《地下建筑结构》第二版中文 (1)

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地下建筑结构(中国地质大学孙金山)1-1汇总

地下建筑结构(中国地质大学孙金山)1-1汇总

二.地下建筑结构组成与特点
广义上讲,任何结构物都是修建在相 应的介质中的,如上部结构是修建在 空气介质中,地下建筑结构一般修建 在土层中、岩层中或水中。
地下建筑是修建在地层中的建筑物。 它可以分为两大类:修建在土层中和 修建在岩层中的 。
本学科所要研究的所有问题都可归为 “结构与介质的相互作用问题”。
最常用的是按使用功能分类
1、按使用功能分类
可分为:地下交通工程、地下市政管道工程、 地下工业建筑、地下民用建筑、地下军事工程、地 下仓储工程、地下娱乐体育设施等。
(1)地下交通工程:地下铁道、公路隧道、过街人行道、海 (河、湖)底隧道……
(2)地下市政管道工程:输水隧道、地下给(排)水管道、 通讯、电缆、供热与供气道、共同沟。
浅埋式结构
广州地铁越秀公园地下站台示意
地道式结构
沉井式结构
矩形多沉井式结构的典型形式
5、顶管结构
顶管施工示意图
6、装配式圆形管片结构
北京地铁五号线管片结构图
管片结构示意图
地铁盾构法用管片
管片连接螺栓
7、地下连续墙结构
8、沉管结构
沉管结构又称沉箱、沉埋结构
8、普通隧道结构
北京鹰山浅埋大跨度铁路隧道效果图
(3)地下工业建筑:地下核电站、水电站厂房、地下车间、 地下厂房……地下垃圾焚烧厂。
(4)地下民用建筑:地下商业街、地下商场、地下商业(购 物中心)、地下医院、地下旅馆、地下学校……
(5)地下军事工程:人防掩蔽部、地下军用品仓库、地下战 斗工事、地下导弹发射井、地下飞机(舰艇)库、防空 指挥中心
(6)地下仓储工程:地下粮、油、水药品等物资仓库、地下 车库、地下垃圾堆场、地下核废料仓库、危险品仓库、 金库……

建筑结构第二版课后习题答案

建筑结构第二版课后习题答案

建筑结构第二版课后习题答案建筑结构第二版课后习题答案建筑结构是建筑学中的重要课程,它涉及到建筑物的各个方面,包括结构设计、材料选择、力学分析等。

而课后习题是检验学生对所学知识理解程度的重要途径。

本文将为大家提供建筑结构第二版课后习题的答案,希望能够帮助大家更好地学习和掌握这门课程。

第一章:结构力学基础1. 问题:什么是静力学?答案:静力学是研究物体在平衡状态下受力和力的平衡关系的学科。

2. 问题:什么是结构?答案:结构是由构件和连接构件的节点组成的整体系统,用于承受和传递荷载。

3. 问题:什么是结构的稳定性?答案:结构的稳定性是指结构在受到外力作用时,不会发生失稳或破坏的能力。

第二章:杆件结构1. 问题:什么是杆件?答案:杆件是一种细长的构件,其长度远大于其横截面尺寸,主要受拉力、压力和弯矩作用。

2. 问题:杆件的受力分析方法有哪些?答案:杆件的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。

3. 问题:什么是轴力?答案:轴力是杆件内部产生的沿轴线方向的拉力或压力。

第三章:梁结构1. 问题:什么是梁?答案:梁是一种承受弯曲力和剪切力的结构构件,主要用于支撑和传递荷载。

2. 问题:梁的受力分析方法有哪些?答案:梁的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。

3. 问题:什么是弯矩?答案:弯矩是梁在受到外力作用时,横截面内部产生的力矩。

第四章:桁架结构1. 问题:什么是桁架?答案:桁架是由直杆构成的三角形网格结构,主要用于支撑和传递荷载。

2. 问题:桁架的受力分析方法有哪些?答案:桁架的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。

3. 问题:桁架的应用领域有哪些?答案:桁架广泛应用于大跨度建筑、桥梁和塔楼等结构中。

第五章:板壳结构1. 问题:什么是板壳?答案:板壳是由薄板构成的扁平结构,主要用于承受和传递荷载。

2. 问题:板壳的受力分析方法有哪些?答案:板壳的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。

3. 问题:板壳的应用领域有哪些?答案:板壳广泛应用于屋顶、地板和水箱等结构中。

地下建筑结构变形缝设置要求

地下建筑结构变形缝设置要求

地下建筑结构变形缝设置要求
地下建筑结构变形缝设置要求是非常重要的,设置要求的制定是为了更好的解决实际问题,落实到每个细节才能达到预期效果。

一、地下室沉降缝的设置原则上应服从地面建筑的要求;
二、地震区设有局部地下室的建筑物,应设置沉降缝,
三、当地面建筑设置防震缝时,其防空地下室可不设置防震缝。

四、当地下室的室外出入口与主体结构的连接处,应设置沉降缝,以防止产生不均匀沉降时断裂。

五、当防空地下室设置沉降缝时,其上部地面建筑也要在其对应的位置设置沉降缝。

六、防空地下室的一个防护单元内,不允许设置沉降缝、伸缩缝
七、伸缩缝和沉降缝、变形缝的间距在30m左右。

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件
立交渡槽流水压力 温度变化的影响力
冻胀力
11


12

13

落石冲击力 地震力
施工荷载
注:[1]设计隧道结构时,按其可能出现的最不利情况组合。
表2-2 铁隧道设计规范(TB10003-2001,J117-2001)的隧道作用(荷载)分类
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
45 +° φ 2
φ

45°- φ 2
0
0γz γz
σ
()
图2.8 朗肯极限平衡状态
f
sin
1 3
1 3 2c ctg
1
1 1
sin sin
3
2c
cos 1 cos
3
1 1
sin sin
1
2c
cos 1 cos
σz
Pa
zka
2c φ
ka
45°+ 2
(2 39a) kσz a
表2-1 公路隧道设计规范(JTJ026-90)的隧道荷载
编号
荷载分类
荷载名称
1

2


3

4
(恒载)
围岩压力 结构自重力 填土压力 混凝土收缩和徐变影响力
5
基本
6 7
可变 可 荷载 变
8
荷 载 其它
9
可变
10
荷载
公路车辆荷载、人群荷载 立交公路车辆荷载及其所产生的土压力 立交铁路列车活载及其所产生的土压力
Pa
1
2
h2Ka
Pp
1
2

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件(4)

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件(4)

2、荷载结构法
设计原理
荷载结构法的设计原理,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地 层压力等荷载的作用。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。
2、荷载结构法
--计算原理
地下建筑结构
地下建筑结构的计算方法
本讲内容
1 计算方法的发展现状和计算方法 2 荷载结构法 3 4
地层结构法 算例
1.计算方法现状和计算方法
19世纪初才逐渐形成计算理论 ,最先出现的计算理 论是将地下结构视为刚性结构的计算理论,如压力 线理论等。直到19世纪后期,混凝土和钢筋混凝土 材料陆续出现,并被用于建造地下工程,使地下建 筑结构具有较好的整体性。从这时起,地下结构开 始按弹性连续拱形框架计算内力,并据以进行截面 设计。 地下建筑结构在主动荷载作用下发生弹性变形的同时, 将受到地层对其变形产生的约束作用。将这类约束作 用假设为弹性抗力,地下建筑结构的计算理论便有了 与地面结构不同的特点。由此建立了典型的假定抗力 方法、弹性地基梁的力法(1956)、角变位移法及不 均衡力矩与侧力传播法等
Thank you for your attention
70年代起,随着隧道施工力学研究的发展,人们开始致力于对采用 新奥法施作的隧道建立仿真计算技术的研究,并据以对复合支护提 出计算方法和设计方法,后者同时包括对地下工程施工的安全性监 测建立和完善量测技术,以及对其建立分析理论和对地下建筑结构 的设计引入反馈设计方法,以优化工程设计和确保工程施工的安全 性。 值得指出的是,在地下建筑结构计算理论研究的发展过程中,后期 提出的计算方法一般并不否定前期的研究成果。鉴于岩土介质性质 的复杂多变性,这些计算方法一般都有各自的适用场合,但都带有 一定的局限性。

建筑结构第二版

建筑结构第二版

建筑结构第二版建筑结构是建筑工程中的核心内容之一,它关乎着建筑物的稳定性、承载力以及抗震性能。

随着科技的进步和建筑理论的不断演进,我们迎来了建筑结构领域的一次重要更新——建筑结构第二版的发布。

第二版相较于第一版,在结构设计的方法和理论基础上进行了一系列的完善和优化。

它继承了第一版的经典思想,同时也引入了新的概念和方法,为建筑结构领域的研究和实践提供了更广阔的空间。

1. 结构设计的新思维建筑结构第二版强调了以人为本的设计理念。

传统的结构设计主要注重建筑物的强度和稳定性,但缺乏与居住者的互动和关注。

而新版结构设计则将人的需求作为核心,通过融入人文与艺术元素,创造出更加舒适和宜居的建筑空间。

例如,通过合理设置采光窗户和通风系统,可以为居住者提供更好的生活环境。

2. 结构材料的创新应用在第二版中,结构材料的创新应用成为了一个重要的研究和发展方向。

传统的建筑结构主要采用钢筋混凝土或钢结构等材料,但这些材料存在着一定的局限性。

新版结构设计则探索了更多新型材料的应用,如高强度玻璃、节能材料等,以实现更好的结构性能和绿色环保。

3. 抗震设计的关键性对于建筑结构而言,抗震设计是最为重要的一部分。

在第二版中,抗震设计得到了进一步的强化和优化。

通过引入更加精确的地震动力学理论和新型的防震技术,建筑物在地震中的安全性得到了更好的保障。

此外,抗震设计还注重建筑物的弹性和耐久性,以提高其抗震性能的同时,也延长了建筑物的使用寿命。

4. 结构健康监测与评估在新版结构设计中,结构健康监测与评估成为了一个新的研究领域。

通过结构传感器和监测系统,可以实时获取建筑结构的受力状态和变形情况,为结构的维护和保养提供及时有效的数据支持。

同时,对于老旧建筑的评估也成为了该领域的一个重要任务,通过评估建筑结构的安全性和可靠性,及早发现问题并采取相应的维修措施。

综上所述,建筑结构第二版的发布为建筑工程师和学者们提供了更全面、更先进的设计思想和方法。

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件(3)

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件(3)
地基的变形是考虑还是略去,这是它们的另一个主要区别。
2. 弹性地基梁的计算模型
由于地基梁搁置在地基上,梁上作用有荷载,地基梁在荷载作 用下与地基一起产生沉陷,因而梁底与地基表面存在相互作用反力 , 的大小与地基沉降y 有密切关系,很显然,沉降越大,反力 也越 大,因此在弹性地基梁的计算理论中关键问题是如何确定地基反力 与地基沉降之间的关系,或者说如何选取弹性地基的计算模型问题。
齐次微分方程,令式中
d4y
qx o
,即得对应齐次微分方程:
EI ky 0
dx 4
(3.7)
由微分方程理论知,上述方程的通解由四个线性无关的特解组合而成。为
寻找四个线性无关的特解,令 y erx 并代入上式有:
4 K
EI
或 4 K cos i sin
EI
由复数开方根公式得:
rk
4
式(3.12)中积分常数B1、B2、B3、B4的确定是一个重要环节,梁在任一
截面都有四个参数量,即挠度y、转角 、弯矩M、剪力Q、而初始截面
(x=o)的四个参数 yo 、o 、M o 、Qo 就叫做初参数。
3. 初参数解
用初参数法计算了弹性地基梁的基本思路是,把四个积分常数改 用四个初参数来表示,这样做的好处是: 使积分常数具有明确的物理意义; 根据初参数的物理意义来寻求简化计算的途径。
(二)用初参数表示积分常数
如图3.4所示,梁左端的四个边界 条件(初参数)为
图3.4 弹性地基梁作用的初参数
y x o yo
x o o
M x o Mo
Q x o Qo
(3.13)
将上式代入式(3.12),解出 积分常数得:
3. 初参数解
B1 yo

地下建筑结构

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。

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件(5)

《地下建筑结构》第二版(朱合华)中文课件(5)
1 nS 的标准差.
可以证明,对于对数正态随即变量 X,其对数 1nX 的统计参数与其本 身的统计参数之间的关系为:
u 1 nX 1 nu
X

1 2
1 n (1
2 X
2 X
)
(5-18) (5-19)
1 nX
1 n (1
)
式中
X
——X 的变异系数。
可得结构抗力 R 和荷载效应 S 均为对数正态随机变量时,可靠指标的 计算式为:
uR uS 1 n 1 1S 1
2 R 2
1n
2 R 2


1
S
(5-20)
可靠性分析的基本原理
以上定义的可靠指标是以功能函数 Z 服从正态分布或对数正态分布为 前提的。 在实际工程问题,结构的功能函数不一定服从正态分布。 当结构功能函数的基本变量不为正态分布或对数正态分布时,或者结 构功能函数为非线性函数时,结构可靠指标可能很难用基本变量的统计参 数表达。此时失效概率与可靠指标之间已不再具有式表示的精确关系,只 是一种近似关系。这时要利用式(5-13),由失效概率 p f 计算可靠指标
可靠性分析的基本原理
《建筑结构可靠度设计统一标准》将建筑结构可靠性定义为建筑结构 在规定时间内,规定的条件下,完成预定功能能力; 地下建筑结构的可靠度就可以定义为在规定的时间内、规定的条件下, 完成预定功能的概率大小。 概率来度量可靠安全的程度比较符合人们的习惯。具体的可靠度尺度 有三种:可靠概率 p s 、失效概率 p f 、可靠度指标β
Z g(X 1, X 2 X n )
由结构功能函数的定义(5-1)可得, Z g ( R , S ) R S 成为结构极限 状态方程。结构的极限状态是结构由可靠转变为失效的临界状态。根据结 构功能要求的不同,极限状态又可分为两类:承载能力极限状态和正常使 用极限状态。承载能力极限状态就是超过这一极限状态,结构或构件就不 能满足预定的安全性要求,而正常使用极限状态是指超过这一极限状态, 结构或构件就不能完成对其所提出的适用性或耐久性的要求。
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