地下建筑结构
地下建筑名词解释[指南]
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1、半衬砌结构：在坚硬岩层中，若侧壁无坍塌危险，仅顶部岩石可能有局部滑落时，可仅施作顶部衬砌，不作边墙，只喷一层不小于20mm厚的水泥砂浆护面，即半衬砌结构。
厚拱薄墙衬砌结构：在中硬岩层中，拱顶所受的力可通过拱脚大部分传给岩体，充分利用岩石的强度，使边墙所受的力大为减少，从而减少边墙的厚度，形成厚拱薄墙结构。
直墙拱形衬砌结构：在一般或较差岩层中的隧道结构，通常是拱顶与边墙浇在一起，形成一个整体结构，即直墙拱形衬砌结构，广泛应用的隧道结构形式。
0曲墙衬砌结构：在很差的岩层中，岩体松散破碎且易于坍塌，衬砌结构一般由拱圈、曲线形侧墙和仰拱底板组成，形成曲墙衬砌结构。
0复合衬砌结构：复合支护结构一般认为围岩具有自支承能力，支护的作用首先是加固和稳定围岩，使围岩的自承能力可充分发挥，从而可允许围岩发生一定的变形和由此减薄支护结构的厚度。
02、根据半衬砌结构的特点和受力特征，其内力计算的基本假定如下：0（1）半衬砌结构的墙与拱脚基本上互不联系，故拱圈对薄墙影响很小；（2）拱脚处的约束既非铰结，亦非完全刚性固定，而是介于两者之间的“弹性固定”，即只能产生转动和沿拱轴切线方向的位移，且岩层将随拱脚一起变形，并服从E.Winkler假设；（3）半衬砌结构在各种垂直荷载作用下，拱圈的绝大部分位于脱离区，因此，可不计弹性抗力的影响；（4）半衬砌结构，实际上是一个空间结构，但由于其纵向较之其跨度方向大的多，受力特征符合平截面假设，计算时按平面应变问题处理。
03、、直墙拱结构计算时基本假定：0（1）直墙拱结构是一个空间结构，但其纵向长度远大于其跨度，可按平面应变问题处理。
（2）拱圈与边墙整体连接，地层压力、结构自重等以梯形分布，拱圈抗力区假定为二次抛物线规律或不考虑（回填不密实时）；（3）边墙视为弹性地基梁，弹性抗力按局部变形理论确定；（4）墙底与基岩间的摩擦力足够大，克服剪力作用，不产生水平位移，因此，边墙可视为绝对刚性的地基梁；（5）实际工程中边墙与底板通常分别浇筑，计算中不予考虑。
地下建筑结构 要点
变形缝的构造方式主要分三类:嵌缝式、贴附式、埋入式。
附建式地下结构构的特点：节省设用地和投资；平战结合，人员和设备迅速转入地；增强上层建筑的抗地震能力；上层建筑对战时武器的防护作用；防空地下室的造价比单建式式防空地下室要低；结合基本建设同时施工，便于施工管理，使用过程中的维护。上层建筑遭到破坏时容易造成出入口的堵塞、引起火灾等次生灾害。
大量性地下室底板的荷载组合（1）底板核爆炸动载，常化为等效效静载；（2）上部建筑自重的一半（3）顶板传来的静载，包括顶板板自重、覆土重、战时不拆迁的固定设备。（4）墙重。底板自重不应计入。
沉井的类型：1隧道连续沉井长度高度刚度2平战结合用的人防工事沉井
沉井的构造：井壁(侧壁)；刃脚；内隔墙；封底和顶盖板，底梁和框架。井壁厚度主要决定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性质。纵断面形状有上下等厚的直墙形、阶梯形。内隔墙作用：增加沉井刚度并减小井壁跨径。同时又把整个沉井分区(取土井)，使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于沉井偏斜时的纠偏。底梁的设置还可防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底
沉井抽承垫木计算两点“定位垫木”三支点；抽承垫木的顺序多数是：先抽四角，再抽跨中，并不断扩大抽拆范围，最后抽除定位垫木。
水下封底混凝土的厚度，应根据抗浮和强度两个条件确定
压气沉箱结构主要采用圆形、长方形等截面形式。一般由侧壁、隔墙、顶板、刃脚、吊桁、工作室顶板、内部充填混凝土、胸墙和止水壁等构成。
地下连续墙优点1.可减少对环境的影响。振动少，噪声低；对沉降及变位较易控制；
附建式地下结构选型依据：上部地面建筑的类型；战时防护能力的要求；地质及水文地质条件；战时与平时使用的要求；建筑材料的供应情况；施工条件。
《地下建筑结构》课件
地下水库的工程实例
总结词
地质条件复杂、防渗性能要求高、环境保护 意识强
详细描述
地下水库通常位于地质条件复杂的地区，结 构设计需充分考虑地质勘察和地基处理。由 于水库蓄水后对防渗性能要求极高，结构设 计需采用可靠的防渗措施。此外，地下水库 的建设应充分考虑环境保护，避免对周边生
在地下建筑结构设计中，应注重环保和节 能，采用绿色建材和节能技术，降低能耗 和环境负荷。
地下建筑结构形式与选型
结构形式
根据地下建筑的使用功能、地质 条件和施工方法等因素，选择合 适的结构形式，如框架结构、拱 形结构、板墙结构等。
结构材料
根据地下建筑的结构形式和使用 环境，选择合适的建筑材料，如 混凝土、钢材等，并考虑材料的 强度、耐久性和经济性等因素。
地铁车站通常位于城市中心区域，地质条 件复杂，需要充分考虑地质勘察和地基处 理。同时，地铁车站作为公共交通枢纽， 对安全性要求极高，结构设计需满足抗震 、抗爆等要求。此外，地铁车站通常为大 跨度结构，以满足大量人流的集散需求。
大型商业综合体的地下结构设计实例
总结词
多功能性、人流量大、空间需求多样
详细描述
地下建筑的类型与用途
总结词
地下建筑的类型多样，包括地下交通设施、地下公共设施、地下居住设施等，用途广泛。
详细描述
地下建筑的类型非常多样，常见的有地铁、隧道、地下室等。这些不同类型的地下建筑用途广泛，例如地铁用于 城市交通，地下室可用于储藏或居住，隧道可用于交通或输水等。此外，还有一些特殊的地下建筑结构，如地下 核电站、地下水库等。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握地下建筑结构的基本概念、分类及其应用场景。
2. 学生能够理解地下建筑结构的主要受力特点及影响因素。
3. 学生能够掌握地下建筑结构设计的基本原则和方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的受力情况，并进行简单计算。
2. 学生能够运用地下建筑结构设计原则，设计出合理的地下建筑结构方案。
3. 学生能够通过实际案例，分析地下建筑结构在设计、施工和运维过程中的问题及解决方法。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到地下建筑结构在我国城市化进程中的重要作用，增强对地下空间利用的认识。
2. 学生能够培养对地下建筑结构设计和施工的严谨态度，提高职业素养。
3. 学生能够关注地下建筑结构领域的最新发展，激发对科学研究的兴趣。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生了解地下建筑结构的基本知识，提高解决实际问题的能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，但对地下建筑结构知识了解较少。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用案例分析、小组讨论等形式，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面达到上述目标，为未来进一步学习相关领域知识打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材《土木工程基础》中关于地下建筑结构的相关章节进行组织。
1. 地下建筑结构基本概念- 地下空间利用及分类- 地下建筑结构的特点及优势2. 地下建筑结构受力特点- 地下建筑结构受力分析- 影响受力特点的因素3. 地下建筑结构设计原则与方法- 设计原则与要求- 结构设计计算方法4. 地下建筑结构施工与运维- 施工技术及工艺- 运维管理及注意事项5. 案例分析- 著名地下建筑结构案例介绍- 案例中存在的问题及解决方法教学进度安排：第一课时：地下建筑结构基本概念第二课时：地下建筑结构受力特点第三课时：地下建筑结构设计原则与方法第四课时：地下建筑结构施工与运维第五课时：案例分析及讨论教学内容科学性和系统性：本章节内容涵盖了地下建筑结构的各个方面，从基本概念、受力特点、设计原则、施工与运维等方面进行系统讲解，确保学生全面掌握地下建筑结构相关知识。
地下建筑结构考试重点整理
地下建筑机构复习第一章衬砌结构的作用：承重和围护。
结构形式影响因素：受力条件、使用要求、施工方案。
结构形式：浅埋式结构、附建式结构、沉井结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、桥梁基础结构、其他结构。
拱形结构的优点：1.地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。
因此，拱形结构就受力性能而言比平顶结构好。
2.拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。
3.拱主要是承压结构。
适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料构筑。
材料造价低，耐久性良好，易维护。
地下建筑与地面建筑结构的区别：1.计算理论、设计和施工方法。
2.地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。
3.地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。
岩石地下建筑结构形式（一）拱形结构：1．贴壁式拱形结构：（1）半衬砌结构（2）厚拱薄墙衬砌结构（3）直墙拱形衬砌（4）曲墙拱形衬砌结构2．离壁式拱形衬砌结构（二）喷锚结构（三）穹顶结构（四）连拱隧道结构（五）复合衬砌结构第二章荷载种类：静荷载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。
动荷载：原子武器和常规武器的爆破冲击波；地震波作用下的动荷载。
活荷载：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变化。
其他荷载：混凝土收缩、温度变化、结构沉降、装配误差等。
按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类：永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载。
软土地区浅埋地下工程采用“土柱理论”进行计算。
第三章弹性地基梁与普通梁的区别：1.超静定的次数是有限，还是无限。
2.普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形；弹性地基梁必须同时考虑地基的变形。
第四章国际隧协认为可将其归纳为以下四种模型：1.以参照已往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法；2.以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法，例如以洞周位移量测值为根据的收敛—限制法；3.作用—反作用模型，例如对弹性地基圆环和弹性地基框架建立的计算法等；4.连续介质模型，包括解析法和数值法，解析法中有封闭解，也有近似解，数值计算法目前主要是有限单元法。
地下建筑结构
1、地下建筑结构，即埋置于底层内部的结构。
2、衬砌结构主要是起承重和围护两方面的作用。
3、地下建筑结构的形式主要由使用功能，地址条件和施工技术等因素确定。
4、荷载分类：静荷载，动荷载，活荷载。
5、初始应力场一般包括自重应力场和构造应力场。
6、弹性地基梁计算模型：局部弹性地基模型，半无限体弹性地基模型。
7、α为弹性特征系数，反映了地基梁与地基的相对刚度。
8、弹性地基梁分类：短梁、长梁、刚性梁。
9、荷载—结构模型的设计原理，是认为隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受底层压力等荷载的作用。
10、地层结构法的设计原理，是将衬砌和地层视为整体共同受力的统一体系，在满足变形协调条件的前提下分别计算衬砌与地层的内力，据以验算地层的稳定性和进行结构截面设计。
11、结构应满足的功能要求：安全可靠要求，适用性要求，耐久性要求。
12、结构的功能函数与极限状态函数：Z ＝g(R,S)=R-S; Z=0 结构处于极限状态。
13、可靠度尺度有三种：可靠概Ps 、失效概率Pf 、可靠度指标β。
14、所有的静定结构的失效分析均可采用串联模型。
15、超静定结构的失效可用并联模型表示。
16、浅埋式结构：直墙拱形结构，矩形框架结构，梁板式结构。
17、在地下水位较高或防护等级要求较高的工程中，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢筋混凝土结构。
18、受力钢筋的保护层最小厚度比地面结构增加5～10mm 。
19、变形缝的构造方式：嵌缝式，贴附式，埋入式。
20、单向板梁结构：L2/L1>2 。
双向板：L2/L1<=2 。
21、口部结构：室内出入口（多采用阶梯式），室外出入口（地面建筑倒塌范围外），通风采光洞。
22、沉井类型：隧道连续沉井，平战结合用的人防工事沉井。
23、沉井组成：井壁，刃脚（减少下沉阻力），内隔墙（增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径），封底和顶盖板（防止地下水渗入井内），底梁和框架。
地下建筑结构重点
地下建筑结构复习（地下空间 2 班）一1、地下建筑：修建在土层和岩层中的各种工程建筑物地下建筑结构：指埋置于地层内部的结构，包括衬砌结构和内部结构根据所处周围介质不同，地下建筑结构可分为三大类：a 岩层地下建筑结构（岩石地下建筑结构）：它是指修建在岩层（岩石）中的地下建筑结构物。
b 土层地下建筑结构：它是指修建在土层中的地下建筑结构物。
c 水下地下建筑结构：它是指修建在水底下的结构物。
2、衬砌：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），然后沿洞室周边修建永久性支护结构——即衬砌（与岩、土层直接接触的结构）作用：承重和围护作用3、地下建筑结构的横断面形状矩形结构：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，截面内弯矩为零，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。
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。
4、地下建筑结构分类①浅埋式结构②隧道式结构③ 沉井（沉箱）结构④盾构法管片结构⑤地下连续墙结构⑥顶管结构⑦锚喷支护结构⑧矿山井壁结构⑨沉管结构5、地下建筑结构设计P5二1、荷载种类：永久荷载，又称静载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。
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。
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。
最不利的荷载组合一般有以下几种情况：①静载② 静载+活载③静载+动载（原子爆炸动载、炮（炸）弹动载）2、荷载确定方法：使用规范，设计标准3、土压力计算土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。
土压力分类：①静止土压力：挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力②主动土压：力在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力③被动土压力：在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力4、经典土压力理论：库伦土压力理论，朗肯土压力理论朗肯土压力基本理论： 1.挡土墙背垂直、光滑 2. 填土表面水平 3. 墙体为刚性体库仑土压力基本假定： 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，本身无变形朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题朗肯土压力理论基于土单元体的应力极限平衡条件建立的，采用墙背竖直、光滑、填土表面水平的假定，与实际情况存在误差，主动土压力偏大，被动土压力偏小库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件建立的，采用破坏面为平面的假定，与实际情况存在一定差距（尤其是当墙背与填土间摩擦角较大时）5、围岩压力计算1）围岩压力的概念：指位于地下结构周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。
地下空间结构
地下工程结构第一章绪论1简述地下建筑结构的概念及形式：地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。
包括衬砌结构和内部结构两部分。
衬砌结构主要起承重和围护作用地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。
根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。
土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井（沉箱）结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。
岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。
2.地下建筑结构的工程特点：①建筑结构替代了原来的地层（承载作用）②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应。
3.地下建筑地上建筑结构地上建筑区别：计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂，因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。
第二章地下建筑结构的荷载1.地下建筑荷载分哪几类：按其存在的状态，可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量，吊车荷载）、其他荷载。
2.土压力可分为几种形式？其大小关系如何？土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea、被动土压力Ep，则Ep>E0>Ea3.简述围岩压力的概念及影响因素：围岩压力就是指位于地下结构周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。
分为松散、膨胀、变形、冲击围岩压力。
影响围岩压力的因素很多，主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关。
其中岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征。
4.简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关？地下建筑结构除承受主动荷载作用外（如围岩压力、结构自重等），还承受一种被动荷载，即地层的弹性抗力。
地下建筑结构
地下建筑结构三、简答题1．简述地下建筑的类型。
①按使用功能分类：工业建筑、民用建筑、交通建筑、水工建筑、矿山建筑、军事建筑、公用和服务性建筑。
②按所处的地质条件和建筑方式分类:岩石中的地下建筑、土层中的地下建筑。
③按适应称谓分类：单建式地下建筑、附建式地下建筑。
④按埋置深度分类：深埋地下建筑、浅埋地下建筑。
2．与地面建筑相比，地下建筑具有哪些特点？（1）自然防护力强；（2）受外界条件阻碍小；（3）受地质条件阻碍大；（3）需要通风、防排水、防潮、防噪声和照明等处理；（4）施工条件专门.3．简述地下结构的要紧形式地下结构的要紧形式有：（1）拱形结构包括有：A.半衬砌、B.厚拱薄墙衬砌、C.直墙拱顶衬砌、D.曲墙拱顶衬砌、E.离臂式衬砌、F.装配式衬砌、G.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)开式结构4．地下结构设计理论的进展能够划分为哪几个时期？各有什么特点？（1）刚性结构时期特点是那个时期的地下建筑物大差不多上用砖石等材料砌筑的拱形圬工结构，这类材料的抗拉强度专门低，为了保持结构的稳固，其截面尺寸通常专门大，结构受力后的弹性变形专门小。
刚性设计方法只考虑衬砌承担其围岩土所施加的荷载，没有考虑围岩自身的承载能力，也不计围岩对衬砌变形的约束和由此产生的围岩被动抗力，在一样情形下设计出的衬砌厚度偏大。
（2）弹性结构时期特点是现在期进展到了按共同变形理论运算地下结构，其优点在于它是以地层的物理力学特点为依据，并考虑了各部分地层沉陷的相互阻碍，在理论上比局部变形理论有所改进。
（3）连续介质时期特点是用连续介质理论较好地反映了支护与围岩的共同作用，符合地下结构的力学原理。
（4）现代支护理论时期特点是现在期进展到了喷射混凝土和锚杆被用于隧道支护，也兴起了一整套新奥地利隧道设计方法。
用新奥法设计的支护差不多上柔性的，能较好地适应围岩的变形。
地下建筑结构课程设计精选全文
可编辑修改精选全文完整版1 二次衬砌内力计算1.1基本资料结构断面图如图1所示。
围岩级别为V 级，容重3/18m kN =γ,围岩的弹性抗力系620.1510/K kN m =⨯，衬砌材料为C45混凝土，弹性模量为Kpa E 71035.3⨯=容重3/25m KN =γ图1.1 结构断面图2.计算作用在衬砌结构上的主动荷载 2.1隧道深浅埋的确定坍落拱高度按下式计算：[])5(1245.01-+⨯⨯=-t s qB i hⅤ级围岩，s=5；B>5，i=0.1[]m h q 299.14)586.14(1.01245.04=-⨯+⨯⨯=浅埋隧道分界深度：m h H q P 748.355.2=⨯=因为m H m H m h p q748.3534299.14=<=<=，所以是浅埋隧道2.2竖直和水平荷载垂直力：取00246.0,40,86.14,34=====g g t m B m Hφθφ744.2445.0839.0839.0)1704.0(839.0tan tan tan )1(tan tan tan 2=-⨯++=-++=θφφφφβg gg g[]283.0tan tan )tan (tan tan 1tan tan tan =+-+-=θφθφββφβλg g gm kN B H H q t /567.435)445.0283.086.14341(3418)tan 1(=⨯⨯-⨯⨯=⨯⨯-⨯=θλγ水平力：mkN H e /196.173283.034181=⨯⨯==λγ()m kN h e /094.238283.03474.12182=⨯+⨯==λγ()()m kN e e e /645.205094.238196.173212121=+⨯=+⨯=3.半拱轴线长度3.1衬砌的几何尺寸内轮廓线半径：m r m r 5.265.621==，内径21r r ，所画圆曲线端点截面与竖直轴线的夹角：0201140,109==ϕϕ拱顶截面厚度：m d 5.00=， 拱底截面厚度：m d n 6.0=。
-地下建筑结构总复习
-地下建筑结构总复习第1章绪论1. 地下建筑结构：在地下开挖出的空间中修建的建筑物。
2.衬砌：与土层接触的永久性支护结构，起承重、维护作用。
3.地下建筑结构的初步设计内容：（1）工程等级和要求，以及静、动载标准的确定；（2）确定埋置深度与施工方法；（3）初步设计荷载值；（4）选择建筑材料；（5）选定结构形式和布置；（6）估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度主要尺寸；（7）绘制初步设计结构图；（8）估算工程材料数量及财务概算。
技术设计内容：（1）计算荷载：求出作用在结构上的各种荷载值；（2）计算简图：拟定出恰当的计算图式；（3）内力分析：得出控制截面的内力；（4）内力组合：求出各控制截面的最大设计内力值；（5）配筋设计：得出受力钢筋，确定分布钢筋与架立钢筋；（6）绘制结构施工详图：结构平面图，结构构件配筋图，节点详图，内部设备的预埋件图；（7）材料，工程数量和工程财务预算。
第2章地下结构的荷载1.主动土压力：当挡土结构在土压力作用下，背后填土处于挤压平衡状态，则作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力，并用P a 表示。
2.被冻土压力：当挡土结构在土压力作用下，结构发生背离填土的变形和任何位移（移动和转动）时，则作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力，并用P p 表示。
3.静止土压力：当挡土结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移（移动和转动）时，背后填土处于弹性平衡状态，则作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力，并用P 0表示。
4.围岩压力：位于地下结构周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。
5.普氏压力拱理论：6.地层弹性抗力：结构变形使土体被动受力时，土对结构的产生的反作用力。
决定于结构的变形和地层的物理力学性质。
7.水土压力计算方法：郎肯土压力计算公式考虑地下水时水土压力计算方法、计算图式8.（了解）按松散体理论对浅埋结构与深埋结构的划分9.（了解）浅埋结构和深埋结构垂直围岩压力的计算方法10.土层弹性抗力的计算理论：局部变形理论要点：假设土体表面任一点的压力强度与该点的沉降成正比。
地下建筑结构习题
地下建筑结构习题一、绪论1、地下建筑结构:埋置于地层内部的结构。
2、地下建筑结构的作用：1）承重：承受岩土压力、结构自重以及其他荷载的作用。
2）围护：防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。
3、地下建筑结构的设计原则：安全适用、技术先进、经济合理。
4、地下建筑结构的设计两阶段：初步设计、技术设计（包括施工图）。
5、初步设计：在满足使用要求下，解决设计方案技术上的可行性与经济上的合理性，并提出投资、材料、施工等指标。
6、技术设计：解决结构的承载力、刚度和稳定、抗裂性等问题，并提供施工时结构各部件的具体细节尺寸及连接大样。
7、地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。
8、确定地下建筑结构形式的因素：1）控制因素——受力条件：在一定地质条件下的围岩压力、水土压力和一定的爆炸与地震等动载下求出最合理和经济的结构形式。
2）制约因素——使用要求：地下建筑物必须考虑使用要求。
3）重要因素——施工方案：在地质条件和使用条件相同情况下，施工方法不同其采取的结构形式也不同。
2、衬砌结构的荷载1、围岩压力：是指位于地下结构周围岩土体发生变形或破坏，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。
是作用在地下结构的主要荷载。
2、围岩压力的影响因素①围岩的结构；②围岩的强度；③地下水的作用；④洞室的尺寸与形状；⑤支护的类型和刚度；⑥施工方法；⑦洞室的埋置深度；⑧支护时间；⑨其他因素3、地下结构与地面结构区别：（1）地下结构存在地层弹性抗力，其变形受到地层的约束；而地面结构的变形不受介质约束；（2）地下结构存在地层弹性抗力，结构的受力条件得以改善，其承载力有所增加4、初始地应力由自重应力和构造应力两部分组成。
5、局部变形理论：弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷， E.Winkler 假设:CT =k S式中：C—岩土体的弹性抗力强度，kPa;k—岩土体的弹性抗力系数，kN/m 3；S —岩土体计算点的位移值，m。
地下建筑结构基本知识
地下建筑结构基本知识1.1地下建筑的类型1)按使用功能分类：(1)工业建筑（2）民用建筑（3）交通建筑（4)水工建筑（5）矿山建筑(6）军事建筑(7)公用和服务性建筑2）按所处的地质条件和建造方式分类：（1)岩石中的地下建筑(2）土层中的地下建筑3）按习惯称谓分类：单建式地下建筑;附建式地下建筑.4)按埋置深度分类:(1）当h/b≥a时为深埋地下建筑。
（2）当h/b〈a时为浅埋地下建筑。
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面均属拱形，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计内容包括横向结构设计、纵向结构设计和出入口设计.1。
横向结构设计计算时通常沿纵向截取1m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面结构按平面应变进行分析。
横向结构设计主要分荷载确定、计算简图、内力分析、截面设计和施工图绘制等几个步骤.2.纵向结构设计特别是在软土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，确定沉降缝的设置位置。
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。
地下结构设计与计算应遵循的原则：1.遵守设计规范和规程2.确定合理的设计标准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。
地下建筑结构
地下建筑结构－绪论（二）地下建筑结构的作用地下建筑结构，即埋置于地层内部的结构。
修建地下建筑物时，首先按照使用要求在地层中挖掘洞室，然后沿洞室周边修建永久性支护结构——即衬砌结构。
而内部结构与地面建筑的设计基本相同作用：衬砌结构主要是起承重和围护两方面的作用。
承重，即承受岩土体压力、结构自重以及其它荷载的作用；围护，即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。
地下建筑与地面建筑结构的区别（1）计算理论、设计和施工方法（2）地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。
（3）地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。
所以，在地下建筑结构设计中除了要计算因素多变的岩土体压力之外，还要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。
这一点乃是地下建筑结构在计算理论上与地面建筑结构最主要的差别。
（三）地下建筑结构的型式结构型式首先由受力条件来控制，即在一定地质的围岩压力、水土压力和一定的爆炸与地震等动载下求出最合理和经济的结构型式；其次由地下建筑的功能要求和施工技术要求等确定。
主要有：地下建筑结构的几种形式土层地下建筑结构型式（一）浅埋式结构：平面成方形或长方形，当顶板做成平顶时，常用梁板式结构。
地下指挥所可以采用平面呈条形的单跨或多跨结构。
为节省材料，顶部可做成拱形；如一般一人员掩蔽部常做成直墙拱形结构；如平面为条形的地铁等大中型结构，常做成矩形框架结构。
（二）附建式结构：是房屋下面的地下室，一般有承重的外墙、内墙（地下室作为大厅用时则为内柱）和板式或梁板式顶底板结构。
（三）沉井结构：沉井施工时需要在沉井底部挖土，顶部出土，故施工时沉井为一开口的井筒结构，水平断面一般做成方形，也有圆形，可以单孔也可以多孔，沉毕后再做底顶板。
（四）地下连续墙结构：先建造两条连续墙，然后在中间挖土，修建底板、顶板和中间楼层。
（五）盾构结构：盾构推进时，以圆形为最宜，故常采用装配式圆形衬砌，也有做成方形和半圆形的。
6附建式地下结构
6.3.2 内力计算与截面设计方法
6.3.2.1 内力计算方法 对承受核爆荷载的附建式地下结构，一般采用等效
静载法计算结构内力。 采用等效静载法计算结构内力时，先将复杂的结构
分解为独立的基本结构或构件，分别计算出等效静 载，然后按静载作用下结构内力的计算方法求解设 计内力。
6.3.2.2 截面设计方法 防护结构设计的现行设计规范也是采用以概率论为基
目前，我国防空地下室的主要结构形式有以下几种： 1．梁板式结构 2．板柱结构 3．箱形结构 4．框架结构 5．拱壳结构 6．外墙内框、墙板结构
梁板式结构
板柱结构
箱形结构
3 附建式地下结构的设计要点
6.3.1 荷载组合 两种荷载组合：①常规武器爆炸动荷载的等效静载 与静荷载的组合；②核爆炸压缩波动荷载的等效静 载与静荷载的组合。 甲类防空地下室结构应按照上述两种荷载组合，乙 类防空地下室结构应按照第①种荷载组合，并应取 各自的最不利的效应组合进行设计。
6.1 概述
6.1.1 附建式地下结构的概念与特点 附建式与单建式(独立修建的地下人防工事)相对应，狭义。 附建式地下结构是指具有预定战时防空功能的附属于较坚固
的建筑物的地下室结构， 又称“防空地下室”或“附建式人 防工事”。 在工程实践中大量的附建式地下建筑是与上部地面建筑同时 设计、施工的地下室，一般采用平战结合方式，既可平时作 为地下停车库、商场、设备间等，也可战时作为人防工事。
附建式地下结构不仅承受上部结构传来的静荷载，而且 在战时承受核武器或常规武器爆炸产生的动荷载。
防空地下室的结构设计特点：
按平战结合方式建设的防空地下室，结构设计应同时满 足平时和战时两种不同荷载效应组合的要求；
在动荷载作用下，防空地下室的钢筋混凝土结构构件， 可按弹塑性工作阶段进行设计。
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历史
灌注桩由最早的100多年前的1893年，因为工业的发展以及人口的增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。
于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。
于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。
当然，在我国，钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。
钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩，也有的为部分挤土桩
定义
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。
钻孔桩成孔的方法可分为冲击钻孔、回转钻孔和旋挖钻孔。
施工中常用的钻机为冲击钻机、回转钻机和旋挖钻机
钻孔灌注桩桩基础的特点
1、桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）
2、桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。
3、凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。
4、桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而可确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。
桩基础设计原则：在天然地基无法满足上部荷载要求，且经过简单人工处理也无法满足的情况下，采用桩基础，利用桩身把荷载力传送到更深的能满足承载要求的地层中去，桩基础是承台、桩间土、桩端持力层共同受力。
钻孔灌注桩是在地质条件复杂、持力层埋藏深、地下水位高等不利于人工挖孔及别的工艺成孔的情况下，比较好的工艺选择。
钻机的适用范围
冲击钻机主要适用于卵（漂）石土、岩层中钻孔。
其主要机具设备大致分为两类：一类为冲击钻机整套设备，本身配有钻架、起吊及冲击等设备；另一类为由带有离合器的双筒卷扬机组成的简易冲击钻具，其钻架由简易杆件组成。
按照泥浆的循环方式，冲击钻又可分为冲击正循环钻和冲击反循环钻。
回转钻孔可分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔。
其特点是泥浆循环方式不同，压入泥浆为正循环，抽吸泥浆为反循环。
正循环适用于黏土，粉土，细、中、粗砂等各类土层；反循环适用于黏性土、砂性土、砂卵
石和风化岩层，但卵石粒径不得超过钻杆内径的2/3，且含量不大于20%。
旋挖钻机适用于砂性土、砂卵石和风化岩层。
施工方法
施工方法
钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
泥浆护壁施工法
冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。
该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
施工顺序：
(1)施工准备
施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
(2)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。
对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。
钻机位置的偏差不大于2cm。
对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(3)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。
当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。
护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。
护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。
一般常用钢护筒。
(4)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。
具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。
调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
(5)钻孔
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。
在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。
采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。
所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。
钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
(6)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。
为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。
在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。
对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。
对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。
清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。
通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。
其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。
其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
(7)灌注水下混凝土
清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。
全套管施工法
全套管施工法的施工顺序。
其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。
压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。
因此应该随时用水准仪及铅垂校核其垂直度。
施工特点
1、与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多；
2、能建造比预制桩的直径大的多的桩；[1]
3、在各种地基上均可使用；
4、施工质量的好坏对桩的承载力影响很大；
5、因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量较难控制.[1]
6、费工费时，成孔速度慢，泥渣污染环境；
成孔时注意的问题
（1）塌孔
预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。
在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。
地下水位过高，应升高护筒，加大水头。
地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。
孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。
（2）缩径
预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。
易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。
对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
（3）桩孔偏斜
预防措施：保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。
钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。
在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。
对地下障碍进行预先处理干净。
对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。
钻孔灌注桩的成孔方法，适用范围及泥浆的作用
成孔方法土层孔径（mm) 孔深(m) 泥浆作用
正循环回转钻黏性土，粉砂，细
中粗砂，含少量砾
石，卵石（含量少
于20%）的土软岩
800-2500 30-100 悬浮钻渣并护壁
反循环回转钻黏性土，砂类土，
含少量砾石，卵石
（含量少于20%，
粒径小于钻杆内
径2/3）的土800-3000 用真空泵小于35，
用空气吸泥机可
达65，用气举式可
达120。
护壁[2]。