地下建筑结构课程设计讲义lhm市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地下建筑结构课程设计,浅埋地下矩形双跨闭合框架设计,指导老师：曹 净 教授,刘海明 博士,第1页,概 念,浅埋地下建筑结构定义,指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件,(H,(2,2.5)h,1,，,h,1,为压力拱高,),或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸地下结构。,(2.3.2,节，,P,32-41,）,混凝土矩形闭合框架应用,浅埋式矩形框架结构含有空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工优点，得到了广泛应用，尤其是在车行立交地道、地铁通道、车站等最为适用。,第2页,第3页,矩形闭合框架设计,结构设计内容,一、荷载计算；,二、内力计算；,三、抗浮验算；,四、截面验算；,第4页,静载,是指长久作用在结构上不变荷裁，如结构自重、土压力及地下水压力等；,活载,是指结构物使用期间或施工期间可能存在变动荷载，如人群、车辆、设备或施工设备以及施工期间堆放材料、机器等荷载；,特载,则指常规武器,(,炮、炸弹,),作用或核武器爆炸形成荷载。关于特载大小是按照不一样防护等级采取，它在人防工程相关规范中有明确要求。,地震荷载,：处于地震区地下结构，还受到地震荷载作用。,矩形闭合框架计算,荷载计算,第5页,荷载列表,序号,荷 载 类 型,类别,1,水土压力、结构自重,恒载,2,地面超载,活载,3,特殊荷载,偶然荷载,4,车辆爆炸荷载,偶然荷载,5,地震荷载,偶然荷载,矩形闭合框架计算,荷载计算,第6页,矩形闭合框架计算,荷载计算,计算简图,第7页,(,一,),顶板上荷载,作用于顶板上荷载，包含有顶板以上覆土压力、水压力、顶板自重、路面活荷载以及特载。,1,覆土压力,将结构范围内顶板以上各层土体,(,包含路面材料,),重量之和求出来，然后除以顶板承压面积即可,矩形闭合框架计算,荷载计算,第8页,3.,顶板自重,4.,顶板所受特载为,5.,地面超载,q,总和,矩形闭合框架计算,荷载计算,(,一,),顶板上荷载,2,水压力,第9页,普通情况下，人防工程中结构刚度都较大，而地基相对来说较松软，所以假定地基反力为直线分布。作用于底板上荷载可按下式计算,:,结构顶板以下，底板以上两边墙及中间柱等重量,:,结构横断面宽度；,:,底板上所受特载。,矩形闭合框架计算,荷载计算,(,二,),底板上荷载,第10页,(,三,),侧墙上荷载,侧墙上所受荷载有土层,侧向压力、水压力及特载。,1,土层侧向压力,2,侧向水压力,：折减系数，其值依土体透水性来确定：对于砂土,，对于粘土,：从地下水表面至考查点距离。,作用于侧墙上荷载为,:,矩形闭合框架计算,荷载计算,第11页,(,一,),基础计算理论,矩形闭合框架计算,内力计算,1.,按地基反力为直线分布假定计算,2.,按温克尔假定计算基础,3.,按地基为弹性半无限平面体假定计算基础,第12页,计算内力时，首先要选择合理,计算简图,并,初步假设截面,尺寸：,(,二,),计算简图,1.,平面应变；,2.,中隔墙看作只承受轴力二力杆；,矩形闭合框架计算,内力计算,第13页,(,三,),截面选择,在进行内力计算之前，先依据以往经验,(,参考已经有类似结构,),或,近似计算方法假定各个杆件截面尺寸,，经内力计算后，再来,验算所设截面,是否适当。不然，重复上述过程，直至所设截面适当为止。,已,知,截,面,内,力,分,配,结构力学,截面验算,矩形闭合框架计算,内力计算,第14页,(,四,),计算方法,当不考虑线位移影响时，可按下列图简化计算模式以,力矩分配法,进行手算。,而静荷载作用下地层中闭合框架普通按,弹性地基上框架,进行计算，将地基视作,弹性半无限平面,。,矩形闭合框架计算,内力计算,第15页,(,四,),计算方法,矩形闭合框架计算,内力计算,计算简图及基本结构,第16页,(,四,),计算方法,查表法,弹性地基上平面框架内力计算仍可采取结构力学中力法，只是需要将底板按弹性地基梁来考虑。,：框架基本结构在单位力作用下产生位移,(,不包含底板,),：底板按弹性地基梁在单位力,x,i,作用下算出切口处,方向位移；,：框架基本结构在外荷载作用下产生位移,(,不包含底板；,),：底板按弹性地基梁在外荷裁,q,作用下算出切口处,方向位移；,矩形闭合框架计算,内力计算,第17页,(,五,),设计弯矩、剪力及轴力计算,设计弯矩：,实际不利截面,(,弯矩大而截面高度又小,),则是侧墙边缘处截面，对应这个截面弯矩。依据隔离体平衡条件，能够按下面公式计算,设计弯矩；,计算弯矩；,计算剪力；,支座宽度；,作用于杆件上均布荷载。,近似方法：,矩形闭合框架计算,内力计算,第18页,设计剪力,矩形闭合框架计算,内力计算,第19页,设计轴力,由静载引发设计轴力按下式计算,由特载引发设计轴力按下式计算,将上面两种情形求得设计轴力加起来即得各杆件最终设计轴力。,矩形闭合框架计算,内力计算,第20页,为了确保结构不致因为地下水浮力而浮起，在设计完成后，尚需按下式进行抗浮计算,抗浮安全系数,结构自重、设备重及上部覆土重之和；,地下水浮力。,矩形闭合框架计算,抗浮计算,第21页,规范,:,混凝土规范,(GB 50010-),在特载与其它荷载共同作用下：,按弯矩及轴力强度验算时，材料动载下强度提升，按剪力和扭力强度验算时，则材料强度不提升。,地下矩形闭合框架结构构件,(,顶板、侧墙、底板,),均按偏心受压构件进行截面验算。,矩形闭合框架计算,截面设计,第22页,配筋型式,混凝土保护层,横向受力钢筋,分布钢筋,箍筋,刚性节点结构,变形缝设置及结构,矩形闭合框架计算,结构要求,第23页,一单跨闭合钢筋混凝土框架通道，置于弹性地基上，几何尺寸以下列图所表示，横梁承受均布荷载,20kN/m,2,，材料弹性模量,E=1.410,4,MPa,，泊桑比,=0.167,地基形变模量,E,0,=50MPa,，泊桑比,0,=0.3,，设为平面变形问题，绘制框架弯矩图。,P,132,矩形闭合框架计算,算例,第24页,第25页,第26页,第27页,第28页,第29页,课程设计要求,1.,独立完成；,2.,缺席,5,次直接不及格；,3.,方法正确无大计算错误；,4.,结果要求：,有封面,有指导书,图纸,5.,时间：,截止,7,月,17,日（星期五）早晨,11,点,第30页,