同济大学地下建筑结构复习重点

第一章：概论1.地下建筑结构的概念。

地下建筑结构——埋置地层内部的结构衬砌——与土层接触的永久性支护结构承重、维护作用2.结构形式选择考虑的因素：答：1、使用功能；2、地质条件；3、施工技术第二章：地下建筑结构的荷载1、概念：主动土压力：当挡土结构向离开土体方向偏移时，使墙后土体的应力状态达到主动极限平衡状态时填土作用于墙背的土压力。

被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移挤压填土至其达到极限平衡状态时作用于墙背上的土压力。

静止土压力：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，此时作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力。

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。

普氏压力拱理论：洞室开挖后如不及时支护，洞顶岩土将不断垮落而形成一个拱形，又称塌落拱。

其最初不稳定，若洞侧壁稳定，则拱高随塌落不断增高，如侧壁不稳定，则拱高和拱跨同时增大。

当洞的埋深较大时塌落拱不会无限发展，最终将在围岩中形成一个自然平衡拱。

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。

2.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和计算图式。

3．（了解）按松散体理论对浅埋结构与深埋结构的划分，浅埋结构和深埋结构垂直围岩压力的计算方法。

4 .土层弹性抗力的计算理论：局部变形和共同变形理论要点。

局部变形理论：Winkler模型，认为地层的弹性抗力与变为成正比。

共同变形理论：弹性半无限空间模型，弹性地基上一点的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。

第四章：浅埋式结构1.概念：浅埋式结构浅埋式结构:覆盖土层较薄，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。

2.了解浅埋式结构形式和特点。

（1）直墙拱：从结构受力分析看，拱形结构主要承受轴向压力，其中弯矩和剪力都较小。

所以一些砖、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。

（2）矩形闭合框架：用在跨度大、整体性和防护等级高地下结构中，空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工。

分为：1）单跨矩形闭合框架2）双跨和多跨的矩形闭合框架3）多层多跨的矩形闭合框架（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。

3. 了解矩形闭合框架的荷载计算和结构计算方法。

结构的计算主要包括：荷载计算，内力计算，截面设计1 )顶板上的荷载 （1） 覆土压力 （2） 水压力 （3） 顶板自重 （4） 顶板所受特载t q 顶（5） 地面超载q2) 底板上的荷载底板的刚度较大，而地基相对较软，所以假定地基反力为直线分布，否则按弹性地基梁计算。

3) 侧墙上的荷载 （1） 土层侧向压力（2）侧向水压力作用于侧墙上的荷载 )/(2m kN h q i i iγ∑=±)/(2m t h q ωωγ=水)/(2m t d q γ=q q d h h q t i i i ++++∑=顶顶γγγωωt q L P q q 顶顶底+∑+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∑=245tan )(2ϕγ i i i h e .7.00.1，黏土取性而定，砂土取折减系数，依土壤透水-=ψψγωωhe4. 浅埋结构变形缝构造方式，以及各种构造方式的优缺点。

1 嵌缝式嵌缝式优点是造价低，施工易。

但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少的地区，或防水要求不高的工程。

2 贴附式亦称为可卸式变形缝。

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。

3 埋入式优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需待改进，这种方法在大型工程中普遍采用。

第五章：附建式地下结构1.迭合构件：预制-现浇结构的一种，在达不到截面需要高度的预制构件上，预留钢筋，然后再在其上现浇一层混凝土，使之达到截面计算高度。

2.结构形式及选择考虑的因素：（1）梁板结构（2）板柱结构（3）箱形结构（4）其他结构（双曲扁壳、单跨折板等）选择考虑的因素：（1） 上部结构的类型（2） 战时防护能力的要求（3） 地质及水文地质条件（4） 战时与平时使用的要求（5） 建筑材料的供应情况（6） 施工条件等3、附建式结构的优点：（1）节省建设用地和投资；（2）便于平战结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下；（3）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；（4） 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；（5） 结合基本建设同时施工，便于施工管理，同时也便于维护。

4、附建式结构的设计要点。

（1）按平时和战时两种条件作为设计依据；（2）允许结构出现塑性变形，按弹塑性理论设计；（3）只进行结构的强度验算；（4）不必单独进行地基变形验算；（5）贯彻平战结合的原则，尽量为平时使用创造条件。

t i i t q h h q e e q 顶顶侧++⎪⎭⎫ ⎝⎛-∑=++=ωωψγϕγ245tan )(25.(了解)附建式地下结构的形式和特点。

附建式结构的型式1）梁板结构顶盖为钢筋混凝土梁板结构。

跨度小，采用无梁体系。

2）板柱结构满足平时使用要求，顶板采用无梁钢筋混凝土板式结构。

3）箱形结构钢筋混凝土空间结构。

4）其他结构6.(了解)梁板式结构的设计计算方法。

（应该不考，略。

有兴趣的可以自己看看）7.通风采光洞设计的一般原则。

1）仅大量性防空地下室才开设通风采光洞，等级稍高的防空地下室不宜开设通风采光洞；2）防空地下室外墙开设的洞口宽度，不应大于地下室开间尺寸的1/3，且不应大于1.0m。

3）临战前必须用粘性土将通风采光井填土。

因为粘性土密实可靠，能满足防早期核辐射的要求。

4）在通风采光洞上，应设防护挡板一道。

5）洞口的周边，应采用钢筋混凝土柱和梁予以加强。

6）开设通风采光洞侧墙，洞口上缘的圈梁按过梁进行验算。

8、箱型结构计算方法：第六章：沉井式结构1.概念：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。

2.沉井的特点。

优点: 1)埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载；2)下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；3)沉井施工时对邻近建筑物影响较小。

缺点: 1)施工期较长；2)施工技术要求高；3)施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。

3.沉井结构由哪几部分组成和功能。

井壁：沉井的主要部分。

井壁承受下沉过程中各种最不利荷载组合（水土压力）所产生的内力和弯曲应力，同时要有足够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。

刃脚：刃脚的主要功用是减少下沉阻力。

内隔墙：增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。

同时把整个沉井分隔成多个施工井孔（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。

封底及顶盖：封底—防止地下水渗入井内。

底梁和框架：1)在比较大型的沉井中，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。

2)沉井高度较大，常于井壁不同高度设置若干道由纵横大梁组成的水平框架，减少井壁（于顶、底板之间）的跨度，使整个沉井结构布置合理、经济。

3)在松软地层中沉井，底梁的设置还可以防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。

4.沉井结构设计的主要环节。

（1） 沉井建筑平面布置的确定；（2） 沉井主要尺寸的初步确定和下沉系数的验算。

（3）施工阶段强度计算（4）使用阶段的强度计算（包括承受动载）5.(了解)沉井结构的计算方法（详见书P175—8.2.3沉井的结构计算）（一）沉井下沉系数的确定下沉系数计算公式G —沉井在施工阶段自重，井壁+上、下横梁+隔墙+临时钢封门，不排水下沉时为G-B 。

R r —刃角踏面下正面阻力之和，与土质情况有关；R j —井壁与土层的总摩擦力。

（二）沉井施工期间的抗浮稳定验算抗浮系数抗浮系数的大小由底板厚度来调整①沉井上浮时土的极限摩擦力很大，而一般设计估用的数值往往偏小，因此在验算上浮稳定时以计入井壁摩擦力较为合理；②在粘性土中，因它的渗透系数很小，地下水补结非常缓慢，沉井的浮升也必然极为缓慢，在发生明显浮升之前，内部结构、设备、顶盖等重量已经作用上去，故不再存在浮升问题。

（三）刃脚计算（四）施工阶段井壁计算（五）沉井底板计算（六）沉井底横梁竖向挠曲计算（七）水下封底混凝土厚度的确定水下封底混凝土的厚度，应根据抗浮和强度两个条件确定6.旱地沉井施工的主要工序。

25.1~10.11≥+=r j R R G K 00F f R j =nn n h h h h f h f h f f ++++++= 21221101.1~05.12≥+=Q R G K j1 制作第一节沉井2 挖土下沉：抽垫、挖土3 接高沉井4 筑井顶围堰5 地基检验和处理6 封底第七章：地下连续墙结构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，称为地下连续墙。

槽幅:一次成槽的槽壁长度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1、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。

2、地质条件和施工的适应性问题。

3、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。

3.地下连续墙的适用条件。

1基坑深度大于10m;2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。

4.了解槽段设计内容。

（略）5.地下连续墙设计计算的主要内容。

1、确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。