1、第第6 6章章 浅埋式结构浅埋式结构u 概述u 矩形闭合框架的计算u 构造要求u 算例6.1 概述概述l 浅埋式结构，是指其覆盖土层较薄，不满足浅埋式结构，是指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件（压力拱成拱条件（H土（2-2.5）h1）或软土地）或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。l 浅埋式结构的形式浅埋式结构的形式p 直墙拱形结构p 矩形框架p 梁板式结构p 或上述形式的组合p 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。p 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
2、跨的矩形闭合框架p 梁板式结构6.2 矩形闭合框架的计算矩形闭合框架的计算地铁通道l 结构计算包括：荷载计算、内力计算、截面设计l 荷载计算荷载计算荷载列表荷载列表荷载类性荷载类性水土压力、结构自重地面超载特殊荷载车辆爆炸荷载地震荷载类型类型恒载活载偶然荷载偶然荷载偶然荷载p计算简图p顶板荷载a.覆土压力覆土压力)/(2mkNhqiii 土土b.水压力水压力)/(2mkNhqww 水水c.顶板自重顶板自重)/(2mkNdq d.顶板所受的特载顶板所受的特载tq顶顶e.地面超载地面超载qqqdhhqtwwiii 顶顶顶顶 p底板上的荷载tqLPqq顶顶顶顶底底 假定地基反力为直线分布。p侧墙上的
3、荷载a.土层侧向压力土层侧向压力)(tan)(2452 iiiheb.侧向水压力侧向水压力heww twqeeq顶顶侧侧 折减系数，依土壤透水性确定：1 砂砂土土：1 黏土：黏土：l 内力计算内力计算p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。p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。p计算方法a.a.不考虑线位移影响时，以力矩分配法进行计算。不考虑线位移影响时，以力矩分配法进
4、行计算。b.b.静荷载作用下地层静荷载作用下地层中的闭合框架，一中的闭合框架，一般按弹性地基上的般按弹性地基上的框架进行计算，可框架进行计算，可将地基视作弹性半将地基视作弹性半无限平面。采用结无限平面。采用结构力学中的力法。构力学中的力法。闭合框架计算简图000333332231122332221111133122211 pppxxxxxxxxx dsEIMMbbjiijiqipijijijij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p设计弯矩、剪力及轴力的计算a.a.设计弯矩设计弯矩2bQMMpPi 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
5、算简图b.b.设计剪力设计剪力bqQQpi 2c.c.设计轴力设计轴力piNN tptiNN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l 抗浮验算抗浮验算101051.浮浮重重QQKl 截面设计截面设计p 以混凝土结构设计规范为准p 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p 按剪力和扭力对构件进行强度验算时，材料的强度不提高p 在设有支托的框架结构中，杆件两端的截面计算高度采用 且：3Sh 13hSh p 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 构造要求构造要
6、求l 配筋形式配筋形式l 混凝土保护层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。构件名称墙板及环形结构梁柱基础钢筋直径有垫层无垫层保护层厚度（mm）1520202525303035d+（510）35702016141210 ddd3232 dd混凝土保护层最小厚度混凝土保护层最小厚度l 横向受力钢筋横向受力钢筋p 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%。p 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 。p 受力钢筋间距不大于200mm，不小于70mm。mmd3
7、2 mmd1410 mmd1612 钢筋的最小配筋百分率（钢筋的最小配筋百分率（%）受压构件受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋受力类型全部纵向钢筋一侧纵向钢筋最小配筋百分率（%）0.60.20.2和 中较大值ytff/45l 分布钢筋分布钢筋p 考虑混凝土的收缩、温差影响、不均匀沉陷等因素的作用，必须配置一定数量的构造钢筋。p 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p 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
8、加强，其直径不小于12-14mm。l 箍筋箍筋一般可不配置箍筋。如需配置，按下述规定：p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。p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。p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。箍筋的最大间距（mm）项次1234板和墙厚（mm）150200250300200300350400070bhfVt.070bhfVt.300150 h500300 h80050
9、0 h800 hl 刚性节点构造刚性节点构造p 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p 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b.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。c.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，使表面混凝土容易剥落，因此最好在角部配置足够数量的箍筋。角部箍筋图l 变形缝的设置及构造变形缝的设置
10、及构造p 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。p 变形缝分为：伸缩缝、沉降缝。p 变形缝的构造方式：嵌缝式、贴附式、埋入式。a.a.嵌缝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b.b.贴附式贴附式将厚度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c.c.埋伏式埋伏式在浇灌混凝土时，把橡
11、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d.d.混合式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，此法防水效果好，但施工程序多，造价高。6.4 算例算例一置于弹性地基上的闭合钢筋混凝土框架通道，横梁受均布载 ，218mkN/绘制框架的弯矩图。0 c 30 220mkNq/2211223045218mkNhKea/)(tan 受力图2223023045518mkNKhHea/)(tan)(基本体系002222121212121111 PPXXXX 采用结构力学中力法计算，因结构对称，可将结构简化。计算简图EIEI27332332233111 )(EIEI5101323123312112.)(EIEI71311122122 )(图图1M图图2M图图PMEIEIP81313402313241354813414023311.)(EIEIP59304023124183413404023112.)(0628791521.xx简化结构弯矩图最终弯矩图
