地下結構工程第05章5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.5.1.1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5.1.2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5－1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。5.1.3一般淺埋結構淺埋的地鐵車站、、地鐵通道、地下下工廠、地下醫院院、指揮所等，應應用廣泛。一般采用明挖法施工。為直墻拱、矩形框架架和梁板式結構。5.2一般淺埋結構結構構形式5.2.1直墻拱半圓拱、割圓拱和和拋物線拱5.2.2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)多層多跨地下廠房房5.2.3梁板式結構5.3矩形閉合框架的計計算矩形閉合框架的結結構計算通常包括括荷載、內力及截面面計算，必要時尚應應進行抗浮計算。5.3.1荷載計算靜荷載:自重土壓力和地下下水頭壓力；活荷載:施工活荷載、車輛輛設備等荷載；；特定荷載:常規武器甚至核武武器作用下的沖擊擊荷載。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者與特載之和：底板荷載直線分布，底板上上的荷載為結構整整體自重、頂板傳傳下的荷載與特載載之和，即:側墻荷載側墻上的荷載包括括有水平向土壓力力，水壓力和特載載。——折減系數，依土體體透水性而定；對對于砂土對于粘土圖5－5荷載示意圖5.3.2內力計算可將地基視作彈性性半無限平面，作作為彈性地基上的框架架進行分析。簡化，本節將彈性性地基上的反力作作為荷載作用在閉閉合框架底部，按按照一般平面框架計算算。1）計算簡圖視為平面應變問題題，圖5－7計算簡圖及簡化框架的頂底板厚度度都比內隔墻大得得多，中隔墻的剛剛度相對較小，將將中隔墻一般視為為只承受軸力的二二力桿，圖5－8縱梁和柱計算簡圖圖本講要點了解淺埋結構的結結構形式；掌握矩形閉合框架架的計算簡圖。2）截面選擇計算超靜定結構內內力時需要知道截截面尺寸，這在設設計前是不知道的的。所以只有根據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。若不合合格，重復上述過程，直至所所設截面合適為止止3)計算方法采用位移法計算，當不考慮線線位移的影響時，，則以力矩分配法法為簡便。(1).當豎向荷載不平衡衡時，可以在底板板的結點上加設集中力.(2).線位移的確定，一一般情況下，框架架有幾孔就有幾個個獨立的線位移。淺埋式結構上特載載的值遠大于其他他荷載，，而且，，特載的值的計算算是非常粗略的，，因此并非非常精確。集中力的施加5.3.3截面計算以現行鋼筋混凝土結結構設計規范為準。特載與其他荷載組組合：按照彎矩和軸力對構件承載力進行行驗算時，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力驗算時，則不考慮材料強度的提高。。設有支托的框架結結構地下矩形閉合框架架結構中的頂板、、側墻和底板均按照偏壓構件進行截面驗算。5.3.4抗浮計算為結構自重、設備備重量及上部覆土土重之和，但對箱箱體施工完畢后工工況，僅考慮結構構自重；為浮力。5.4構造要求5.4.1配筋形式式5.4.2混凝土保保護層厚厚度保護層最最小厚度度常比地地面結構構增加5-10mm。通常可可按照“混凝土結結構設計計規范”（GB50010-2002）規定采采用，其其環境類類別應屬屬b類。5.4.3橫向受力力鋼筋鋼筋直徑徑選取32mm以下，鋼鋼筋的間間距一般般不大于于200mm，不小于于70mm，以方便便施工。。表5－1最小鋼筋筋配筋率率(%)項次分類混凝土強度等級<C20C25-C40C50-C601軸心受壓構件的全部受壓鋼筋0.40.40.42偏心受壓及偏心受拉構件的受壓鋼筋0.20.20.23受彎構件偏心受壓及偏心受拉構件的受拉鋼筋0.10.150.25.4.4縱向分布布鋼筋.4縱向分布布鋼筋在縱向截截面，一一般配置置分布鋼鋼筋，以以減少混混凝土的的收縮、溫溫差和不不均勻沉沉降的影響。。縱向分布布鋼筋的的截面面面積，一一般不應小于于受力鋼鋼筋截面面積的10％，同時，，縱向分分布鋼筋筋的配筋筋率對頂底板不不宜小于于0.15%；側墻不宜小于于0.20％。5.4.5箍筋一般可不不配置箍箍筋項次板和墻厚（mm）12341502002503002003003505005.4.6剛性節點點構造增加斜托托，斜托托的斜度度控制在在1：3左右比較較合適。。轉角部部分的鋼鋼筋布置置如圖。。5.4.7變形縫的的設置伸縮縫和和沉降縫縫，變變形縫的的間距在在30m左右。嵌縫式：結構內部部槽中填填以瀝青膠膠或由環環氧樹脂脂和煤焦焦油合成成的環煤煤涂料等等，也可可以在外部貼防防水層。貼附式將厚度為為6～8mm的橡膠平平板用鋼鋼板條及及螺栓固固定在結構上即即可。其優點是橡膠平平板年久久老化后后可以拆拆換，缺點是不易使使橡膠平平板和鋼鋼板密貼貼。埋入式大型工程程中普遍遍采用埋埋入式變變形縫，，在澆搗混混凝土時時，把橡膠或或塑料止止水帶埋埋入結構構中，防防水效果果可靠，，但橡