浅埋式结构.ppt

第一节概述第二节矩形闭合框架的计算第三节截面设计第四节构造要求,第四章浅埋式结构,,浅埋式结构概念覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件，或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸。浅埋和深埋地下结构的决定因素建筑物的使用要求防护等级地质条件及施工能力等。主要施工方法明挖法管幕法箱涵顶进法,第一节概述,（一）直墙拱跨度1.54m地下结构中，如地下通道墙体部分通常用砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，可采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。拱顶部分形式半圆拱、割圆拱、抛物线拱等。,第一节概述,结构类型,（二）矩形闭合框架跨度大、整体性和防护等级高地下结构（1）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。,第一节概述,（二）矩形闭合框架（2）双跨和多跨的矩形闭合框架当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成双跨的或多跨的。,第一节概述,（二）矩形闭合框架（3）多层多跨的矩形闭合框架由于工艺要求或者是使用要求做成多层多跨的结构。,第一节概述,（三）梁板式结构在地下水位较低的地区，或要求防护等级较低的工程中，顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙；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。,第一节概述,结构的计算主要包括荷载计算，内力计算，截面设计,第二节矩形闭合框架的计算,1顶板上的荷载（1）覆土压力,（一）荷载计算,（2）水压力,（3）顶板自重,2底板上的荷载假定地基反力为直线分布。,（一）荷载计算,注底板的刚度较大，可按上述公式计算，否则按弹性地基梁计算。,3侧墙上的荷载（1）土层侧向压力,（一）荷载计算,（2）侧向水压力,作用于侧墙上的荷载,1计算简图,（二）内力计算,平面变形问题,计算模型,2截面选择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。,（二）内力计算,3计算方法当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配法为简便。,（二）内力计算,采用结构力学中的力法计算,（二）内力计算,采用结构力学中的力法计算,（二）内力计算,单位力作用下产生的位移；,底板在单位力作用下在切口处产生的位移。,外荷载作用下产生的位移；,底板在外荷载作用下在切口处产生的位移。,4设计弯矩、剪力及轴力的计算（1）设计弯矩,（二）内力计算,近似计算,4设计弯矩、剪力及轴力的计算（2）设计剪力,（二）内力计算,4设计弯矩、剪力及轴力的计算（3）设计轴力,（二）内力计算,特载引起的设计轴力,当箱体已经施工完毕，但未安装设备和回填土时，计算时只应考虑结构自重。,（三）抗浮设计,,截面设计遵循混凝土结构设计规范。构件的强度安全系数在特载与其它荷载共同作用，取1，当不包括特载时，则值按一般规范中的规定采用。在特载与其它荷载共同作用下，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；在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时，取hS/3，同时hS/3≤h1。,第三节截面设计,配筋型式混凝土保护层刚性节点构造变形缝,第四节构造要求,（一）配筋型式,第四节构造要求,（二）混凝土保护层最小厚度比地面结构增加5～10mm,第四节构造要求,（三）横向受力钢筋,第四节构造要求,受力钢筋间距70200mm.,（四）分布钢筋由于考虑混凝土的收缩、温差影响、不均匀的沉陷等因素的作用，必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，同时，纵向分布钢筋的配筋率对顶、底不宜小于0.15；对侧墙不宜小于0.20。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10～30㎝。框架角部，分布钢筋应适当加强（如加粗或加密），其直径不小于12～14mm，,第四节构造要求,,（五）箍筋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，同时不应在于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.箍筋的最大间距,第四节构造要求,（六）刚性节点构造,第四节构造要求,（七）变形缝的设置及构造伸缩缝防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置的变形缝沉降缝防止由于不同的结构类型（或结构相邻部分具有不同荷载），或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置的缝,第四节构造要求,变形缝的宽度2030mm，缝中填充防水材料。,（七）变形缝的设置及构造1嵌缝式嵌缝式优点是造价低，施工易。但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少的地区，或防水要求不高的工程。,第四节构造要求,（七）变形缝的设置及构造2贴附式可卸式变形缝。其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。,第四节构造要求,（七）变形缝的设置及构造3埋入式优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需待改进，这种方法在大型工程中普遍采用。,第四节构造要求,矩形闭合框架算例,一地下通道为单跨闭合的钢筋混凝土框架，至于弹性地基上，几何尺寸如下图所示，均布荷载20kN/m2,材料的弹性模量E1.4104MPa,泊松比μ0.167.地基的形变模量E050MPa，泊松比μ00.3.设为平面变形问题，绘出框架的弯矩图。,解,结构对称x30，框架的典型结构方程,求系数与自由项，框架为等截面直杆，用图乘法求解。,,求bij和biq，计算弹性地基梁的柔度指标t,在单位力x11作用下，A点的弯矩mA3kN.m，在α1，ξ1产生的转角,,在单位力x11作用下，由于地基梁变形在切口处产生的相对线位移,在切口处产生的相对角位移,,在外荷载q作用下，地基梁两端产生力R和弯矩M，引起A点的角变分别为,,在外荷载q作用下，使x1和x2方向产生的相对位移为,,将以上求出的数值叠加，得出系数和自由项值,,将以上求出的数值叠加，得出系数和自由项代入典型方程,得出,,,解出x1和x2,即可绘出上部框架的弯矩图。,,本章主要内容,概念浅埋式结构浅埋式结构形式和特点。矩形闭合框架的荷载计算和结构计算方法。浅埋结构变形缝构造方式，以及各种构造方式的优缺点。,