地下建筑结构论文(3)

Ks相当于文科尔弹簧常数或地基土介质的弹簧常数。这种方法的理论基础是基于地震时支配地下结构地震反应的是地基变形而不是结构物的惯性力。近年来,大多数地下结构,尤其是地下管线都把这种方法作为其抗震设计方法。但是,这种方法把不规则地震波的传播看作为同一周期和同一方向的地震波,从而与实际相去甚远;另外该法只适用于线形地下结构的抗震研究,用于大断面地下结构的抗震分析时需要进一步探讨、完善和修改[8]。 2.3 动力反应分析法

主要适用于结构物形状和地质条件比较复杂时的地下结构抗震反应分析。它是采用有限元理论,将地震记录直接输入结构模型求得结构的动力反应。这种方法不仅可以求得结构受地震作用时反应的最大值,而且也可以观察到结构反应的全过程,同时也使结构的弹塑性反应分析成为可能。动力反应分析法又可细分为两种:一种是考虑土—结构的相互作用;另一种是不考虑土—结构的相互作用。前者将土与结构当作由一定的边界条件联系起来的整体系统来考虑,后者即不考虑结构的存在,把自由场的地震位移反应当作相应的结构地震位移反应。这种方法适用于任意的地下结构类型,也可以考虑地基土的具体性质和结构的非线性,但是应用不方便,难以得到规律性的结论,且其结果需要得到实验或理论解析解的验证[9]。

七、地下建筑结构的通风与照明设计理念

1、通风

通风设计是地下建筑总体设计的重要环节之一。通风设计需考虑的主要问题有：空气中有害物质的容许浓度，新风量的确定方法，判断自然通风的能力，机械通风方式的讨论，通风设备的选择以及经济性等。

通风有自然通风和机械通风两大类，并根据长度和交通条件，同时考虑气象、环境、地形以及地质等条件来选择并划分若干个送排风段。在选择通风方式时，首先需要确定隧道内所需风量，然后讨论自然风和活塞风能否满足需要，如果不能满足需要或者缺乏可靠性，就应当采用机械通风。

自然风的变化是复杂而不稳定的，用它来作为通风计算的依据，其可靠性很差。对于隧道长度在200m以下，甚至200—500m的对向交通，在一定的交通量下可以考虑用自然通风。自然风作为机械通风时的辅助作用，却也不可忽视，它

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至少可以调节通风机的转数，有利于节能。

机械通风又分纵向式、半横向式、全横向式。风机有离心式和轴流式，轴流式风机满足风量大、风压低的要求，但其价格高、噪音大，而离心式风机的风压高，其价格低，噪音相对较小。关于风机部位的设置问题，采用拱形顶板隧道结构，以增加净空，安装风机。为满足废气排放，各排风点设风塔；送风不设风塔，可采用卧式钢筋混凝土框架进风，风口设栅栏。在通风机及风塔、进风口之间由水平风道相联。

在单向行车的正常交通情况下，可利用汽车行驶产生的交通风(或称交通风)来冲谈有害气体，可不开风机。在车流量增大时可只开排风机，当出现意外不利的自然风或在交通阻塞、火灾时则开动风机通风。 2、照明

隧道照明的设计，考虑以下事项：隧道附近的环境、隧道状况、交通状况、附属设备状况以及维护管理状况。隧道照明一般由两路独立的混合式低压380V／220V电源供电。照明灯具采用高压钠灯，两端加强加密。由于驾驶员进出隧道有一视觉机能的适应过程，为保证行车安全，两端洞口段均加设一段遮阳棚，再配合灯光过渡等措施，以改善行车条件[10].

八、地下建筑结构抗浮设计理念

对地下建筑结构抗浮桩进行设计,应做到既安全又经济合理。首先应慎重分析工程地质和水文地质资料,针对地下水位可能的丰水期和枯水期分别考虑,并且区别施工阶段和竣工后使用阶段的不同工况。软土地基中的抗浮桩一般既是丰水期的抗浮桩,又是枯水期的抗压桩,两者应综合应用合理设计。 1、以地下建筑结构自重作为抗浮力

地下建筑结构抗浮设计的前提是分析清楚浮力与抗浮力。地下建筑结构的浮力等于地下水位以下至地下建筑结构底板底这部分等体积的水重量。地下水位一般取水文地质资料提供的50年一遇的最高地下水位,若无此水位资料,应以室外地坪标高为最高水位。地下建筑结构的抗浮力只计永久荷载,包括地下建筑顶板上的填土荷载,根据国家标准《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》(2006年版)第3. 2. 5条规定。浮力S与抗浮永久荷载G应满足公式(1): γ0·S≤G(1)

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式中γ0为地下建筑结构的重要性系数,对安全等级为二级或设计使用期为50年的地下结构取1. 0;对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的取1. 1。 地下建筑结构在使用期间不同程度地存在活荷载,此活荷载只作为抗浮设计的安全储

备,而不列入计算。当计算结果不满足公式(1)时,则应采取永久性的抗浮桩或锚杆构造。 2、抗浮桩的设计

作为地下建筑结构的抗浮桩,应满足国家行业标准《建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)》的要求,并按公式(2)、(3)计算。 NK≤Tuk2+Gp(2) Tuk=∑λiqsikUili(3)

式中:Nk—按荷载效应标准组合计算的单桩拔力; Tuk—单桩的抗拔极限承载力标准值; Gp—桩基自重,地下水位以下取浮重度,对于 扩底桩按文献[2]另行计算;

λi—抗拔系数,对砂土取0.50~0.70,对黏性土和粉土取0.70~0.80,当桩长l与桩径之比小于20时,λ取小值;

qsik—桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;

Ui—桩侧周长,对于等直径桩取U=πd,d为桩径,对于扩底桩按文献[11]另行计算;

li—桩周第i层土的厚度。

按公式(3)确定的基桩极限抗拔承载力适用于丙级建筑桩基;对于甲级和乙级建筑桩基,则应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。基桩的抗拔侧阻力和抗压侧阻力是有区别的,随着上拔量的增加,其侧阻力会因土层松动及侧面积减少等原因而低于抗压侧阻力,故在利用一般工程地质勘察报告所提供的抗压侧阻力来确定抗拔侧阻力时,需引入拔压的侧阻力比例系数,即抗拔系数λ,也称拔压比。抗拔侧阻力取决于桩周土层的力学性质,其拔压比λ根据试验,灌注桩高于预制桩,长桩高于短桩。上拔荷载下群桩的破坏模式因桩距大小不同而呈基桩分离的非整体拔出破坏和桩土呈整体拔出破坏,故规范JGJ94-2008第5. 4. 6条规定了群桩

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抗拔效应公式。换言之,从经济合理角度分析,适当扩大抗拔桩的间距是有利的。 3、抗拔桩的桩型选择

地下建筑结构底板下的桩,应视不同的地质条件因地制宜地选择。当底板下为淤泥质黏土、黏土类地基时,利用配筋到底的沉管灌注桩是一种比较经济合理的方法。当沉管灌注桩(挤土桩)不适用时,或当底板下为粉土、砂土时,可利用配筋到底的钻孔灌注桩作抗浮桩。当底板下为硬可塑类黏土或风化基岩时,可利用人工挖孔桩。为了提高基桩的抗拔承载力,采用扩底桩是有效的途径。例如人工挖孔灌注桩和钻孔灌注桩均可施工为扩底桩。扩底桩的抗拔承载力破坏模式,随土的摩擦角大小而变,内摩擦角越大,受扩底影响的破坏柱体越长。桩底以上长度在4~10d(桩径)范围内,破坏柱体直径增大至扩底的直径D,按此模型并经过试验,文献[11]给出扩底桩抗拔承载力计算周长Ui,见表1。

若地下建筑结构底板下的地质条件不宜设置抗浮桩,可采用抗浮注浆锚杆。注浆锚杆的间距常为2m,且应 …… 此处隐藏：2326字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……