6淺埋式結構同濟大學6淺埋式結構同濟大學與工程系6.1概述?淺埋式結構是指其覆蓋土層較薄，不滿足拱成拱條件(H土＜(2～2.5)h1，h1為拱高)或軟土地層中覆蓋層厚度小于結構的結構。采用深或淺埋式的因素包括：物的使用要求，環境條件，地質條件，防護等級，以及施工能力等。?6.1概述?淺埋式結構是指其覆蓋土層較薄，不滿足拱成拱條件(H土＜(2～2.5)h1，h1為拱高)或軟土地層中覆蓋層厚度小于結構的結構。采用深或淺埋式的因素包括：物的使用要求，環境條件，地質條件，防護等級，以及施工能力等。?常采用明挖法施工，比較。但在地面環境條件要求苛刻直墻拱、矩形框架和梁板式結構，或者是上述型式的組合。?6.1.1直墻拱?在小型通道以及早期的人防工程中比較普遍，一般多用在跨度1.5～4m左右的結構中。墻體6.1.1直墻拱?在小型通道以及早期的人防工程中比較普遍，一般多用在跨度1.5～4m左右的結構中。墻體：磚或塊石砌筑，拱體部分視其跨度大小，土拱。??拱型結構主要承受軸向較小。，其中彎矩和剪力都?拱頂部分按照其軸線形狀又可分為：半圓拱、割圓拱、拋物線拱等多種形式。a)b)Ra)b)R6.1.2矩形閉合框架?具有空間利用率高，挖掘斷面于施工的優點。，且易?特別是車行立交地道、地鐵通道、車站等最為適用。單跨、雙跨或多跨；有時在車站部分還需做成多層多跨的型式。6.1.2矩形閉合框架?具有空間利用率高，挖掘斷面于施工的優點。，且易?特別是車行立交地道、地鐵通道、車站等最為適用。單跨、雙跨或多跨；有時在車站部分還需做成多層多跨的型式。?(一)單跨矩形閉合框架?當跨度較小時（一般小于6m），可采用單跨矩形閉合框架。(一)單跨矩形閉合框架?當跨度較小時（一般小于6m），可采用單跨矩形閉合框架。(二)雙跨和多跨的矩形閉合框架?當結構的跨度較大，或由于使用和工藝的要求，結構可設計成單跨或多跨。為了通風條件和節約材料，中間隔墻還可開設孔洞，不但可通風，節約材料，而且也使結構輕巧、美觀。?中間隔墻還可用梁、柱代替。孔設較大時，隔墻的作用即變成梁、柱的傳力體系。a)b)頂板a)b)柱梁底板(二)雙跨和多跨的矩形閉合框架?當結構的跨度較大，或由于使用和工藝的要求，結構可設計成單跨或多跨。為了通風條件和節約材料，中間隔墻還可開設孔洞，不但可通風，節約材料，而且也使結構輕巧、美觀。?中間隔墻還可用梁、柱代替。孔設較大時，隔墻的作用即變成梁、柱的傳力體系。a)b)頂板a)b)柱梁底板(三)多層多跨的矩形閉合框架?廠房(例如熱電站)由于工藝要求必須做成多層多跨的結構。地鐵車站部分，為了達到換乘的目的，局部也做成雙層多跨的結構。?磚磚(三)多層多跨的矩形閉合框架?廠房(例如熱電站)由于工藝要求必須做成多層多跨的結構。地鐵車站部分，為了達到換乘的目的，局部也做成雙層多跨的結構。?磚磚6.2.3梁板式結構頂、底板做成現澆鋼筋混凝土梁板式結構，而圍墻和隔墻則為磚墻；在水位較高或防護等級要求較高的工程中，一般除內部隔墻外，均做成箱形閉合框架鋼筋混凝土結構。磚磚磚磚磚磚磚?對于一些大跨度的建磚磚筑物，如禮堂、倉庫等還可以采構。6.2.3梁板式結構頂、底板做成現澆鋼筋混凝土梁板式結構，而圍墻和隔墻則為磚墻；在水位較高或防護等級要求較高的工程中，一般除內部隔墻外，均做成箱形閉合框架鋼筋混凝土結構。磚磚磚磚磚磚磚?對于一些大跨度的建磚磚筑物，如禮堂、倉庫等還可以采構。6.2矩形閉合框架的計算?荷載計算，內力計算，截面驗算。1m6.2矩形閉合框架的計算?荷載計算，內力計算，截面驗算。1m6.2.1荷載計算結構所受的荷載，可分為靜載、活載、特載以及三類。靜載是指長期作用在結構上的不變荷裁，如結構自重、土及水等；活載是指結構物使用期間或施工期間可能存在的變動荷載，如人群、車輛、設備或施工設備以及施工期間堆放的材料、等荷載；特載則指常規6.2.1荷載計算結構所受的荷載，可分為靜載、活載、特載以及三類。靜載是指長期作用在結構上的不變荷裁，如結構自重、土及水等；活載是指結構物使用期間或施工期間可能存在的變動荷載，如人群、車輛、設備或施工設備以及施工期間堆放的材料、等荷載；特載則指常規(、)作用或核形成的荷載。處于區的結構，還受到荷載的作用（均為偶它在人防工程的有關規范中有明確的規定。荷載列表序號類別1水土 、結構自重恒載2地面超載活載3特殊荷載偶然荷載4車輛 荷載偶然荷載5荷載偶然荷載荷載列表序號類別1水土 、結構自重恒載2地面超載活載3特殊荷載偶然荷載4車輛 荷載偶然荷載5荷載偶然荷載(一)頂板上的荷載?作用于頂板上的荷載，包括有頂板以上的覆土壓力、水覆土水、頂板自重、路面活荷載以及特載。（浮容重i2m土(一)頂板上的荷載?作用于頂板上的荷載，包括有頂板以上的覆土壓力、水覆土水、頂板自重、路面活荷載以及特載。（浮容重i2m土i2q水m3．頂板自重w4.頂板所受的特載5．地面超載土自(二)底板上的荷載?作用于底板上的荷載可按下式計算Pt底(二)底板上的荷載?作用于底板上的荷載可按下式計算Pt底q頂L(三)側墻上的荷載2?(i土層側向2eihi)tan45?(三)側墻上的荷載2?(i土層側向2eihi)tan45?側向水1.0，粘土0.7。 hwewt側eqeq?作用于側墻上的荷載為w側?由于溫度變化、沉陷不勻、材料收縮、荷載等因素也會筋，設置伸縮縫和沉降縫等。6.2.2內力計算(一)6.2.2內力計算(一)計算簡圖當不考慮結構縱向不均勻變形時，結構可看作平面應變長度(例如一米長)的截條當問題。計算時可沿縱向截取（二）截面選擇?在進行內力計算之前，先根據以往的經驗(參照已有的類似的結構)或近似計算方法假定各個桿件的（二）截面選擇?在進行內力計算之前，先根據以往的經驗(參照已有的類似的結構)或近似計算方法假定各個桿件的截面，經內力計算后，再來驗算所設截面是否合適。否則，重復上述過程，直至所設截面合適為止。（三）計算方法??當不考慮線位移影響時，可按力矩分配法進行手算。而靜荷載作用下地層中的閉合框架一般按彈性地基上的框架進行計算，彈性地基可按文克爾地基考慮，也可將地基視作彈性半無限平面。頂圖6-12底（三）計算方法??當不考慮線位移影響時，可按力矩分配法進行手算。而靜荷載作用下地層中的閉合框架一般按彈性地基上的框架進行計算，彈性地基可按文克爾地基考慮，也可將地基視作彈性半無限平面。頂圖6-12底彈性地基上閉合框架的計算方法q0a)JJJJlx2eeb)eehhhxx 13hl彈性地基上閉合框架的計算方法q0a)JJJJlx2eeb)eehhhxx 13hl力法計算內力典型方程bxijijijPbijiPiq力法計算內力典型方程bxijijijPbijiPiqx30PMiMjdsijEJ——框架基本結構在——底板按彈性地基梁在力作用下產生的位移(不包括底板)；力xi作用下算出的切口處方向的位移；ijbij——框架基本結構在外荷載作用下產生的位移(不包括底板；)——底板按彈性地基梁在外荷裁q作用下算出的切口處方向的位移。iPbiq有限元方法(四)設計彎矩、剪力及軸力的計算1．設計彎矩2b2qbM M Qipp2 2q-22．設計剪力bpqMa)計算剪力Mib)p設計剪力NpQp6-16(四)設計彎矩、剪力及軸力的計算1．設計彎矩2b2qbM M Qipp2 2q-22．設計剪力bpqMa)計算剪力Mib)p設計剪力NpQp6-163．設計軸力N Nip由特載引起的設計軸力按下式計算：tt3．設計軸力N Nip由特載引起的設計軸力按下式計算：ttN N ip為折減系數；對于頂板取0.3，對于底板和側墻取0.6。6.2.3抗浮驗算Q重K 1.056.2.3抗浮驗算Q重K 1.05~1.10Q浮?施工期抗浮分階段計算，考慮底板自重等，不計設備、覆土、上部結構自重。?措施降水、導濾層、外挑、覆土、抗拔樁等6.3截面設計?矩形閉合框架結構的構件(頂板、側墻、底板6.3截面設計?矩形閉合框架結構的構件(頂板、側墻、底板)均按偏心受壓構件進行截面驗算。截面選擇和強度計算，除特殊要求外，一般以混凝土規范(GB50010-2002)為準。端的截面計算高度采用h+S/3<h1??6-17構造要求配筋型式?一般在角部設置支托，并配支托鋼筋。當荷載較大時，需驗算抗剪強度，并配置鋼箍和彎起筋?對于考慮動載作用的結構物，為提高構件的抗沖擊動力性能，構件斷面上宜配置雙筋。構造要求配筋型式?一般在角部設置支托，并配支托鋼筋。當荷載較大時，需驗算抗剪強度，并配置鋼箍和彎起筋?對于考慮動載作用的結構物，為提高構件的抗沖擊動力性能，構件斷面上宜配置雙筋。6.4.2混凝土保護層?如50mm混凝土保護層最小厚度表6-1構件名稱鋼筋直徑（mm）保護層厚度（mm）墻板及環形結構d6.4.2混凝土保護層?如50mm混凝土保護層最小厚度表6-1構件名稱鋼筋直徑（mm）保護層厚度（mm）墻板及環形結構d1012d1416d2015~2020~2525~30梁柱d32d3230~35d+(5~10)基礎有墊層無墊層35706.4.3橫向受力鋼筋受彎構件及大偏心受壓構件受拉主筋的配筋率，一般應不1.5％。配置受力鋼筋要求細而密，間距70~200mm6.4.3橫向受力鋼筋受彎構件及大偏心受壓構件受拉主筋的配筋率，一般應不1.5％。配置受力鋼筋要求細而密，間距70~200mm。為便于施工，同一結構中選用的鋼筋直徑和型號不宜過多。通常，受力d≮10～14mm；對于以受壓為主的構件d≮12～16mm。鋼筋的最小配筋百分率(%)受力類型最小配筋百分率(%)全部縱向鋼筋0.6一側縱向鋼筋0.2受彎構件、偏心受拉、軸心受拉構件一側的受拉鋼筋0.245ft/fy中的較大值6.4.4分布鋼筋6.4.4分布鋼筋等因素的作用，必須配置一定數量的構造鋼筋。不小于受力鋼筋截面積同時，縱向分布鋼筋的配筋率：對頂、底板不宜小于0.15％；對側墻不宜小于0.20％。縱向分布鋼筋應沿框架周邊各構件的內、外兩側布置，其100~300。(如加粗或加密)，其直徑不小于12~146.4.5箍筋結構斷面厚度較大，一般可不配置箍筋。6.4.5箍筋結構斷面厚度較大，一般可不配置箍筋。??不應大于15d，在焊接20d(d為受力鋼筋中的最小直徑)，同時不應大于400mm。在受力鋼筋非焊接接頭長度內，搭接鋼筋為受拉筋時，箍5d，為受壓筋時，箍筋間距不應大于10d。框架結構的箍筋一般采用[_]形直鉤槽形箍筋，這種鋼筋多用于頂、底板，其彎鉤必須配置在斷面受壓一側。ι形箍筋??箍筋的最大間距（mm）項次（mm）V 箍筋的最大間距（mm）項次（mm）V 0.7ftbh0V0.7ftbh01234150h300300h500500h800h8001502002503002003003504006.4.6剛性節點構造斜托垂直/水平長度之比1：3為宜，大小視框架跨度而定。框架節點處鋼筋的布置（一）沿節點內側應沿斜托另配直線鋼筋。（二）框架轉角外側的鋼筋彎曲半徑R必須為l0d以上。（三）為避免轉角內側受拉力時，內側與外側鋼筋無，表面混凝土容易剝落，在角部最好配置足夠數量的箍筋。a)b)/4b)a)Rld6-206-22ld6.4.6剛性節點構造斜托垂直/水平長度之比1：3為宜，大小視框架跨度而定。框架節點處鋼筋的布置（一）沿節點內側應沿斜托另配直線鋼筋。（二）框架轉角外側的鋼筋彎曲半徑R必須為l0d以上。（三）為避免轉角內側受拉力時，內側與外側鋼筋無，表面混凝土容易剝落，在角部最好配置足夠數量的箍筋。a)b)/4b)a)Rld6-206-22ld6.4.7變形縫的設置及構造6.4.7變形縫的設置及構造地基產生的不均勻沉降比薩斜塔造成的物傾斜S比薩斜塔是比薩大教堂的鐘樓，塔八層，高53.3m。塔的磚石地基的直徑為5.5m。塔基向南傾斜，與地面成5.5°第七層在南面突出地基產生的不均勻沉降比薩斜塔造成的物傾斜S比薩斜塔是比薩大教堂的鐘樓，塔八層，高53.3m。塔的磚石地基的直徑為5.5m。塔基向南傾斜，與地面成5.5°第七層在南面突出4.5m。比薩斜塔基礎底面傾斜值，經計算為0.093，即9.3％,我國標準《地基基礎設計規范》GBJ7－89中規定：高聳結構基礎的傾斜，當50m<Hg≤100m時，其Hg為：0.5％。比薩斜塔基礎實際傾斜值已等于我18倍。國標準撫順石油一廠辦公樓傾斜撫順石油一廠辦公樓傾斜77cm)6.4.7變形縫的設置及構造為防止結構由于不均勻沉降、溫度變化和混凝土收縮等引6.4.7變形縫的設置及構造為防止結構由于不均勻沉降、溫度變化和混凝土收縮等引30m左右。一種是防止由于溫度變化或混凝土收縮而引起結構破伸縮縫，另一種是防止由于不同的結構類型（或結構相鄰部分結構不均勻沉陷所設置的縫，稱為沉降縫。6.4.7變形縫的設置及構造?變形縫為滿足伸縮和沉降需要，富有彈性的材料。?:嵌縫式、貼附式、埋入式。6.4.7變形縫的設置及構造?變形縫為滿足伸縮和沉降需要，富有彈性的材料。?:嵌縫式、貼附式、埋入式。(一)嵌縫式材料l可用瀝青砂板、瀝青板等。為了防止板與結構物間有縫(即環氧樹脂和煤焦油涂料)等以減少滲水可能。也可在結構外部貼一層防水層。。但在有壓水中防水效能不良，僅適于水較少地區，或防水要求不高工程中。b)外帖防水層a)30瀝青木絲板50(一)嵌縫式材料l可用瀝青砂板、瀝青板等。為了防止板與結構物間有縫(即環氧樹脂和煤焦油涂料)等以減少滲水可能。也可在結構外部貼一層防水層。。但在有壓水中防水效能不良，僅適于水較少地區，或防水要求不高工程中。b)外帖防水層a)30瀝青木絲板50瀝青膠30（二）貼附式亦稱為可卸式變形縫。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。8mm厚鋼板條橡膠平板68（二）貼附式亦稱為可卸式變形縫。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。8mm厚鋼板條橡膠平板68mm瀝青木絲板圖6-24(三)埋入式在澆灌混凝土時，把橡膠或止水帶埋入結構中。其優，橡膠老化問題需待改進，在大型工程中普遍采用。50℃或受強氧化及油類等有機物質侵蝕的地方，可在中間埋設紫銅片，但造價高。當防水要求很高，承受較大的水時，可采用上述三種方法的組合，稱為混合式，防水效果好，但施工程序多，造價高。□磚磚(三)埋入式在澆灌混凝土時，把橡膠或止水帶埋入結構中。其優，橡膠老化問題需待改進，在大型工程中普遍采用。50℃或受強氧化及油類等有機物質侵蝕的地方，可在中間埋設紫銅片，但造價高。當防水要求很高，承受較大的水時，可采用上述三種方法的組合，稱為混合式，防水效果好，但施工程序多，造價高。□磚磚20030200125125250謝謝謝謝7附建式結構7附建式結構7.1概述附建式結構：修建于較堅固的物下