安徽理工大学地下建筑结构.docx
《安徽理工大学地下建筑结构.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽理工大学地下建筑结构.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
安徽理工大学地下建筑结构
..
地下建筑结构复习资料
第一章绪论
1.地下建筑
定义：
修建在土层和岩层中的各种工程建筑物，统称为地下建筑。
分类：
一类是修建在土层中的地下建筑结构；另一类是修建在岩层中的地下建筑结构
2.衬砌
定义：
修建地下建筑物时，首先按照使用要求在地层中开挖空间（洞室），然后沿洞室边修建永久性支护结构——即衬砌（与岩、土层直接接触的结构），或称为被覆。
作用：
衬砌结构主要是起承重和围护两面的作用。
承重，就是承受岩土体压力、结构自重及其他荷载作用；围护就是防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等
3.地下建筑结构的形式
--地下建筑结构的形式主要有使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。
--结构形式首先由受力条件来控制，即在一定的条件下的围岩压力、水土压力和一定的爆炸与地震等荷载下求出的最合理和经济的结构形式。
地下建筑结构常见的横断面形状主要有如下几种：
矩形结构：
适用于工业、民用、交通等建筑物。
但直线构件不利于材料抗弯，故在地质条件较好、跨度较小或埋深较浅时常被采用。
圆形结构：
当受到均匀径向压力时，截面弯矩为零，这就能充分发挥混凝土结构拉压强度高的特性，故在淤泥质土层等类似承受静水压力的地质条
w
..
件下应优先采用。
直墙拱形结构：
当顶压较大时采用直墙拱形结构受力较为合理。
当底压
较大时，底部可做成仰拱结构。
曲墙拱形结构：
当顶压和侧压都较大时宜采用曲墙拱形结构。
地下结构断面形式：
矩形、梯形、多边形、直墙拱形、曲墙拱形、扁圆形、圆形
4.综合地质条件、使用要求、技术条件等因素，地下建筑结构形式根据地质情况的差异可以分为土层和岩层的两种形式
土层中地下建筑结构：
浅埋式结构、附建式结构、沉井结构（沉箱结构）、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、其他结构
岩地下建筑结构：
常用的是几种拱形结构、锚喷结构、穹顶结构
一、拱形结构
1.贴壁式拱形结构：
是指衬砌结构与围岩之间的超挖部分应进行回填的衬砌结其包括半衬砌结构、厚拱薄壁墙衬砌结构、直墙拱形衬砌结构、曲墙拱形衬砌结构
2.离壁式衬砌结构：
是指与岩壁相离，其间空隙不做回填，仅拱脚处扩大延伸与岩壁紧贴的衬砌结构
二、锚喷支护、穹顶结构、连拱衬砌结构、复合衬砌结构
5.初步设计容大体是：
〈1〉工程防护等级〈2〉确定埋置深度与施工法〈3〉初算荷载值〈4〉选择
建筑材料〈5〉选定结构型式和布置〈6〉估算结构跨度、高度、顶底板及边墙
厚度等主要尺寸。
〈7〉绘制初步设计结构图〈8〉估算工程材料数量及财务概算。
w
..
6.填空：
技术设计主要是解决结构的承载力、刚度和稳定、抗裂性的问题，并提供施工时结构各部件的具体细节尺寸及连接大样
第二章地下建筑结构的荷载（重点）
1.荷载种类：
按存在状态可分为：
静、动、活荷载
永久荷载又称静载。
是指长期作用在结构上且大小、向和作用点不变的
荷载。
如结构自重、岩土体压力和地下水压力等
可变荷载又称活载，是指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其
大小和作用位置都可能随时间变化。
如使用活载、车辆活载、风载、雪载。
偶然荷载又称动载，是指在结构物施工和使用期间不一定会出现，一旦出现，
其值很大且持续时间很短的荷载。
如撞击荷载、爆炸荷载、地震荷载。
2.荷载的确定法：
荷载的确定一般是按其所在的行业的规和设计标准确定
3.荷载的计算是工程结构计算的先决条件。
地下建筑结构上所承受的荷载有结构自重、地层压力、弹性抗力、地下水静水压力、车辆和设备重量及其他使用荷载等
地层压力（包括土压力和围岩压力）对大多数地下工程而言，是至关重要的荷载。
4.土压力：
被>静>主
分类：
静止土压力、主动土压力、被动土压力主动土压力最小（土挤压墙、泄压）
被动土压力最大（土被挤压，压力变大）
w
..
静止土压力介于两者之间。
静止土压力：
如果墙的刚度很大，墙身不产生任移动和转动，这时墙后土对
樯背所产生的土压称为静止土压力
5.侧向土压力的经典理论主要是库伦土压力理论和朗肯土压力理论
6.侧向土压力计算公式、静止土压力的计算公式，静止土压力系数、静止土压力的作用点等---见课本12页
7.静止土压力系数K。
与土的种类有关，二同一种土的K。
还与其隙比、含水量、加压条件、压缩程度有关
8.库伦土压力理论的基本假定：
1.墙后的填土是理想散粒体
2.滑动破坏面为通过墙踵的平面
3.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形
9.朗坤土压力理论的基本假定
1.挡土墙背垂直、光滑
2.填土表面水平
3.墙体为刚性体
10.主动土压力系数Ka、被动土压力系数Kp的公式、侧向主动土压力、侧向被动土压力公式见课本19页
w
..
11.围岩压力：
定义：
指位于地下结构围变形或破坏的岩层，作用在衬砌
结构或支撑结构上的压力。
分类：
围岩垂直压力、围岩水平压力、围岩底部压力
影响围岩压力的因素：
岩体的结构、强度、地下水的作用、洞室的尺寸
与形
状、支护的类型和刚度、施工法、洞室的埋深和支护时间等
12.围岩压力有关公式：
P332-742-862-922-942-95
第三章弹性地基梁理论
1.弹性地基梁
定义：
指搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁。
如铁路枕木、
钢筋混凝土条形基础梁等等。
弹性地基梁可将其上面的荷载分布到较大面积的地基上，即使承载能力较低的
地基，也能承受较大的荷载，又能使梁的变形减小，提高刚度降低力。
2.弹性地基梁的计算模型----局部弹性地基模型的假设
温克尔对地基提出的假设：
温克尔对地基提出如下假设：
地基表面任一点的沉
降与该点单位面积上所受的压力成正比。
半无限体弹性地基模型
为了消除温克尔假设中没有考虑地基连续性这个缺点，后来又提出了另一种假
设：
把地基看作一个均质、连续、弹性的半无限体（所谓半无限体是指占据整个
w
..
空间下半部的物体，即上表面是一个平面，并向四和向下无限延伸的物体）。
弹性地基梁的计算理论中，需要满足的假设
局部弹性地基模型假设;
地基梁在外荷载作用下产生变形的过程中，梁底面与地基表面始终紧密相
贴，即地基的沉陷或隆起与梁的挠度处处相等；
地基反力处处与接触面相垂直；
地基梁的高跨比较小，符合平截面假设。
2.短梁、刚性梁、长梁（无限长梁、半无限长梁）看课本61页
第四章地下建筑结构的计算法
按照多年来地下建筑结构设计的实践，我用的设计法似可分属以下四种设计模
型：
一、荷载结构模型
二、地层结构模型
三、经验类比模型
四、收敛限制模型
第五章不考
第六章浅埋式结构
1.浅埋式结构：
w
..
定义：
是指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件（H土≤（2~2.5）h1，
h1为压力拱高）或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。
分类：
直墙拱形结构、矩形框架结构、梁板式结构、或者是上述形式的组合
2.决定深（浅）埋式结构的因素：
建筑物的使用要求、环境条件、地质条件、
防护等级以及施工能力等。
埋设在土层中的建筑物，按其埋置深、浅可划分为深埋式结构和浅埋式结构。
3.直墙拱形结构的拱形部分按照其轴线形状可以分为：
半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式
4.矩形闭合框架结构的计算包括三面的容，即：
荷载计算、力计算、截面设计
第七章附建式地下结构
1.附建式结构：
定义：
修筑于坚固的建筑物下的地下室结构优越性
（1）节省建设用地，这对大城市区尤为重要；
（2）便于平战结合；
（3）人员和设备容易在战时迅速转入地下；
（4）增强上层建筑的抗地震能力，在地震时防空地下室可作为避震室；
（5）上层建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮（炸）弹有一定的防护作用；防空地下室的造价比单建式的要低；
（6）便于施工管理，采用新技术，保证工程质量，同时也便于维护。
2.口部结构：
w
..
定义：
防空地下室的口部，是整个建筑物的一个重要部分。
在战时它比较容易
被摧毁，造成口不得堵塞，影响整个工事的使用和人员的安全。
（逃生用途）
分类：
室出入口（阶梯式、竖井式）、室外出入口（阶梯式、竖井式）、通风采
光洞
第八章沉井与沉箱结构
1.沉井（沉箱）结构
定义：
不同断面形状（如圆形、矩形、多边形等）的井筒或箱体，按边排土边
下沉的式使其沉入地下，即沉井或沉箱。
沉井也称为开口沉箱，沉箱也称为闭
口沉箱。
由于闭口
沉箱下沉施工时采用压气排水的施工法，故通常称其为压气沉箱。
应用场合：
在市政工程中，沉井（沉箱）常用于桥梁墩台基础、取水构筑物、排
水泵站、大型排水窨井、盾构或顶管的工作井等工程。
沉井（沉箱）结构的特点：
（1）躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性能好，部空间可有效利用；
（2）施工场地占地面积较小，可靠性良好；
（3）适用土质围广（淤泥土、砂土、黏土、砂砾等土层均可施工）；
（4）施工深度大；
（5）施工时围土体变形较小，因此对邻近建筑（构筑）物的影响小，适合近接施工，尤其是压气沉箱施工法对围地层沉降造成的影响极小，目前在日本已有离开箱体边缘30cm以外的地层无沉降的压气沉箱施工实例；
w
..
（6）具有良好的抗震性能。
沉井的类型：
按照其构造形式可分为：
连续沉井（多用于隧道工程井）
单独沉井（多用于工业、民防地下建筑）
按平面形状：
圆形沉井、矩形沉井、形沉井、多边形沉井
2.课本171页图8-2连续沉井图8-4沉井构造要记
3.沉井结构施工时，必须要有足够的强度和刚度。
4.下沉系数和什么有关系？
P176公式
5.沉箱结构定义：
见1
施工法：
压气沉箱施工法是在沉箱结构的最下端设置一个高刚度、高强度的
气密性工作室。
为了防止地下水渗入工作室，保证施工能够在无水环境下进行，
通过气压自动调节装置向工作室注入压缩空气，保持刃脚处工作室气压与地下水
压平衡。
工作人员可以在无水环境的工作室挖土排土，破坏力的平衡促使沉箱下
沉。
按照设计，重复地上或施工栈台上箱体分段浇筑、工作室挖排土、箱体在自
w
..
身重力及上部附加荷载等作用下下沉。
下沉到指定深度后，进行持力层载荷实验，
最后在底部工作室填筑砼构成底板。
第九章地下连续墙结构
1.地下连续墙
定义：
利用各种挖槽机械（如水平多轴铣槽机），借助于泥浆的护壁作用，在
地下挖出窄而深的沟槽，并在其浇注适当的
升级会员 