1.2.地下建筑结构的特点
(1)自然防护力强;(2)受外界条件影响小;(3)受地质条件影响大:
(4)需经通风、防排水、防潮、防噪声和照明等处理;(5)施工条件特殊
1.3.地下结构可分为以下8类:
1.拱形结构这类结构的顶部横剖而均属拱形,主要有:
(1)半衬砌(2)厚拱薄墙衬砌(3)直墙拱顶衬砌(4)曲墙拱顶衬砌(5)离壁式衬砌(6)装配式衬砌(7)复合式衬砌
2.梁板式结构
3.框架结构
4.圆管形结构
5.地下空间结构6•锚喷支护7.地下连续墙结构8.开敞式结构
1.4地下建筑结构的设计内容及计算原则
地下建筑结构的设汁内容包括横向结构设计、纵向结构设计和出入口设讣。
1.横向结构设计
计算时通常沿纵向截取lm的长度作为计算单元,即把一个空间结构简化成单位延米的平而结构按平而应变进行分析。
横向结构设讣主要分荷载确立、讣算简图、内力分析、截而设讣和施工图绘制等几个步骤。
2.纵向结构设计
特别是在软上地基和通过不良地质地段情况下,如跨活断层或地裂缝时,更需要进行纵向结构计算,以检算结构的纵向内力和沉降,确定沉降缝的设巻位置。
3.出入口设计
从使用上讲,无论是平时或战时,地下建筑得出入口都是很关键的部位,设计时必须给予充分重视,应做到出入口与主体结构强度相匹配。
地下结构设汁与计算应遵循的原则:1•遵守设计规范和规程2.确左合理的设计标准
5.1防空地下室与普通地下室的区别在于:防空地下室具有规定的设防等级,能够保障隐蔽人员的安全,而普通地下室在战时必须经过改造转换才能达到相应的防护能力。
5.2对附建式地下结构的要求:
根据核爆炸的杀伤因素(冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染)、化学武器与生物武器的杀伤作用确定。其中对承重结构有决立意义的是核爆炸因素(例如冲击波)的破坏作用。
因此考虑人防要求的结构,不同于普通的工业与民用建筑结构的一个特点,就是允许结构出现一定的塑性变形。根据动载设计的结构是有足够的刚度和整体性的,它在静载作用下不会产生过大的变形。因此附建式地下结构不必进行结构变形的验算。防空地下室的顶板一般都采用钢筋混凝上结构,可以按弹塑性阶段进行设计。在控制延性比的条件下,不再进行结构构件裂缝开展的计算’对要求高的平战结介工程可另做处理。也不必单独验算地基变形.
5.3防空地下室结构设计的一般规定
目的:使工程结构达到设il•任务书规左的防护等级,在相应战略技术要求下抵御武器的损毁效应,给掩蔽人员提供安全的掩蔽空间。
分析内容:强度分析、抗倾覆分析、抗震分析、抗核电磁脉冲分析、抗核辐射的防护效能分析等内容。
强度分析和抗倾覆分析是最重要的。
5.4作用在人防地下室结构上的荷载,应包括核爆炸动荷载、上部建筑物自重、上压力、水压力、防空地下室自重和内部永久设备重等。
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5.5 .口部设计
人防地下室的每一个防护单元应不少于两个出入口,苴战时的主要出入口应设苣在室外,且不宜采用竖井方式。两个出入口应设在不同方向,并保持一定距离。
6.1盾构是指用钢板制成的、能支承地层荷载而又能在地层中推进的圆形、矩形、马蹄形等特殊形状的筒形结构物。使用盾构修筑隧道的方法称为盾构施工法,简称盾构法。用盾构法修建的隧道称为盾构隧道。
1、设计原则
确保衬砌必须具有与其使用目的相适应的安全性是设汁讣算的基本原则,英次还需满足经济合理的原则。当存在有一些不十分明了的问题时,原则上应确保结构的安全性。衬砌设计计算不仅应保证在竣工后,而且应保证在施工过程中结构的安全性。
首先,隧逍衬砌必须根据工程需要满足其强度和刚度要求,能承受隧道所经过地段的上层压力、水压力及一些特殊荷载。
其次,验算是否能满足所提出的安全质量指标要求,如裂缝开展宽度,接缝变形和直径变形的允许量,隧道抗渗防漏指标,结构安全度,衬砌内表而平整度要求等。
2、内力计算方法
计算内力时,对管片衬砌环的处理方法有,①把管片衬砌环视为抗弯刚度相同的圆环: ②把管片衬砌环视为多铁体系:③把管片衬砌环视为具有能抵抗弯矩的旋转弹簧的环形结构。
3、考虑土层产生侧向弹性抗力的匀质圆环计算
当外荷载作用在隧道衬砌上,一部分衬砌向地层方向变形,使地层产生弹性抗力。弹性抗力的分布规律很难确定,目前常采用假左弹性抗力分布规律法,如日本的三角形分布、
原苏联O. E.布加耶娃的月牙形分布,以及二次、三次抛物线分布等方法。
6.2顶管管道的设计与计算
顶管工程设汁主要应解决好工作井(坑)设宜,顶管顶力估算以及承压壁后靠结构及上体的稳定问题。
1.顶管工作井设宜
2.顶管顶力估算
3.顶管承压壁后土体的稳建验算1)沉井支护工作井承压壁后靠丄体的稳立验算2)钢板桩支护工作井承压壁后靠丄体的稳定验算
4.顶进管道的荷载与规格设计
7.1沉井通常是用钢筋混凝土材料制成的井筒状结构物。施工时先在场地上整平地而,铺设砂垫层,设苣承垫木,再制作第一节沉井,继后在井简内挖上(或水力吸泥),边挖边排边下沉。当下沉到设计标高,随即素混凝上封底,最后浇筑钢筋混凝上底板,构成地下结构物,或在井筒内用素混凝土或砂砾石填充,构成深基础。
7.2沉井设计的内容与要求
沉井设计计算的基本内容是,确定井筒的尺寸(平面尺寸、髙度)和构件(用材的尺寸、型号)。设计结果必须符合下列要求。
(1)必须符合力学稳定性的要求。(2)所有构件的应力均应小于允许值。(3)全部设il•计算的结果必须符合稳立讣算、构件设il•要求。(4)沉井既是深基础的一种类型,又是基础的一种特殊施工方法。因此,在沉井设计时必须分别考虑在不同施工阶段和使用阶段的各种受力特性。
7.3沉井的设计
(1)沉井尺寸确定
(2)确立下沉系数,下沉稳定系数和抗浮安全系数
kl——下沉系数,一般为1.05〜1.25。对位于淤泥质土层中的沉井宜取小值;位于苴它上层
的沉井可取较大值。
KP——下沉稳定系数,一般取0.8〜0.9。
K2——抗浮安全系数,一般取1.05〜1.1。在不计井壁摩阻力时,可取1.05 井壁摩阻力的分布形式可有多种假立,通常假泄在5m深度范用内按三角形分布,5m以下为常数
(3)刃脚计算
沉井的刃脚一般可按下列两种受力情况(图7-4),取单位长度作悬臂梁汁算,并据此进行刃脚内侧和外侧的竖向钢筋和水平钢筋的配筋计算。
(4)沉井井壁竖向应力计算(沉井抽承垫木时计算)
(1)矩形沉井
1)当不排水下沉时,分别按两种情况计算:支承于两短边上,将井壁长边作为简支梁,计算英弯矩与剪力(图7-5a):及支承于长边的中点,将井壁作为悬臂梁计算其弯矩与剪力(图7-5b)o
(5)沉井井壁竖向拉力计算(井壁竖直钢筋验算)
沉井偏斜后,使井壁受到竖向拉力,由于明确的分析较为困难,因此在设il•时一般假立沉