点:不易使橡胶平板和钢板密贴。,贴附式变形缝,埋伏式,在浇灌混凝土时,把橡胶或塑料止水带埋入结构中。 优点:防水效果可靠,在大型工程中普遍采用。 缺点:橡胶老化问题。,埋入式变形缝,在有水压,而且表面温度高于50C或受强氧化及油类等有机物质侵蚀的地方,可在中间埋设紫铜片,但造价高。,特殊变形缝,混合式,当防水要求很高,承受较大的水压力时,可采用上述三种方法的组合,称为混合式,此法防水

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