第三章 淺埋的地下結構,當垂直土壓力和水平土壓力均隨著深度增加而增加時，則為淺埋式結構. 淺埋的地下結構包括附建式的地下室結構（防空地下室）、隧道的引道結構和一般的淺埋結構. 本章著重討論矩形淺埋式結構的設計與計算原理 .,3.1.1防空地下室,大量的住宅和公共建筑物在修建時，按照國家的規定，按比例修建的具有一定防護要求的建筑物地下室。 承受上部地面建筑傳來的靜荷載,承受核爆炸沖擊波的動力荷載; 平戰結合； 一般采用梁板結構、板柱結構、箱形結構、殼體結構等結構形式。,地道,3.1.2引道結構,城市道路系統中立交地道、水底隧道的峒門與地面間的連接段 ，是一種縱向變高度的塹壕。 （1）.墻型支擋結構 應用廣泛的是薄壁型擋墻，又可分為懸臂式和扶壁式擋墻。 （2）.槽形支擋結構,(a)懸臂式擋墻 （b）扶壁式擋墻 圖21 薄壁型擋墻,其他：,重力型、半重力型（塊石、素混凝土制成）、鋼筋混凝土薄壁擋墻、加筋土型支擋結構、拉錨型支擋結構、地下連續墻型支擋結構。,槽形支擋結構 （整體式引道結構）,靜定結構，其形狀與船塢類似，,其設計需要先進行抗浮穩定計算，然后進行結構的強度計算。,3.1.3一般淺埋結構,淺埋的地鐵車站、地鐵通道、地下工廠、地下醫院、指揮所等，應用廣泛。 一般采用明挖法施工。 為直墻拱、矩形框架和梁板式結構 。,3.2一般淺埋結構結構形式 2.2.1直墻拱,半圓拱、割圓拱和拋物線拱,3.2.2矩形閉合框架,(a)單跨(b)雙跨(c)隔墻開設孔洞,(d)梁柱體系(e)多層多跨地下廠房,3.2.3梁板式結構,3.3矩形閉合框架的計算,矩形閉合框架的結構計算通常包括荷載、內力及截面計算，必要時尚應進行抗浮計算。 2.3.1荷載計算 靜荷載:自重土壓力和地下水頭壓力； 活荷載:施工活荷載、車輛設備等荷載 ； 特定荷載 :常規武器甚至核武器作用下的沖擊荷載。,頂板荷載：,(1). 上部覆土重力 (2). 水壓力： (3). 頂板自重： (4). 特載 頂板總荷載為三者與特載之和：,底板荷載,直線分布，底板上的荷載為結構整體自重、頂板傳下的荷載與特載之和，即:,側墻荷載,側墻上的荷載包括有水平向土壓力，水壓力和特載。,折減系數，依土體透水性而定；對于砂土,對于粘土,圖35荷載示意圖,3.3.2內力計算,可將地基視作彈性半無限平面，作為彈性地基上的框架進行分析。 簡化，本節將彈性地基上的反力作為荷載作用在閉合框架底部，按照一般平面框架計算 。,1）計算簡圖視為平面應變問題，,圖37 計算簡圖及簡化,框架的頂底板厚度都比內隔墻大得多，中隔墻的剛度相對較小，將中隔墻一般視為只承受軸力的二力桿，,圖38 縱梁和柱計算簡圖,2）截面選擇,計算超靜定結構內力時需要知道截面尺寸，這在設計前是不知道的。所以只有根據經驗假定各個截面的尺寸，進行內力計算，然后驗算截面是否合適。若不合格，重復上述過程，直至所設截面合適為止,3)計算方法,采用位移法計算，當不考慮線位移的影響時，則以力矩分配法為簡便。 (1).當豎向荷載不平衡時，可以在底板的結點上加設集中力. (2).線位移的確定，一般情況下，框架有幾孔就有幾個獨立的線位移。 淺埋式結構上特載的值遠大于其他荷載，而且，特載的值的計算是非常粗略的，因此并非非常精確。,集中力的施加,3.3.3截面計算,以現行鋼筋混凝土結構設計規范為準。 特載與其他荷載組合： 按照彎矩和軸力對構件承載力進行驗算時，需要考慮動力荷載作用下材料強度的提高； 按剪力和扭力對構件進行承載力驗算時，則不考慮材料強度的提高。,設有支托的框架結構,地下矩形閉合框架結構中的頂板、側墻和底板均按照偏壓構件進行截面驗算。,3.3.4抗浮計算,為結構自重、設備重量及上部覆土重之和，但對箱體施工完畢后工況，僅考慮結構自重； 為浮力。,3.4 構造要求,3.4.1配筋形式,3.4.2混凝土保護層厚度,保護層最小厚度常比地面結構增加5-10mm。通常可按照“混凝土結構設計規范”（GB50010-2002）規定采用，其環境類別應屬b類。,3.4.3橫向受力鋼筋,鋼筋直徑選取32mm以下，鋼筋的間距一般不大于200mm，不小于70mm，以方便施工。,表51 最小鋼筋配筋率(%),3.4.4縱向分布鋼筋,.4縱向分布鋼筋 在縱向截面，一般配置分布鋼筋，以減少混凝土的收縮、溫差和不均勻沉降的影響。 縱向分布鋼筋的截面面積，一般不應小于受力鋼筋截面積的10，同時，縱向分布鋼筋的配筋率對頂底板不宜小于0.15%；側墻不宜小于0.20。,3.4.5箍筋,一般可不配置箍筋,3.4.6剛性節點構造,增加斜托，斜托的斜度控制在1：3左右比較合適。轉角部分的鋼筋布置如圖。,3.4.7變形縫的設置,伸縮縫和沉降縫 ，變形縫的間距在30m左右。 嵌縫式：結構內部槽中填以瀝青膠或由環氧樹脂和煤焦油合成的環煤涂料等，也可以在外部貼防水層。,貼附式,將厚度為68mm的橡膠平板用鋼板條及螺栓固定在 結構上即可。 其優點是橡膠平板年久老化后可以拆換， 缺點是不易使橡膠平板和鋼板密貼。,埋入式,大型工程中普遍采用埋入式變形縫 ，在澆搗混凝土時，把橡膠或塑料止水帶埋入結構中，防水效果可靠，但橡膠老化問題