第6章 浅埋式结构
《浅埋式结构》课件
根据抗震设计规范，对结构的抗震性能进行验算 ，确保结构在地震作用下的安全性。
抗震加固措施
对于不满足抗震要求的结构，采取相应的加固措 施，提高其抗震能力。
03
浅埋式结构的施工方法
施工前的准备
现场勘查
对施工区域进行实地勘察，了解地形、地质、水文等条件，为后 续施工提供基础数据。
设计交底
与设计单位进行充分沟通，明确施工要求、图纸和技术参数，确保 施工符合设计意图。
安全防护措施
在施工现场设置安全警示标志，配备安全防护设 施。
3
定期安全检查
定期对施工现场进行安全检查，及时发现并消除 安全隐患。
04
浅埋式结构的优缺点分析
优点分析
施工简便
浅埋式结构通常在地表或地下 浅层进行施工，不需要大规模 的挖掘和隧道建设，施工难度
相对较低。
节约成本
由于浅埋式结构的埋深较浅， 土方开挖量较小，可以降低工 程成本。
05
浅埋式结构案例分析
实际工程案例一：桥梁工程
总结词
大型桥梁工程
详细描述
该桥梁工程采用浅埋式桥墩，以减少对河床的干扰和保护生态环境。在施工过程 中，考虑到河流水位变化和冲刷作用，采取了相应的防护措施，确保桥墩的稳定 性和安全性。
实际工程案例二：某隧道工程
总结词
城市交通隧道
详细描述
在某城市交通隧道工程中，采用浅埋式结构，以减少对城市建筑和地面的影响。在施工过程中，针对 隧道穿越的不同地层和地下管线，采取了相应的施工方法和保护措施，确保隧道的施工安全和质量。
对环境影响小
浅埋式结构对地表生态环境的 破坏较小，有利于环境保护。
维护方便
浅埋式结构的维护相对容易， 因为它们通常暴露在地表或接 近地表的位置，便于日常检查
第六讲浅埋式结构详解
第六讲浅埋式结构一、概述浅埋式结构: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。
采用深或浅埋式的因素包括：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。
常采用明挖法施工，比较经济。
但在地面环境条件要求苛刻的地段，也可采用管幕法、箱涵顶进法等暗挖法施工。
结构形式：直墙拱、矩形框架和梁板式结构，或者是上述型式的组合。
1. 直墙拱:在小型地下通道以及早期的人防工程中比较普遍，一般多用在跨度1.5～4m 左右的结构中。
墙体：砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。
拱型结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小。
拱顶部分按照其轴线形状又可分为：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式。
2. 矩形闭合框架随着地下结构跨度、复杂性的增加，以及对结构整体性、防水性要求的越来越高，混凝土矩形闭合结构运用得越来越广泛。
与其他结构相比，它有空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工的优点。
特别是车行立交地道、地铁通道、车站等最为适用。
结构型式有单跨、双跨或多跨；有时在车站部分还需做成多层多跨的型式。
○1单跨矩形闭合框架当跨度较小时（一般小于6m），可采用单跨矩形闭合框架。
○2双跨和多跨的矩形闭合框架当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成单跨或多跨。
为了改善通风条件和节约材料，中间隔墙还可开设孔洞，不但可改善通风，节约材料，而且也使结构轻巧、美观。
中间隔墙还可用梁、柱代替。
孔洞开设较大时，隔墙的作用即变成梁、柱的传力体系。
○3多层多跨的矩形闭合框架 主要运用于地下厂房(例如地下热电站)由于工艺要求必须做成多层多跨的结构。
地铁车站部分，为了达到换乘的目的，局部也做成双层多跨的结构。
顶板梁柱底板)a )a )b )b3. 梁板式结构顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙；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。
最新第六章地铁
三、现代地铁车站发展趋势
➢车站组成由单一功能向多功能 方向发展
修建地铁车站是为了解决城市客运交通问题，随着物质文化水平 提高，人们对交通环境提出了更高的要求，地铁车站向多功能方 向发展。如：斯德哥尔摩地铁车站等。
➢车站设备向高科技方向发展，设 施日趋完善
自动售检票系统、电力临近系统、环控、自动灭火系统现代化设施，对车站 建筑设计提出了更高的要求，使地铁车站向现代化和高科技方向发展。
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第一节 概述 一、地铁和轻轨车站特点及其分布
❖ 特点： ❖ 1. 需要处理的行李很少或没有。 ❖ 2. 旅客密度高，流量大，进出口的设计需要更快
速有效，站台一般与车厢地板同高。 ❖ 3. 列车间隔较短，因此不需要太多的等待候车空
间和设施。 ❖ 4. 需要设计或预留自动售、检票设施。 ❖ 5. 当设计为地下或高架型式时，要注意纵向流通
第六章地铁
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4
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北京地铁轻轨13号线立水桥站
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天安门东站
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韩国
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莫斯科地铁——克鲁泡特金站
车站采用浅色大理石建成，
地板采用灰色和玫瑰色花岗岩，
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廊柱内封闭式的照明给人一种梦幻的感觉。
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都灵地铁
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广州地铁屏蔽门
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❖ 第一节 概述 ❖ 第二节 地铁站点设计的工艺及计算 ❖ 第三节 地铁站点的平面布置
➢列车停站时间短
停站时间为20～30s。
➢与城市规划、市政部门关系密切
地铁路网、车站设置、土地使用都纳入城市规划布局。地铁用地范围内的拆迁、 管线改移等都应经过规划等部门的认可和同意，且相互密切配合，解决矛盾。 28
地下建筑结构复习提纲 -
第 1 章绪论1、地下建筑结构是修建在地层中的建筑物。
它可以分为两大类：一类是修建在土层中的；一类是修建在岩层中的；广义上讲，任何结构物都是修建在相应的介质中的2、地下建筑结构的作用（1）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（2）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。
3、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。
第 2 章地下建筑结构的荷载1、掌握地下建筑结构所承受的荷载类型及其组合原则。
按存在状态可分为：静荷载、动荷载和活荷载等静荷载：又称恒载。
是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载，如结构自重、岩土体压力和地下水压力等；动荷载：要求具有一定防护能力的地下建筑物，需考虑原子武器和常规武器（炸弹、火箭）爆炸冲击波压力荷载，这是瞬时作用的动荷载；在抗震区进行地下结构设计时，应计算地震波作用下的动荷载作用活荷载：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变化，如地下建筑物内部的楼地面荷载（人群物件和设备重量）、吊车荷载、落石荷载等。
地面附近的堆积物和车辆对地下结构作用的荷载以及施工安装过程中的临时性荷载其它荷载：使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上主要荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）受到约束而产生的内力；各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行最不利情况的组合。
地下建筑结构第06章浅埋式结构
6.2.2 内力计算
计算内力时， 首先要选择合理的计算简图并初步假设截面的尺寸
(一)计算简图
1.平面应变 2.中隔墙看作只承受轴力的二力杆
(二)截面选择
已 知 截 面
结构力学
截面验算
内 力 分 配
在进行内力计算之前，先根据以往的经验(参照已有的 类似的结构)或近似计算方法假定各个杆件的截面尺寸， 经内力计算后，再来验算所设截面是否合适。 否则，重复上述过程，直至所设截面合适为止。
q土 i hi kN m2
i
2．水压力
q水 whw kN m2
i
(一)顶板上的荷载
3．顶板自重
q d kN m 2
t
4. 顶板所受的特载为 q 顶 5．地面超载q
+q
总和
t q顶 q土 q水 q q顶 +q
t q顶 i hi whw d q顶 +q i
bij ij ij
ij iP biq
ij
框架基本结构在单位力作用下产生的位移(不包括底板) MiM j ij ds EJ xi bij ：底板按弹性地基梁在单位力 xi作用下算出的切口处 方向的位移；
：框架基本结构在外荷载作用下产生的位移 (不包括底板；) iP b：底板按弹性地基梁在外荷裁 q作用下算出的切口处 xi方向位移； iq
e
e
l
h
h
(三) 计算方法
弹性地基上平面框架的内力计算仍可采用结构力学 中的力法，只是需要将底板按弹性地基梁来考虑。 结构力学力法
x111 x212 x313 1P 0 x1 21 x2 22 x3 23 2 P 0 x x x 0 3P 1 31 2 32 3 33
地铁车站和区间隧道的设计和选型（推荐5篇）
地铁车站和区间隧道的设计和选型（推荐5篇）第一篇：地铁车站和区间隧道的设计和选型一、地铁车站的建筑设计地铁车站的分类1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式地铁车站建筑及平面布局2.1 地铁车站的组成地铁车站由车站主体（站台、站厅、生产、生活用房）、出入口及通道、通风道及地面通风厅等三大部分组成。
车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。
2.2 车站总体平面布置按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。
车站建筑设计 3.1 车站设计 3.1.1 设计原则（1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。
（2）车站一般宜设在直线上。
（3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。
（4）隔、吸声措施。
（5）无障碍通行。
3.1.2平剖面设计（1）车站规模确定。
确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。
（2）车站功能分析。
确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。
1（3）站厅设计。
主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。
（4）站台设计。
确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。
（5）主要房间布置。
包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。
（6）车站主要设施布置。
包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。
地下建筑结构复习
地下建筑结构复习第一章绪论1.1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;要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用;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;1.2简述地下建筑结构设计程序及内容:设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计主要内容:①工程等级和要求,以及静、动荷载标准的确定②确定埋置深度和施工方法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;技术细节主要内容:①计算荷载②计算简图③内力分析④内力组合⑤配筋设计⑥绘制结构施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算1.3地下建筑结构的优缺点有哪些:优点①被限定的视觉影响②地表面开放空间③有效的土地利用④有效的往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源利用的节省和气候控制⑥地下的季节湿度的差异⑧自然灾害的保护⑨市民防卫⑩安全⑾噪声和震动的隔离⑿维修管理缺点获得眺望和自然采光机会有限进入和往来的限制能源上的限制1.4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1.5地下建筑地下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2.1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,吊车荷载三大类2.2简述地下建筑荷载的计算原则:需进行最不利情况的组合,先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面内力,再进行最不利的内力组合,得出各设计控制截面的最大内力;2.3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>Ea2.4静止土压力是如何确定的:在挡土结构在土压力作用下,结构不发生变形和任何位移,背后填土处于弹性平衡状态,则作用于结构上的侧向土压力,称为静止土压力;静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解;2.5库仑理论的基本假设是什么并给出其一般土压力计算公式:基本假设:①挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土②挡土墙是刚性的且长度很长,属于平面应变问题③挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时,土体形成滑动碶体,滑裂面为通过墙踵的平面④墙顶处土体表面可以是水平的也可以是倾斜面,倾斜面与水平面的夹角为β角⑤在滑裂面和墙背面上的切向力分别满足极限平衡条件;P=γh^2K/22.6应用库仑理论如何确定黏性土中的土压力大小:库仑土压力理论是根据无黏性土的情况导出,没有考虑黏性土的黏聚力,因此,当挡土结构处于黏性土层时,应该考虑黏聚力的有利影响;在工程实践中可采用换算的等效内摩擦角来进行计算或在库仑理论基础上,考虑土的黏聚力作用可适用填土表面为一倾斜平面,其上作用有均布超载的一般情况;2.7简述朗肯土压力理论的基本假设:基本假定:①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面与土层之间的摩擦力挡土墙后填土的表面为水平面,土体向下和沿水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间挡土墙后填土处于极限平衡状态2.8如何计算分层土的土压力:采用凑合的方法,按转换成相应的当量土层,分两种情况①按第i层土的物理力学指标计算第i层的土压力②按第1－i层土的加权平均指标进行计算2.9考虑地下水时的水平压力如何计算的:水压力分算和水压力合算,对砂性土和粉土,可按水土分算原则进行,对黏性土可根据现场情况和工程经验,按水土分算或合算进行;水土分算是采用浮重度计算土压力,按静水压力计算水压力,然后两者相加即为总的侧压力;水土合算是采用土的饱和重度计算总的水、土压力;稳态渗流时水压力的计算2.10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;2.11简述围岩压力计算的两种理论方法二者有何区别:两种理论分别为①按松散体理论计算围岩压力,当地下结构上覆岩层较薄时;通常认为覆盖层全部岩体重量作用于地下结构;这时地下结构所受的围岩压力就是覆盖层岩石柱的重量;深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度,以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量,深埋结构的围岩压力是研究地下洞室上方一个局部范围内的压力现象部分岩体的稳定性,这部分岩体称为岩石拱,只有以下岩体重量对结构产生压力,称此为压力拱,为二次抛物曲线;水平围岩压力只对较松软的岩层才考虑;由于围岩隆起而对衬砌底板产生的作用力叫底部围岩压力②按弹塑性体理论计算围岩压力2.12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;岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,对这个反作用力习惯上称弹性抗力;弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形,还与地层的物理力学性质有着密切的关系;2.13如何确定弹性抗力:目前有两种理论,一种是局部变形理论,认为弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷;另一种是共同变形理论,即认为弹性地基上的一点外力,不仅引起该点发生沉陷,而且还会引起附近一定范围的地基沉陷2.14简述温克尔假定:假设认为地层的弹性抗力与结构变位成正比;2.15如何考虑初始地应力、释放荷载和开挖效应:初始地应力的确定对岩石地层,可分为自重地应力和狗找地应力两部分,而土层一般仅有自重地应力;围岩与支护间形变压力的传递,是一个随时间的推进而逐渐发展的过程;这类现象称时间效应;有限元分析中,形变压力常在计算过程中同时确定,而作为开挖效应的模拟,直接施加的荷载是在开挖边界上施加的释放荷载;释放荷载可有已知初始地应力或与前一步开挖相应的应力场确定;2.16分析新奥法和锚喷支护的联系和区别:新奥法和锚喷支护两者都可以增加围岩的稳定性,在地下工程中应用广泛;新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则;喷锚支护是指借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用根据地质情况也可分别单独采用加固岩层,分为临时性支护结构和永久性支护结构;喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护,也可以作为永久性支护;喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系,防止岩体松动、分离;2.17何如区分深浅埋:深浅埋隧道分界深度为2~2.5倍的塌方平均高度值；以隧道顶部覆盖层能否形成自然拱为原则第三章弹性地基梁理论3.1简述弹性地基梁两种计算模型的区别:第一种模型是局部弹性地基模型,是建立在温克尔假定前提下,把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧,没有反映地基的变形连续性,特别对于密实厚土层地基和整体岩石地基,将会引起较大误差,如果地基上部为较薄的土层,下部为坚硬岩石,结果比较满意;第二种模型是半无限体弹性地基模型,提出另一种假设:把地基看作一个均质、连续、弹性的半无限体,可把弹性力学结论做为计算基础;其中弹性假设没有反映土壤的非弹性性质,均质假设没有反映土壤的不均匀性,半无限体假设没有反映地基的分层特点;3.2简述弹性地基梁与普通梁的区别:①普通梁只在有限个支座处与基础相连,梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁是静定的或有限次超静定的结构;弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,也就是说弹性地基梁具有无穷多个支点和无穷多个未知反力;无穷多次超静定②普通梁的支座通常看作是刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形,而弹性地基梁必须同时考虑地基的变形;实际上梁与地基是共同变形的;3.3简述弹性特征系数α的含义及其确定公式:α是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数,反映了地基梁与地基的相对刚度,对地基梁的受力特性和变形有重要影响,通常把α称为特性系数,αλ称为换算长度;计算公式4KEI或4KbEI3.4何为弹性地基短梁、长梁及刚性梁有什么区别:当弹性地基梁的换算长度1<λ<2.75时,属于短梁,它是弹性地基梁的一般情况;长梁可分为无限长梁、半无限长梁;当换算长度λ≥2.75时,属于长梁,若荷载作用点距梁两端的换算长度均不小于2.75时,可忽略该荷载对梁端的影响,这类梁称为无限长梁,若荷载作用点仅距梁一端的换算长度不小于2.75时可忽略该荷载对这一端的影响,而对另一端的影响不能忽略,这类梁称为半无限长梁,无限长梁可化为两上半无限长梁;当换算长度λ≤1时,属于刚性梁,可认为梁是绝对刚性的;划分标准主要依据梁的实际长度与梁和地基的相对刚度之乘积;3.5弹性地基梁:指搁置在具有一定弹性地基上,各点与地基紧密相贴的梁;第四章地下建筑结构的计算方法4.1简述地下建筑结构计算理论的发展过程:地下建筑计算理论建立了典型的假定抗力方法、弹性地基梁的力法、角变位移法及不平衡力矩与侧力传播法等4.2简述地下建筑结构计算方法的类型及含义:①以参照以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元法;我国采用的计算方法主要有荷载—结构模型,地层—结构模型,经验类比法,收敛限制模型或称特征线法,计算理论也是地层结构法4.3试述荷载结构法、地层结构法的基本含义和主要区别:荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载包括主动地层压力和被动地层抗力衬砌在荷载作用下产生内力和变形,与其相应的计算方法称为荷载结构,弹性连续框架含拱形法、假定抗力法和弹性地基梁含曲梁和圆环法等可归于荷载结构法.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地层压力等荷载作用;地层结构模型把地下结构与地层作为一个受力变形的整体,按照连续介质力学原理来计算地下建筑结构以及周围地层的变形;不仅计算出衬砌结构的内力及变形,而且计算周围地层的应力,充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用;相对于荷载结构,充分考虑了地下结构与周围地层的相互作用,结合具体的施工过程可以充分模拟地下结构以及周围地层在每一个施工工况的结构内力以及周围地层的变形更能符合工程实际,见的关于圆形衬砌的弹性解、粘弹性解和弹塑性解等都归属于地层结构法.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;4.4简述荷载结构法和地层结构法的计算过程:荷载结构法计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力,然后按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力,并进行结构截面设计;地层结构法,计算包括初始地应力,本构模型,单元模式,施工模拟几部分第五章地下建筑结构可靠度理论5.1简述地下建筑结构不确定性因素及其特点:地下建筑结构的不确定因素及其特点一般来说,地下建筑结构中不确定性因素主要体现在其周围的地层介质特性、结构力学计算模型的假设、施工因素以及环境因素等①地层介质特性参数的不确定性②岩土体分类的不确定性③分析模型的不确定性④荷载与抗力的不确定性⑤地下结构施工中的不确定性因素⑥自然条件的不确定性5.2简述地下建筑结构可靠性分析的特点:在进行地下建筑结构工程可靠性分析时,应考虑以下几个方面:①周围岩土体介质特性的变异性②地下建筑结构规模和尺寸的影响③极限状态及失效模式的含义不同④极限状态方程呈非线性特征⑤土性指标的相关性⑥概率与数理统计的理论与方法的应用5.3地下建筑结构的可靠度指标如何确定的:地下建筑的可靠度就是在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的概率大小,叫可靠度指标;具体可靠度尺度有三种:可靠概率sp、失效概率fp、可靠度指标;由于直接应用数值积分方法计算地下结构的失效概率比较困难,因此实际中多采用近似方法,为此引入结构可靠指标概念;22zzRSRS,当结构失效概率小于等于310时,结构的失效概率对功能函数Z的概率分布不再敏感;5.4结构可靠度分析方法有哪几种各有什么特点和不同:①半经验半概率法②近似概率设计法③全概率法④广义可靠性分析近似方法有中心点法,演算点法,JC法,随机变量相关时的可靠度的分析方法以及蒙特卡罗模拟；中心点法将非线性功能函数在随机变量的平均值也称为中心点处作泰勒级数展开并保留至一次项,然后近似计算功能函数的平均值和标准差,再根据可靠指标的概念直接用功能函数的平均值一阶矩和标准差二阶矩进行计算；验算点法是在利用Taylor级数对功能函数进行展开时,把设计运算点取为线性化点JC法是适用于随机变量在任意分布下结构可靠度指标的计算第六章浅埋式结构6.1试列举几种工程中常见的浅埋式结构形式并简述其特点:大体可归纳为三种直墙拱形结构在小型的地下通道以及早期的人防工程中比较普遍,拱形结构主要承受压力,弯矩和剪力都较小,主要使用砖石和混凝土等抗压性能较好抗拉性能较差的材料,有半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式矩形框架具有空间利用率高,挖掘断面经济,易于施工的优点,顶底板为水平构建承受弯矩较拱形结构大,故一般做成钢筋混凝土结构,可以是单跨双跨或多跨的梁板结构顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构,而围墙和隔墙则为砖墙,如地下医院、教室、指挥所等,或是上述形式的组合;6.2简述浅埋式矩形框架结构的计算原理,如何确定其计算简图:结构计算包括三方面:荷载计算、内力计算、截面设计;在静荷载作用下地层中的闭合框架一般按弹性地基上的框架进行计算,弹性地基可按温克尔地基考虑,也可将地基视作弹性半无限平面;在特殊荷载与其他荷载共同下,按弯矩及轴力对构件进行强度验算时,要考虑材料在动载作用下的强度提高,而按剪力和扭力对构件进行强度验算时,则材料的强度不提高;6.3浅埋式结构的地层荷载如何考虑:因为是浅埋式结构,所以计算覆土压力时,只要将结构范围内顶板以上各层土壤包括路面材料的重量之和求出来,然后除以顶板的承压面积即可,如果土壤位于地下水中,则它的容重要采用浮容重;6.4浅埋式结构节点设计弯矩与计算弯矩有何区别如何计算节点的设计弯矩:根据计算简图求解超静定结构时,直接求得是节点处的内力,然后利用平衡条件可以求得各杆任意截面处的内力;节点弯矩计算弯矩虽然比附近截面的弯矩打,但其对应的截面高度是侧墙的高度,所以实际不利的截面则是侧墙边缘处的截面,对应的截面弯矩称为设计弯矩;6.5浅埋式结构的适用场合:常用于覆盖土层较薄,不满足压力拱成拱条件 H土＜2～2.5h1,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区第七章沉井和沉管结构7.1沉井和沉箱结构的特点：①躯体结构刚性大,断面大,承载力高,抗渗能力强,耐久性好,内部空间可有效利用②施工场地占地面积较小,可靠性良好③适用土质范围广淤泥土、砂土、黏土、沙砾等土层均可施工④施工深度大⑤施工时周围土体变形较小,因此对邻近建筑构筑物的影响小,适合近接施工,尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小⑥具有良好的抗震性能;7.2沉井结构:沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物,利用结构自重作用而下沉入土,即在地面筑成的“半成品”沉入土中,在地下完成结构物施工;7.3沉管隧道的特点:①对地质水文条件适应性强,施工方法简单②施工工期短,对航运干扰最小,施工质量容易保证③工程造价较低④有利于多车道和大断面布置⑤接头少、密实度高、隧道防渗效果好⑥具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力;7.4试述沉井的构造及各部位的作用:①井壁:承受在下沉过程中各种最不利荷载组合水土压力所产生的内力;同时有足够的重量,使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高②刃脚:主要功用是减少下沉阻力③内隔墙:增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径④封底及顶盖:防止地下水渗入井内有集水井内⑤底梁和框架:在比较大型的沉井中,如由于使用要求,不能设置内隔墙,则可在沉井底部增设底梁,并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度;7.5说明沉管施工的步骤:先在隧址以外建造临时干坞,在干坞内制作钢筋混凝土的隧道管段道路隧道用的管段每节长60～140m,两端用临时封墙封闭;向临时干坞内灌水,使管段逐节浮出水面,并用拖轮拖运到指定位置;于设计隧位处预先挖好一个水底沟槽;待管段定位就绪后,向管段里灌水压载,使之下沉;沉设完毕的管段在水下联接起来;进行基础处理,经覆土回填后,便筑成了隧道;第八章地下连续墙8.1地下连续墙：利用挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗水、挡土和承重功能的连续的地下墙体;8.2地下连续墙的优缺点:优点①施工时对环境影响小.没有噪音,无振动,不必放坡,可紧邻相近的建筑和地下设施施工②墙体刚度大,整体性好,结构和地基变形都较小,即可用于超深围护结构,也可用作主体结构③连续墙为整体连续结构,耐久性和抗渗性好④可实行逆作法施工,有利于施工安全,加快施工进度⑤适用于多种地质条件;缺点弃土和废泥浆处理;除增加工程费用外,若处理不当,还会造成新的环境污染地质条件和施工的适应性问题槽壁坍塌问题④现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙,如果对墙面要求较高,虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善,但增加工作量⑤地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构,不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济;8.3地下连续墙的适用条件:①基坑深度大于10m②软土地基或砂土地基③在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工,对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程④围护结构与主体结构相结合,对抗渗有严格要求时⑤采用逆作法施工,内衬与护壁形成复合结构的工程;第九章盾构法9.1盾构法：在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法;这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护下进行,并需随时排除地下水和控制地面沉降,因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法;9.2盾构法施工的优缺点及适用范围:优点①具有良好的隐蔽性,噪声、震动等引起的公害小,施工费用不受埋置深度而影响②机械化及自动化程度高,劳动强度低③隧道穿越河底、海底及地面建筑群时下部时,可完全不影响航道通行和地面建筑的正常使用④适宜在不同颗粒条件下的土层中施工⑤多车道的隧道可做到分期施工,分期运营,可减少一次性投资;缺点不能完全防止盾构施工区域内的地表变形当工程对象规模较小时小于400m,工程造价相对较高盾构一次掘进的长度有限④当隧道覆土小于0.5DsDs为盾构外径时,盾构开挖面土体稳定较困难;适用于各类软土地层和软岩、硬岩地层的隧道掘进,尤其适用于城市地下隧道工程包括:水底公路隧道、地铁区间隧道、排水污水隧道、引水隧道、公用管线隧道;。
2012《地下建筑与结构》复习题
《地下建筑结构》复习题一、填空题1.地下建筑分为两大类：一类是修建在土层中的地下建筑；另一类是修建在岩层中的地下建筑。
2.弹性地基梁可分为短梁，长梁，刚性梁等三大类。
3.初始地应力一般包括自重应力和构造应力场。
4.基坑支护结构通常可分为桩式维护体系和重力式维护体系两大类。
5.喷锚支护的主要作用是加固围岩。
6.直墙拱结构一般由拱圈竖直侧墙和底板组成组成。
7.按顶管管道内径大小可分为小口径，中口径和大口径三种。
8.土压力是土与挡土结构之间相互作用的结果，它与结构的变位有密切的关系关系。
9.变形缝的构造方式很多，主要有嵌缝式，贴附式，埋入式等三类。
10.为了满足使用要求，在衬砌内部尚需修建必要的梁，板，柱，墙体等内部结构。
11.地下建筑结构中不确定性因素主要体现在其周围的岩土压力，岩土体的假设，施工技术以及环境因素等。
12.桩（墙）式围护体系一般由买入深度、支撑（或锚杆）结构以及挡土墙等部分组成。
13.箱涵结构是重要的水工建筑物，它被广泛应用于水利，桥梁，道路的建设中。
14.箱涵结构多采用现场浇筑的钢筋混凝土结构。
15.荷载最不利组合主要有静载与活载组合，静载与动载组合等几种情况。
16.为防止结构由于混凝收缩，温度和_沉降等引起破坏，沿结构纵向，每隔一定距离设置变形缝，变形缝的间距为30m左右。
17.地下建筑与地面建筑结构相比，在计算理论和_施工方法两方面都有许多不同之处。
18.按顶管管材可将顶管分为_钢管顶管、_混凝土顶管、_玻璃钢顶管及其他_复合材料顶管等。
19.穹顶直墙衬砌由宆顶，环梁，环墙及底板组成。
二、名词解释题1.地下建筑结构：修建在地层中的建筑物，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.重合墙：重合墙是把主体墙结构的垂直边墙重合在地下墙的内侧在外墙之间填充隔绝材料使之不传递剪力的结构形式。
3. 喷锚支护：：由喷混凝土、锚杆、钢筋网组成的喷锚联合支护或喷锚网联合支护。
浅埋式地下结构设计
6.4.2地铁车站平面设计
• 地铁车站的组成： • 地铁车站由车站主体(站台、站厅，生产、生活用房)、出
入口及通道、通风道及地面通风亭等三大部分组成。
• 高架车站一般由车站、出入口及通道组成。
• 地面车站一般仅设车站和出入口。
6.4.3地铁车站建筑设计
• 1. 车站 • （1）车站规模
• 地铁车站主体结构设计按照《地铁设计规范》（GB50157）、《建筑 结构荷载规范》（GB50010）、《混凝土结构设计规范》 （GB50009）及《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153）的 规定和要求进行设计。地铁车站主体结构的受力明确，按照极限状态 法设计，同时对地铁车站的抗震和耐久性设计也进行考虑。
• （3）多种功能的竖向组合。 主要为步行街、地下高速路、 地铁线路与车站、停车库及路面高架桥等共同组合在一起， 通常是机动车及地铁设在最底层，中层为地铁站台层，顶 层为步行道、商场等。
6.2.3平面柱网及剖面
• 1.矩形平面
• 这种形式多用于大中跨度的地下空间。它往往位于城市干 道一侧，起商业街的作用。
• 若工程位于地下水位较高的地区或防护等级要求较高时， 除内部隔墙外，做成箱型闭合框架钢筋混凝土结构。
4.框架结构
• 一些建筑如地下商场、地下停车场等，可采用框 架结构。
• 与地上框架不同的是：地下建筑的框架结构设计 荷载要考虑地面覆土的影响，框架结构的外围护 结构多采用钢筋混凝土墙体，以承受侧向土压力 的作用。
• 2.带形平面
• 这种形式跨度较大，为坑道式的，设计时应根据功能要求 及货柜布置的特点综合考虑，单面货柜的宽度以6～8m为 宜，双面货柜则以10～16m为好，长度不限。
浅埋式闭合框架结构设计讲解
浅埋式闭合框架结构设计结构计算书班级：土木（隧道）***学号：*********姓名：****第一部分，截面设计设S为600mm,则有h1=S+h=600+600=1200(mm),可得h+S/3=800≤h1=1200,如右图所示。
图-1截面图第二部分，内力计算1计算弯矩M1.1.结构的计算简图和基本结构如下图。
1.2典型方程弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力法，只是需要将下侧（底板）按弹性地基梁考虑。
图-2计算简图和基本结构由图-1的基本结构可知，此结构是对称的，所以就只有X1和X2，即可以得出典型方程为：X1δ11+X2δ12+△1P=0X1δ21+X2δ22+△2P=0系数是指在多余力x i的作用下，沿着x i方向的位移，△iP是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移，按下式计算：δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑⎰EJMjM δij ---框架基本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板）。
b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 方向的位移； △ ’iP---框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移；b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。
1.2求δ‘ij 和△’iP ；M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm)M P 上=1/2×q 1×(L X /2) 2= 79.38 (kNm)M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=229.66(kNm) M1=-3.4KNM Q10=0 M2=-1 KNMQ20=0MP 下-MP 上=150.28KN/M根据结构力学的力法的相关知识可以得到： I=b*h*h*h/12=0.018 δ’11=EIy21L 2/3M =4.85235x10-5 δ’12=δ’21=EI L M y1=2.14074x10-5 δ’22=EI L L 2xy +⨯=2.03704 x10-5Δ1P '=EIM 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M 21P P y 1y P ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-下）（=-0.003308Δ2P '=EIL 1/3)M -(M 22L M 1M /2L 1/32-yP P y P P x ⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯下=-0.001836图-4 M 2图-5 M q图-6 M1作用时的弹性地基梁δ11'=4.85235x10-5 δ12'=2.14074x10-5 δ21'=2.14074x10-5 δ22'=2.03704 x10-5 Δ1P '=-0.003308 Δ2P '=-0.0016541.3 求b ij 和b ip α=44k EIb=0.368894(1/m) 接下来要用弹性地基梁的知识，求的相应的θ值。
同济大学地下建筑结构习题集
同济大学土木工程学院COLLEGE OF CIVIL ENGINEERING地下建筑结构教学大纲授课教案多媒体教学课件授课录像习题集课程试卷课程内容及组织实践教学教学研究申报附件习题集习题集第一篇总论第一章绪论思考题1.1 简述地下建筑结构的概念及其型式。
1.2 地下建筑结构，其特征与地上建筑结构有何区别？1.3 地下工程按使用功能分类主要内容有哪些？1.4 地下工程机构的设计理论和方法主要包括哪些？1.5 简述地下建筑结构设计程序及内容。
第二章地下建筑结构的荷载思考题2.1 地下建筑荷载分为哪几类,常用的组合原则有哪些。
2.2 简述地下建筑荷载的计算原则？2.3 简述土压力可分为几种形式？其大小关系如何？2.4 静止土压力是如何确定的？2.5 库伦理论的基本假定是什么？并给出其一般土压力计算公式？2.6 应用库伦理论，如何确定粘性土中的土压力大小？2.7 简述朗肯土压力理论的基本假定？2.8 如何计算分层土的土压力？2.9 不同地面超载作用下的土压力是如何计算的？2.10 考虑地下水时的水平压力是如何计算的？"水土分算"与"水土合算"有何区别？各自的适用情况如何？2.11 简述围岩压力的概念及其影响因素。
2.12 简述围岩压力计算的两种理论方法？二者有何区别？2.13 简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关？2.14 什么是“脱离区”？2.15 什么是弹性抗力，影响因素有哪些？目前确定弹性抗力的理论有哪些？2.16 简述温克尔假定。
2.17 简述坑道开挖前原始岩体中的应力状态和开挖坑道后围岩中的应力状态。
习题2.1 用朗肯土压力公式计算图示挡土墙上主动土压力分布及其合力。
已知填土为砂土，填土面作用均不荷载q＝20kPa。
(土的物理指标见下图）2.2 用水土分算法计算图示挡土墙上主动土压力分布及水压力分布图及其合力。
已知填土为砂土。
(土的物理指标见下图）第三章弹性地基梁理论思考题3.1 什么是弹性地基梁，其作用是什么，它与普通梁的区别？3.2 弹性地基梁计算理论的基本假设有那些？3.3 简述弹性地基梁两种计算模型的区别。
第6章 地铁车站建筑设计
37
2．车站功能分析 将乘客进、出站的过程用流线的形式表示出 来，这种流线叫做乘客流线。还有站内工作人 员流线、设备工艺流线等。 3．站厅 站厅的作用是将由出入口进入的乘客迅速地、 安全地、方便地引导到站台乘车，或将下车的 乘客同样地引导至出入口出站。 站厅的布置有以下4种： a．站厅位于车站一端
49
侧式站台宽度，可分两种情况： 第二种情况：通道垂直与站台方向布置时，楼 梯(自动扶梯)均布置在通道内，则站台总宽度 包含设备和管理用房所占的宽度(移出站台外则 不计宽度)、结构立柱的宽度和侧站台宽度。
50
a．经验公式
M W b 0.48 l
式中 b ——侧站台宽度(m)； M——超高峰小时每列车单向上下车人数； W——人流密度按0.4(m2/人)计算； l——站台有效长度(m)。
27
六．按车站间换乘形式分类
⑤“工” 字形换乘：两个车站在同一水平面平行 设置时，通过天桥或地道换乘，在平面上构成 “工” 字形组合。
28
第三节 地下铁道车站平面设计
一、地铁车站的组成
地铁车站由车 站主体(站台、 站厅，生产、 生活用房)，出 入口及通道， 通风道及地面 通风亭等三大 部分组成。
47
岛式站台宽度包含了沿站台纵向布置的楼 梯(自动扶梯)的宽度、结构立柱(或墙)的宽度 和侧站台宽度。
48
侧式站台宽度，可分两种情况： 第一种情况：沿站台纵向布设楼梯(自动扶梯) 时，则站台总宽度由楼(扶)梯的宽度、设备和 管理用房所占的宽度(移出站台外则不计宽度)、 结构立柱的宽度和侧站台宽度等组成。
51
Bd 2b nc d
式中 Bd ——岛式站台宽度(m)； b ——侧站台宽度(m)； c ——柱横向宽(m)； n——横向柱数 d ——楼梯、自动扶梯宽(m)。
地下结构设计3：浅埋式地下结构
设计计算内容
通常包括三方面的内容，即：荷载计算，内力 计算，截面验算。
3.3.1 荷载计算
地下结构所受的荷载可分为永久荷载、可变荷 载和偶然荷载三类。 永久荷载：结构自重、地层压力及水压力等； 可变荷载：地面车辆荷载及其动力作用、地铁 车辆荷载及其动力作用、人群荷载和施工荷载 等； 偶然荷载：车辆爆炸等灾害性荷载以及地震影 响。
3 浅埋式地下结构
3.1 概述
3.2 浅埋式地下结构的分类
3.3 矩形闭合结构设计 3.4 设计实例
3.1 概述
浅埋式地下结构是指其覆盖层厚度较薄，不满
足压力拱成拱条件或软土地层中覆盖层厚度小
于结构尺寸的地下结构。
影响地下结构采用浅埋式还是深埋式的因素很 多，包括地下结构的使用要求、地质条件、防 护等级以及现有的施工技术等。根据我国的工 程经验，埋深在5~10m的浅埋式地下结构采 用明挖法施工是经济合理的，但有时受条件限 制，也可采用暗挖法施工，如城市交通繁忙路 段的地下人行通道、地铁等工程，其造价明显 高于明挖法施工的浅埋式地下结构。
1）顶板上的荷载 作用于顶板上的荷载，包括有顶板以上的地层 压力、水压力、顶板自重、路面活荷载以及特 殊荷载（常规武器作用或核武器作用）。
（1）地层压力
q土 i hi
i 1
n
（2）水压力
q水 whw
（3）顶板自重
q自重 d
（4）地面活载 q活
t q （5）顶板所受的特殊荷载 顶
厚拱薄墙衬砌结构
厚拱薄墙衬砌结构的构造形式是它的拱脚较厚， 边墙较薄。这样，可将拱圈所受的力通过拱脚大 部分传给围岩，充分利用了围岩的强度，使边墙 受力大为减少，从而减少了边墙的厚度。
习题集课程试卷_地下建筑结构
10.10隧道衬砌结构的防水、抗渗都可以采取那些措施。
第十一章沉管结构
11.1沉管运输中干舷设计的意义。
11.2沉管结构设计的方法和原则。
11.3沉管管段之间连接处理的方法。
11.4沉管基础的处理措施有那些？
第十三章顶管、管幕及箱涵结构
13.1保证顶管工程的成功实施，需要解决好那些关键问题？
13.2常用的顶管工具有那些？
13.3阐述中继接力顶进技术的原理。
第三篇 岩石地下建筑结构
第十四章整体式隧道结构
14.1什么是半衬砌结构及其使用范围？
14.2半衬砌结构的计算简图？
14.3直墙拱结构的优缺点有那些？
14.4直墙拱结构的计算简图及计算原理？
习题
图示一双跨对称的框架。几何尺寸及荷载见图中。底板厚度0.5m材料的弹性模量E=2.0×107kN/m2，地基的弹性模量Eo=5000kN/m2。设为平面变形问题，绘出框架弯距图。
第七章附建式大楼地下室
思考题
7.1附建式大楼地下室的结构形式有哪些。
7.2附建式大楼与主楼间的基础连接处如何处理。
7.3如何考虑主楼的基础荷载对附建式大楼结构受力的影响。
14.5简述直墙拱结构的设计计算步骤。
第十五章喷锚结构
15.1什么是喷锚支护？它与传统的模注混凝土衬砌相比有那些优点？它与新奥法有何关系？
15.2喷锚支护的工艺特点和作用机理？
15.3从体现现代支护原理角度浅谈喷锚支护的设计与施工原则。
15.4什么是复合衬砌？其受力变形的特点？
15.5二次衬砌的主要作用以及其结构设计的基本要求？
2.10考虑地下水时的水平压力是如何计算的？"水土分算"与"水土合算"有何区别？各自的适用情况如何？
浅埋式结构
截面合适为止。
计算方法
a. 不考虑线位移影响时，以力矩分配法进行计算。
b. 静荷载作用下地层 中的闭合框架，一 般按弹性地基上的 框架进行计算，可 将地基视作弹性半 无限平面。采用结 构力学中的力法。
闭合框架计算简图
典型方程： x1 21 x2 12 x3 13 1 p 0
车辆爆炸荷载
地震荷载
偶然荷载
偶然荷载
计算简图
顶板荷载
a.
b. c. d. e.
覆土压力
水压力 顶板自重
q土 i hi (kN / m 2 )
i
q水 w hw (kN / m2 )
q d (kN / m2 )
t q顶
顶板所受的特载
地面超载
q
t 顶
q顶 i hi w hw d q q
钢筋的最小配筋百分率（%）
受力类型 全部纵向钢筋 受压构件 一侧纵向钢筋 受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件 一侧的受拉钢筋
最小配筋百分率（%） 0.6 0.2 0.2和
45 f t / f y
中较
大值
分布钢筋
考虑混凝土的收缩、温差影响、 不均匀沉陷等因素的作用，必 须配置一定数量的构造钢筋。 纵向分布钢筋的截面面积，一 般应不小于受力钢筋截面积的 10%，纵向分布钢筋的配筋率： 对顶、底板不宜小于0.15%； 对侧墙不宜小于0.2%。
设计剪力计算简图
将二者相加即为杆件最后设计轴力
抗浮验算
Q重 K 1.05 ~ 1.10 Q浮
截面设计
以《混凝土结构设计规范》为准
按弯矩及轴力对构件进行强度验算时，要考虑
地下建筑名词解释
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。
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。
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。
2、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：（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。
3、、直墙拱结构计算时基本假定：（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。
第6章浅埋式结构
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
底板荷载： 直线分布，底板上的荷载为结构整体自重、顶 板传下的荷载与特载之和，即:
q底 q顶
P L
q顶t
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
侧墙上的荷载：
侧墙上所受的荷载有侧向压力、水压力及特载。
1.土层侧压力：
e(
i
i
hi
)
tan
2
(45
ห้องสมุดไป่ตู้
2
向压力。故砖、石和混凝土等抗压性能良好， 而抗拉性能又较差的材料在拱形结构中得以充 分发挥其材料的特性。
1. 概述
拱顶部分按其轴线形状可分为：半圆拱、割圆拱和抛物线等
1. 概述
1. 概述
6.1.2 矩形闭合框架 矩形闭合框架的顶、底板为水平构件，承
受较大的弯矩，一般做成钢筋混凝土结构。 闭合框架可以是单跨、双跨或多跨的，还
最小配筋率 （%） 0.6 0.2
0.2和45ft/fy 中的较大值
4. 构造要求
6.4.4 分布钢筋 在纵向截面，一般配置分布钢筋，以减少
混凝土的收缩、温差和不均匀沉降的影响。 纵向分布钢筋的截面面积，一般不应小于
受力钢筋截面积的10％，同时，纵向分布钢 筋的配筋率对顶底板不宜小于0.15%；侧墙不 宜小于0.20％。
1. 概述
一般浅埋式建筑工程，常采用明挖法施工， 特殊环境下也可采用管幕法、管涵顶进法等暗 挖法施工。
浅埋式的结构形式可归纳为以下三种：直 墙拱形结构、矩形框架和梁板式结构。
1. 概述
6.1.1 直墙拱形结构 墙体部分通常用砖和块石砌筑，拱体部分
砖砌拱或钢筋混凝土拱。 从结构受力分析看，拱形结构主要承受轴
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q顶＝ i hi whw d q q
t 顶 i
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
底板荷载： 直线分布，底板上的荷载为结构整体自重、顶 板传下的荷载与特载之和，即:
q底 q顶
P q L
t 顶
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
侧墙上的荷载： 侧墙上所受的荷载有侧向压力、水压力及特。 1.土层侧压力： 2 2. 侧向水压力：
2. 矩形闭合框架的计算
计算方法(结构力学方法,将底板按弹性地基梁) 采用位移法计算，当不考虑线位移的影响 时，则以力矩分配法为简便。 (1).当竖向荷载不平衡时，可以在底板的结点 上加设集中力. (2).线位移的确定，一般情况下，框架有几孔 就有几个独立的线位移。 浅埋式结构上特载的值远大于其他荷载， 而且，特载的值的计算是非常粗略的，因此并 非非常精确。
1. 概述
2. 矩形闭合框架的计算
结构计算通常包括三方面内容：荷载计算、 内力计算和截面设计。必要时还应进行抗浮验 算。以下图所示地铁通道为例：
2. 矩形闭合框架的计算
6.2.1 荷载计算 静荷载:自重土压力和地下水头压力； 活荷载:施工活荷载、车辆设备等荷载 ； 特定荷载 :常规武器甚至核武器作用下的冲击 荷载。 见表6－1
4. 构造要求
如果防水要求很高，承受较大水压时，可以采 用上述三种方法的组合，称为混合式，效果良
好，但施工程序多，造价高。
项次
板和墙厚 （mm）
V 0.7 f t bh0
V 0.7 f t bh0
200 300 350 500
1 2 3 4
150 200 250 300
4. 构造要求
6.4.6 刚性节点构造 增加斜托，斜托的斜度控制在1：3左右比较 合适。转角部分的钢筋布置如图.
4. 构造要求
6.4.7 变形缝的设置及构造 伸缩缝和沉降缝: 防止由于温度变化或混凝土收缩所引起结构破 坏所设置的缝 ，称为伸缩缝. 防止由于不同的结构类型或不同地基承载力而 引起结构不均匀沉陷所设置的缝,称为沉降缝. 变形缝的间距在20----30m左右,缝内填充 富有弹性且防水的材料.
6.2.3 抗浮验算
K Qg Qf 1.10
为结构自重、设备重量及上部覆土重 之和，但对箱体施工完毕后工况，仅考 虑结构自重； Qf 为浮力。
Qg
K-----为抗浮安全系数
3. 截面设计
以现行<钢筋混凝土结构设计规范>为准。 特载与其他荷载组合; 按照弯矩和轴力对构件承载力进行验算时，需 要考虑动力荷载作用下材料强度的提高； 按剪力和扭力对构件进行承载力验算时，则不 考虑材料强度的提高。
3. 截面设计
地下矩形闭合框架结构中的顶板、侧墙和底板
均按照偏心受压构件进行截面验算。
S h h1 3
设有支托的框架结构
4. 构造要求
6.4.1 配筋形式 由横向受力钢 筋和纵向分布钢筋 组成. 在角部配支托钢筋; 荷载较大时,需配 置钢箍和弯起筋
4. 构造要求
6.4.2 混凝土保护层 保护层最小厚度常比地面结构增加510mm(表6-2)。通常可按照“混凝土结构设计 规范”（GB50010-2002）规定采用，其环境 类别应属b类.
4. 构造要求
6.4.4 分布钢筋 在纵向截面，一般配置分布钢筋，以减少 混凝土的收缩、温差和不均匀沉降的影响。 纵向分布钢筋的截面面积，一般不应小于 受力钢筋截面积的10％，同时，纵向分布钢 筋的配筋率对顶底板不宜小于0.15%；侧墙不 宜小于0.20％。
4. 构造要求
6.4.5 箍筋 一般可不配置箍筋
4. 构造要求
嵌缝式：结构内部槽中填以沥青胶或由环氧树 脂和煤焦油合成的环煤涂料等，也可以在外部 贴防水层。
4. 构造要求
贴附式：将厚度为6～8mm的橡胶平板用钢板 条及螺栓固定在结构上即可。 其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换， 缺点是不易使橡胶平板和钢板密贴。
4. 构造要求
埋入式：大型工程中普遍采用埋入式变形缝 ， 在浇捣混凝土时，把橡胶或塑料止水带埋入结 构中，防水效果可靠，但橡胶老化问题需要改 进。
1. 概述
一般浅埋式建筑工程，常采用明挖法施工， 特殊环境下也可采用管幕法、管涵顶进法等暗 挖法施工。 浅埋式的结构形式可归纳为以下三种：直 墙拱形结构、矩形框架和梁板式结构。
1. 概述
6.1.1 直墙拱形结构 墙体部分通常用砖和块石砌筑，拱体部分 砖砌拱或钢筋混凝土拱。 从结构受力分析看，拱形结构主要承受轴 向压力。故砖、石和混凝土等抗压性能良好， 而抗拉性能又较差的材料在拱形结构中得以充 分发挥其材料的特性。
1. 概述
拱顶部分按其轴线形状可分为：半圆拱、割圆拱和抛物线等
1. 概述
1. 概述
6.1.2 矩形闭合框架 矩形闭合框架的顶、底板为水平构件，承 受较大的弯矩，一般做成钢筋混凝土结构。 闭合框架可以是单跨、双跨或多跨的，还 可以是多层的。
1. 概述
1. 概述
1. 概述
6.1.3 梁板式结构 在地下水位较低的地区或要求防护等级较 低的工程中，顶、底板做成现浇钢混，而围墙 和隔墙则为砖墙；在地下水位较高的地区或要 求防护等级较高的工程中，一般除内隔墙外， 均做成箱形闭合框架钢混结构。
4. 构造要求
6.4.3 横向受力钢筋 钢筋直径选取32mm以下，钢筋的间距一般 不大于200mm，不小于70mm，以方便施工。 受力类型 最小配筋率 （%） 0.6 0.2 0.2和45ft/fy 中的较大值
全部纵向钢筋 受压构件 一侧纵向钢筋 受弯构件、偏心受拉、轴心 受拉构件一侧的受拉钢筋
e ( i hi ) tan (45 ) 2 i
ew wh
1
Ψ ——折减系数，依土体透水性而定；对于砂土
q侧＝e ew q
t 侧
对于粘土 0.7
荷载计算简图
2. 矩形闭合框架的计算
6.2.2 内力计算 1. 可将地基视作弹性半无限平面，作为弹性地 基上的框架进行分析。 2. 简化，将弹性地基上的反力作为荷载作用在 闭合框架底部，按照一般平面框架计算 。
q顶
2. 矩形闭合框架的计算
顶板荷载： qs i hi (1). 上部覆土重力 i (2). 水压力： qw whw (3). 顶板自重： qg d t (4). 特载 q顶 q (5). 地面超载 顶板总荷载为三者与特载、地面超载之和：
q顶＝q土 q水 q q q
第 6章
浅埋式结构
本 章 内 容
1 概述 2 矩形闭合框架的计算 3 截面设计 4 构造要求 5 算例
1. 概述
埋设在土层中的建筑物，按其埋置深浅可 分为深埋式结构和浅埋式结构两大类。 定义：指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成 拱条件（H<2—2.5h1）或软土地层中覆盖层 厚度小于结构尺寸的地下结构。 结构受到的垂直土压力和水平土压力均 随着深度增加而增加。
2. 矩形闭合框架的计算
框架的顶底板厚度都比内隔墙大得多，中 隔墙的刚度相对较小，将中隔墙一般视为只承
受轴力的二力杆.
2. 矩形闭合框架的计算
截面选择 计算超静定结构内力时需要知道截面尺寸，这 在设计前是不知道的。 所以只有根据经验假定各个截面的尺寸，进行 内力计算，然后验算截面是否合适。若不合格， 重复上述过程，直至所设截面合适为止
2. 矩形闭合框架的计算
2. 矩形闭合框架的计算
设计弯矩,剪力及轴力计算 1.设计弯矩 实际不利的截面是侧墙边缘处的截面,对应 这个截面的弯矩称为设计弯矩.(如图6-15所示) 2. 设计剪力 剪力的不利截面位置与设计弯矩相同. 3. 设计轴力 设计轴力为由静载和特载引起的设计轴力 之和.
2. 矩形闭合框架的计算