《地下建筑结构》课程教学大纲
地下建筑结构教案
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出2～3个问题；
2.教师提出问题，抽1～3个学生单独回答，一般每学时1～3次；
课后总结
用5～6分钟小结本节课的重点、难点
2.中间支承柱的结构形式、施工做法及施工阶段的承载力验算；
教学进程
1.概述. 0.5学时
2.地下连续墙1.0学时
3.中间支撑柱1.0学时
4.逆作法施工的连接接头1.0学时
5.逆作法地下室结构的浇筑0.5学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
教学重点
1.地下连续墙的主要设计内容和地下连续墙兼作外墙时的内力计算方法；
2.中间支承柱的结构形式、施工做法及施工阶段的承载力验算；
3.墙段之间、墙与梁之间、墙与底板之间、中间支承柱与梁之间等的连接接头的构造及特点。
4熟悉逆作法地下室结构的浇筑方法
教学难点
1.地下连续墙的主要设计内容和地下连续墙兼作外墙时的内力计算方法；
《地下建筑结构》课程第3章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第三章地下结构可靠度理论
学时数
2学时
教学目的
(1)熟悉地下工程结构分析的不确定因素、地下工程结构可靠度分析原理及特点;
(2)熟悉结构极限状态、结构可靠度、结构可靠指标等墓本概念和极限状态方程的表示方法;
(3)了解地下工程结构可靠指标的近似计算方法，包括一次二阶矩法、验算点法、JC法等;
《地下建筑结构》课程教学大纲要点
《地下建筑结构》课程教学大纲课程编号：031190 学分：3 总学时：51大纲执笔人：张子新大纲审核人：丁文其一、课程性质与目的《地下建筑结构》是土木工程专业限定选修课，是从事地下建筑工程设计与施工的专业课程。
通过本课程的学习，使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。
二、课程基本要求通过学习，学生在掌握地下建筑结构理论和应用知识方面应该达到如下要求：（其中基础理论部分为必须达到；工程应用部分因工程类型繁多，可根据实际需要按课内学时分配表选用。
1、了解地下建筑结构的概念和作用，熟悉土层和岩石中地下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容；2、了解土层和岩石地下衬砌结构的荷载，了解结构弹性抗力的概念和计算理论，掌握常见荷载的计算方法和弹性抗力的局部变形理论计算方法。
3、了解地道式结构适用环境和构造，掌握拱形衬砌结构的设计计算内容和方法；4、了解地层与地下结构共同作用的概念、分析原则和工程应用。
1、了解各种隧道结构的适用环境和构造，掌握拱形衬砌结构的设计计算内容和方法。
2、了解浅埋式地道结构的形式、构造特点。
掌握矩形框架结构的分析与设计方法。
3、了解附建式地下结构（地下室）的结构选型和设计计算内容，掌握常见地下室结构的设计计算方法。
4、了解盾构隧道和顶管隧道的功能和适用环境，了解顶管结构的设计计算内容和方法，掌握盾构隧道结构的设计计算方法和构造要求。
5、了解沉井、沉管结构的类型和特点，了解沉管结构的设计计算内容和方法，掌握沉井结构的设计计算和构造处理。
6、了解喷锚结构的概念和设计计算方法，熟悉新奥法的原理和实际运用。
7、了解基坑工程围护结构的主要类型和构造。
掌握水泥土、地下连续墙等围护结构的设计方法。
掌握支撑体系的设计方法。
三、教学的基本内容（一）绪论1．地下结构的概念和功用地下结构的概念、功用和特点。
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》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、分类及功能。
2. 学生能够理解地下建筑结构的设计原则，包括承重、防水、通风等方面。
3. 学生能够了解地下建筑结构在城市建设中的应用及其优点。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的优缺点，提出改进方案。
2. 学生能够通过实际案例分析，掌握地下建筑结构的设计方法和施工技术。
3. 学生能够运用图示、模型等形式，展示地下建筑结构的设计理念。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地下建筑结构的兴趣，激发他们对城市建设的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在设计过程中尊重他人意见的良好品质。
3. 培养学生的创新精神，使他们认识到地下建筑结构在可持续发展中的重要性。
本课程旨在帮助学生掌握地下建筑结构的基本知识，提高他们的设计能力和实践操作技能。
结合学生的年龄特点和认知水平，课程内容以实际案例为载体，注重理论与实践相结合，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
通过本课程的学习，学生将能够更好地理解地下建筑结构在现代社会中的重要作用，为未来城市建设贡献力量。
二、教学内容1. 地下建筑结构基本概念：包括地下建筑的定义、分类、功能及发展历程。
- 教材章节：第一章 地下建筑结构概述2. 地下建筑结构设计原则：讲解承重、防水、通风、采光等方面的设计要求。
- 教材章节：第二章 地下建筑结构设计原理3. 地下建筑结构施工技术：介绍常见的施工方法、工艺流程及质量控制要点。
- 教材章节：第三章 地下建筑结构施工技术4. 地下建筑结构案例分析：分析具有代表性的地下建筑项目，总结其设计理念、施工技术和优缺点。
- 教材章节：第四章 地下建筑结构案例分析5. 地下建筑结构创新设计：引导学生运用所学知识，开展创新设计实践。
- 教材章节：第五章 地下建筑结构创新设计6. 课程总结与拓展：对本课程内容进行总结，探讨地下建筑结构在可持续发展、城市更新等方面的应用前景。
地下工程结构课程设计 教学大纲
地下工程结构课程设计一、课程说明课程编号：020344Z11课程名称（中/英文）：地下工程结构课程设计/ Design Practice of Underground Engineering Structure课程类别：课程设计学时/学分：2周/2学分先修课程：土力学与地基基础》、工程地质》、结构力学》、混凝土结构》、地下空间建筑设计原理》、地下工程设计与施工》、建筑材料》适用专业：城市地下空间工程教材、教学参考书：（1）.夏明耀，曾进伦主编.地下工程设计施工手册(第二版). 北京：中国建筑工业出版社，2014；（2）.王树理主编.地下建筑结构设计（第三版）.北京：清华大学出版社，2005；（3）.沉井沉箱设计、施工及实例. 北京：中国建筑工业出版社，2010；（4）.基坑工程手册（第二版）北京：中国建筑工业出版社，2009；（5）.逆作法设计施工与实例.北京：中国建筑工业出版社，2011；（6）.盾构法的调查.设计.施工.北京：中国建筑工业出版社，2008；（7）.相关设计规范、规程二、课程设置的目的意义地下工程结构课程设计是为城市地下空间工程专业的一门设计实践课。
课程设计将地下工程结构设计种类、原理和方法，技术标准、规范和规程与工程实际相结合，通过对地下工程结构实际问题开展设计训练，使学生系统学习作用在地下工程上的水土压力，地下工程开挖对周围环境的影响和防护，突出地下工程结构设计计算理论和方法的在工程中的实际应用，使学生基本掌握多种地下工程的设计原理和方法，旨在培养地下工程结构设计人才，为学生今后在该领域从事工程设计、科学研究与工程实践等方面的工作，奠定基础。
三、课程的基本要求知识：掌握地下工程上的水土压力计算、土层地下工程结构设计方法和计算理论、盾构法隧道衬砌结构设计、沉井和沉管结构设计、浅埋隧道结构设计、顶管结构设计和地下工程环境保护等设计方法。
根据地下工程建造特点、工程安全和周围环境要求出发，对多种提出的地下工程设计和施工方案进行技术设计和经济比较，以在设计或施工各类地下工程时达到安全可靠，经济合理的效果。
《地下建筑结构课程设计》
《地下建筑结构课程设计》教学大纲课程编号：030237 学分：2 总学时：2周+20（上机） 大纲执笔人：张子新 大纲审核人：丁文其一、课程设计性质与目的通过对地下建筑结构工程的设计，初步掌握隧道等常用地下建筑结构设计的步骤和方法，巩固和加深所学的地下建筑结构计算方法及相关的理论知识。
二、课程设计基本要求运用《地下建筑结构》课程已学习的知识，理论联系实际，解决实际工程问题。
要求独立完成一般地下建筑结构布置；计算简图确定；结构构件截面尺寸估算；土压力等荷载、内力和配筋的计算；绘制施工图等综合能力的训练。
通过地下建筑的结构设计、计算，加深理解地下结构设计的基本理论及概念，提高分析和解决问题的能力。
三、课程设计基本内容 1、隧道断面结构设计资料设有某地下洞室工程所处地层的围岩类型介于丙Ⅰ类和丙Ⅱ类之间，时有地下水的活动影响，地层容重γ0＝25kN/m3，抗力系数k ＝3×105 kN/m3，kd ＝4×105 kN/m3，衬砌材料：拱圈边墙采用C15混凝土，γ＝24 kN/m3，E ＝2.6×107 kN/m2，平均超挖每边0.1m.使用要求：内净跨l0/2＝4.45m ，内净高7.8m ＋0.27m ，根据净空高度及结构要求选定d0＝0.6m ，dn ＝0.9m ，dc ＝1.0m ，R0＝4.68m ，边墙底部展宽0.2m ，厚度0.6m 。
建议：(1). m l R R f 23090.3)2/(20200=--=； (2) 侧压系数ξ＝0.1, 荷载计算321q q q q ++=；(3) 要求：（1）计算书 （2）内力图 （3）设计断面图；(4) 独自编制程序，并附详细计算书；2、地铁隧道结构设计资料设计的管片衬砌可安全承受设计荷载，基本资料如下： （1）隧道功能设计的隧道将用作地铁隧道。
（2）设计条件 （3）管片尺寸管片类型：RC ，平板型管片 管片衬砌直径：Do = 9500 mm 管片衬砌矩心半径：Rc = 4550 mm 管片宽度：b=1200mm 管片厚度：t=400mm（4）围岩状况埋深：H=12．3m地下水位：G.L. + 0.6m Hw= 12.3+0.6= 12.9 mN值：N=50土的容重：γ= 18 kN/m3土的水下容重：γ’=8 kN/m3土的内摩擦角：Ф= 32°土的粘性：C = 0 kN/m2反作用系数：k = 20 MN/m3侧向土压系数：λ= 0.5附加荷载：p0 = 39.7 kN/m2土的状况：砂质材料允许应力：混凝土：额定强度fck=42 MN/m2允许抗压强度δca=17 MN/m2允许抗剪强度τca=0.55 MN/m2钢筋(SD35)：允许强度：δsa= 200 MN/m2螺栓(材料8．8)允许抗拉强度：δBa = 240 MN/m2四、实验或上机内容基于所采用的设计方法，编制相应的程序。
《地下结构设计》课程教学大纲
《地下结构设计》教学大纲一、课程基本情况英文名称：Design of Underground Structures课程编号：F0917********总学时：48 讲课学时：48 实践学时：0总学分：3课程性质：必修考核方式：考试适用对象：土木工程专业（地下工程方向）先修课程：土力学、岩体力学、混凝土结构设计原理参考文献：《地下结构设计》，赵延喜、戚承志、周宪伟，人民交通出版社，2017《地下建筑结构设计》(第3版)，王树理，清华大学出版社，2015《地下结构设计理论与方法及工程实践》，孙钧，同济大学出版社，2016二、课程目标本课程是土木工程（地下工程）专业核心课程，涉及土力学与地基基础、岩体力学、基础工程、结构设计原理、结构力学等知识。
通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.能复述地下结构的概念，明确地下结构分类、特点和地下结构的形式，说明地下结构设计程序。
支撑毕业要求1-4 2.能计算土层和岩石地下衬砌结构的荷载，能复述地层与地下结构共同作用的概念、能计算土压力、围岩压力和弹性抗力；能采用局部变形理论和共同变形理论计算地下结构，阐述结构弹性抗力的概念和计算理论；能阐明地下连续墙和基坑等围护结构的设计计算方法，能进行地下连续墙施工方法、特点及设计、结构计算，围护结构计算模型及计算原则、桩墙内力计算分析方法、支撑体系平面框架计算，能进行围护结构内力计算和设计。
支撑毕业要求2-43.能阐明各种地下结构的适用环境和构造；能设计地铁车站、区间隧道、沉管、沉井、地下连续墙等各种地下结构的结构形式，能利用明挖法、暗挖法进行地铁车站结构设计；能设计区间隧道衬砌断面形式、抗裂及裂缝限制计算、强度计算等。
能阐述隧道防水及其综合处理方法及技术措施；能阐明地下工程抗震设计中震害现象及地下结构抗震设计的原则及结构措施；能利用BIM技术进行地下结构设计及优化。
支撑毕业要求3-1，3-2表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：地下结构的概念、分类支撑课程目标1（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生能解释地下结构概念，明确地下结构的分类方法，能按使用功能、周围围岩介质、设计施工方法和建筑材料和结构形式等对地下结构进行分类；能理解地下结构的特点，能掌握地下结构的形式和断面选择；能掌握地下结构的设计程序，能了解地下结构初步设计和施工图设计。
《地下建筑结构》课程设计大纲
《地下建筑结构》课程设计大纲一、《地下建筑结构》课程设计目的与任务《地下建筑结构》课程设计是教学计划要求中的一个重要教学环节,是在通过学习地下建筑结构相关知识、相关理论的基础上，结合地下工程专业方向的具体特点而进行的一次教学实践活动，是培养高级工程技术人材的一个重要环节，其目的和任务是：1．使学生系统地巩固、充实和提高本课程的基础理论；2．培养和锻炼学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决实际问题的能力；3．培养学生树立从事科技工作的正确思想、观点和方法；掌握党的基本建设方针政策，熟悉各种规程、规范；4．使学生在设计、计算、绘图和计算机的应用等方面的基本技能得到一定的锻炼和提高；为了达到上述目的与任务，在设计过程中，尽力作到下列的具体教学要求：1．了解一个具体地下工程项目设计的基本情况。
2．掌握编制一个具体地下建筑结构的设计的内容和方法。
3．熟悉地下工程结构图设计的方法。
4．进行科研方法的初步训练。
课程设计对学生来说，既是一个培养、学习的过程，同时，也是对学生运用所学课程以及相关课程的基础理论知识和专业知识，独立分析和解决地下结构设计问题能力的检验。
因此学生应根据课程设计大纲要求，积极主动地在规定的时间内独立完成课程设计大纲规定的内容。
教师应密切结合学生的学习过程，搞好设计指导。
二、选题原则根据教学要求和学生的实际可能，指导教师提出设计题目，题目遵循下列原则：1．内容应符合课程设计的目的与任务所规定的具体教学要求。
2．有利于学生得到从事工程设计工作的训练。
3．工作量大小和难易程度要适当，使学生经过努力可以在规定的时间内独立完成设计大纲规定的任务要求。
三、本课程设计要求通过课程设计，结合相关的设计要求，掌握地下建筑结构设计中的部分设计内容，使学生所学到的基础理论和专业技术知识系统、巩固、延伸和拓展，培养学生自身独立思考和解决工程实际问题的能力，学会使用各种相关的工具书及查找资料。
写出地下建筑结构设计书一份，内容包括设计计算书、内力图和设计截面图，并附源程序（计算机打印、绘图）。
地下建筑结构(中国地质大学孙金山)1-1
地下建筑结构组成：地层（土、岩、水等）+结构（混凝土、
钢筋等）。
按照使用要求在地层中挖掘洞室 沿洞室周边修建永久性支护结构——即衬砌结构。 内部结构与地面建筑的设计基本相同
地下工程三大要素
围岩（介质） 空间（功能）
结构（支承介质、实现功能）
结构作用：结构主要是起承重和围护作用。
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
双连拱隧道结构
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”。
沉箱、沉井、沉管法
盾构法（SM, TBM）
顶管法(大口径与微型顶管)
新奥法（NATM）、钻爆法
4、按结构型式分类
地下建筑和地面建筑结合在一起的常称为附建式，独立修 建的地下建筑称为单建式。
1、地下室结构
武汉某大楼深基坑锚桩施工现场
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
《地下建筑结构》
主讲人：孙金山
第1讲 绪论
一．地下建筑结构的定义
地下建筑结构课程教学大纲
《地下建筑结构》课程教学大纲课程编号：L 课程类别：专业限选课学分数： 2 学时数：32适用专业：土木工程应修基础课程：《材料力学》、《结构力学》一、本课程的地位和作用本课程是土木工程专业技术平台课程中的一门专业限选课程。
二、本课程的教学目标本课程的教学目的在于使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。
三、课程内容和基本要求第一章绪论1、教学基本要求了解地下建筑结构的概念和作用，熟悉土层和岩石中地下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容2、教学内容1．地下结构的概念和功用地下结构的概念、功用和特点2．地下结构的形式第二章地下结构的荷载1、教学基本要求了解土层和岩石地下结构的荷载，了解结构弹性抗力的概念和计算理论，掌握常见荷载的计算方法和弹性抗力的局部变形理论计算方法。
2、教学内容1．荷载分类和组合地下结构的荷载类型、组合原则和方式；2．土层压力和围岩压力的计算理论和方法土层环境中不同土质下土压力的确定方法，岩石围岩压力的计算方法；3．地下结构弹性抗力局部变形理论和共同变形理论的基本思想和假定，局部变形理论的具体计算方法。
4．水压力、地震荷载和人防动荷载等的计算第三章弹性地基中结构物的计算1、教学基本要求了解地道式结构适用环境和构造，掌握弹性地基梁、地下框架结构的设计计算内容和方法2、教学内容1．概述弹性地基理论的概念、解析解与数值方法、优缺点与适用场合。
2．弹性地基梁能量原理、有限元表达式、软件设计、工程应用。
3．地下框架结构有限元表达式、软件设计、工程应用。
4．特殊的课题深梁的计算、杆系结构的几何非线性、弹性地基板。
第四章地层与地下结构的共同作用1、教学基本要求了解地层与地下结构共同作用的概念、分析原则和工程应用2、教学内容1．概述共同作用的概念、分析方法的现状、地下结构的合理设计方法。
2．地层模型弹性模型、弹塑性模型、时间效应、非连续介质模型。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计1. 课程设计背景地下建筑结构作为一种全新的建筑形式，具有广泛的应用前景。
课程设计旨在通过理论学习和工程实践，探究地下建筑结构的设计原理和施工技术，为学生提供完整的地下建筑设计方案和施工方案，培养学生的实际操作能力与创新意识。
2. 课程设计目标•理解地下建筑结构的特点、优点及适用范围，掌握地下建筑结构设计原理和施工技术；•能够独立开展地下建筑结构的设计方案和施工方案；•培养实际操作能力和创新意识，提高综合素质与团队合作精神。
3. 课程设计内容3.1 理论学习•地下建筑结构的特点和适用范围；•地下建筑结构的施工工艺和材料选用；•地下建筑结构的设计原理和方法；•地下建筑结构的质量控制和安全管理。
3.2 工程实践•地下建筑结构设计方案的编制；•地下建筑结构施工方案的编制；•制定地下建筑结构施工计划和施工日志；•地下建筑结构施工现场实习。
4. 课程设计方案4.1 课程设置4.1.1 线上学习•第一周：学习地下建筑结构的特点和适用范围；•第二周：学习地下建筑结构的施工工艺和材料选用；•第三周：学习地下建筑结构的设计原理和方法；•第四周：学习地下建筑结构的质量控制和安全管理。
4.1.2 线下实践•第五周：地下建筑结构设计方案的编制；•第六周：地下建筑结构施工方案的编制；•第七周：制定地下建筑结构施工计划和施工日志；•第八周：地下建筑结构施工现场实习。
4.2 课程评估•课堂参与度（20%）：包括线上学习和线下实践两部分；•课程报告（30%）：学生需提交地下建筑结构设计方案和施工方案；•实践成果（50%）：参与地下建筑结构施工现场实习，实际操作能力和团队协作精神将作为重要评估标准。
5. 总结通过本次地下建筑结构课程设计，学生能够深入了解地下建筑结构的理论知识和实践技能，掌握地下建筑结构的设计原理和施工技术，培养实际操作能力和创新意识，提高综合素质与团队合作精神。
同时，本课程设计实用性强，使学生能够更好地适应未来的建筑市场需求。
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《地下建筑结构》课程教学大纲课程编号：031190 学分：3 总学时：51大纲执笔人：张子新大纲审核人：丁文其一、课程性质与目的《地下建筑结构》是土木工程专业限定选修课，是从事地下建筑工程设计与施工的专业课程。
通过本课程的学习，使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。
二、课程基本要求通过学习，学生在掌握地下建筑结构理论和应用知识方面应该达到如下要求：（其中基础理论部分为必须达到；工程应用部分因工程类型繁多，可根据实际需要按课内学时分配表选用。
1、了解地下建筑结构的概念和作用，熟悉土层和岩石中地下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容；2、了解土层和岩石地下衬砌结构的荷载，了解结构弹性抗力的概念和计算理论，掌握常见荷载的计算方法和弹性抗力的局部变形理论计算方法。
3、了解地道式结构适用环境和构造，掌握拱形衬砌结构的设计计算内容和方法；4、了解地层与地下结构共同作用的概念、分析原则和工程应用。
1、了解各种隧道结构的适用环境和构造，掌握拱形衬砌结构的设计计算内容和方法。
2、了解浅埋式地道结构的形式、构造特点。
掌握矩形框架结构的分析与设计方法。
3、了解附建式地下结构（地下室）的结构选型和设计计算内容，掌握常见地下室结构的设计计算方法。
4、了解盾构隧道和顶管隧道的功能和适用环境，了解顶管结构的设计计算内容和方法，掌握盾构隧道结构的设计计算方法和构造要求。
5、了解沉井、沉管结构的类型和特点，了解沉管结构的设计计算内容和方法，掌握沉井结构的设计计算和构造处理。
6、了解喷锚结构的概念和设计计算方法，熟悉新奥法的原理和实际运用。
7、了解基坑工程围护结构的主要类型和构造。
掌握水泥土、地下连续墙等围护结构的设计方法。
掌握支撑体系的设计方法。
三、教学的基本内容（一）绪论1．地下结构的概念和功用地下结构的概念、功用和特点。
2．地下结构的形式地下结构的结构形式和适用环境。
（二）衬砌结构的荷载1．荷载分类和组合地下结构的荷载类型、组合原则和方式。
2．土层压力和围岩压力的计算理论和方法土层环境中不同土质下土压力的确定方法，岩石围岩压力的计算方法。
3．地下结构弹性抗力局部变形理论和共同变形理论的基本思想和假定，局部变形理论的具体计算方法。
4．水压力、地震荷载和人防动荷载等的计算（三）弹性地基中结构物的计算1、概述弹性地基理论的概念、解析解与数值方法、优缺点与适用场合。
2、弹性地基梁能量原理、有限元表达式、软件设计、工程应用。
3、地下框架结构有限元表达式、软件设计、工程应用。
4、物殊的课题深梁的计算、杆系结构的几何非线性、弹性地基板。
（四）地层与地下结构的共同作用1、概述共同作用的概念、分析方法的现状、地下结构的合理设计方法。
2、地层模型弹塑性模型（五）地道式结构1．概述地道式结构的受力特点，地道式结构的类型和适用环境2．地道式结构的荷载计算水平土压力和垂直土压力的计算，围岩水平压力和垂直压力的计算，结构其它荷载的计算。
3．单层单跨拱形结构的内力计算和设计概述，结构构件几何尺寸的计算，计算理论和简图，构造和配筋。
4．单跨双层和单层多跨连拱结构的构造和计算单跨双层结构计算简图和内力计算特点，多跨连拱结构的内力计算。
（六）附建式地下结构（地下室）1．概述地下室的功用、与基础的关系、设计计算的主要问题和结构类型2．梁板式地下室结构选型，荷载计算，计算简图和内力计算，构件配筋与构造3．桩箱、桩伐基础和地下室的结构计算不同上部结构下的地下室结构及其荷载、内力计算方法4．考虑人防要求的地下室结构设计人防荷载特点和计算方法，人防地下室的设计内容和计算方法，口部处理（七）盾构隧道和顶管隧道1．概述盾构隧道和顶管隧道的功用、特点和适用范围，设计计算内容2．盾构隧道结构类型，荷载确定，计算理论，计算简图，内力计算，构造和配筋3．顶管隧道结构类型，荷载确定，计算理论，计算简图，内力计算，构造和配筋（八）沉井、沉管和地下连续墙1．概述沉井、沉管和地下连续墙的概念、适用范围和特点，2．沉井结构沉井的结构类型和构造，设计计算内容，荷载计算，主要构件的设计计算和构造配筋，设计计算的若干问题3．沉管结构沉管结构的类型和构造，结构设计，管段连接和防水技术4．地下连续墙地下连续墙类型，结构设计，接头设计（九）喷锚结构1．喷锚结构的作用原理2．锚杆设计原理和计算方法锚杆加固拱顶危岩的计算，锚杆加固侧墙危岩的计算，锚杆整体加固的计算，3．喷混凝土设计原理和计算方法喷混凝土局部加固的设计原理和计算方法，喷混凝土组合拱的设计原理和计算方法4．新奥法原理和运用（十）地下结构矩阵分析方法和弹性地基梁杆系有限元方法1．概述地下结构矩阵分析方法的概念，地下结构弹性地基梁杆系有限元的概念2．地下结构矩阵分析方法的运用矩阵分析方法的计算原理，地下结构矩阵分析法计算步骤，圆形衬砌结构的矩阵力法分析3．弹性地基梁杆系有限元基本原理，计算方法和步骤，弹性地基上矩形闭合框架的杆系有限元分析四、实验或上机内容采用计算机算法语言编制一般的结构计算程序用于地下连续墙结构、沉管结构、盾构衬砌结构、连拱隧道衬砌结构、弹性地基上矩形闭合框架等的计算。
五、前修课程要求1．土力学、岩石力学、弹性力学有限元2．材料力学和结构力学3．钢筋混凝土结构六、学时分配序号内容学时安排小计理论课时实验课时习题课时上机课时1 绪论 22 衬砌结构的荷载 23 地道式结构 6 2 24 地下室的设计 6 25 盾构隧道和顶管6隧道6 16 沉井、沉管和地下连续墙7 喷锚结构 46 28 地下结构矩阵分析和弹性地基梁杆系有限元9 复习与考试 4总计42 5 4 51七、建议教材和参考书建议教材：《地下建筑结构》，朱合华、张子新，中国建筑工业出版社，2006年。
《地下建筑结构》冯紫良等主编，待出版。
参考书：1.岩石地下建筑结构，重庆建筑工程学院等四校编，中国建筑工业出版社，1982年。
2.土层岩石地下建筑结构，同济大学等编，中国建筑工业出版社，1982年。
3.徐干成、白洪才、洪颖人、刘朝编著.《地下工程支护结构》.中国水利水电出版社，2002年4.谷兆祺、彭守拙、李仲奎编著.《地下洞室工程》.清华大学出版社，1994年5.龚维明、童小东、缪林昌、穆保岗编著.蒋永生主审.《地下结构工程》.东南大学出版社，2004年6.张庆贺主编. 朱合华、黄宏伟副主编.《地下工程》.同济大学出版社，2005年习题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简述地下建筑结构设计程序及内容。
第二章地下结构的荷载思考题2.1地下建筑荷载分为哪几类？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？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如何确定弹性抗力？2.15简述温克尔假定。
第三章弹性地基梁理论思考题3.1简述弹性地基梁两种计算模型的区别。
3.2简述弹性地基梁与普通梁的区别。
3.3简述弹性特征系数 的含义及其确定公式。
3.4何为弹性地基短梁、长梁及刚性梁？有什么区别？习题3.1 如图所示，无限长弹性地基梁，在O点作用集中力P，求梁的变位及内力公式。
3.2 如图所示，两端简支于刚性支座上的弹性地基梁，沿全长受有场布荷载q。
试导出梁的变位及内力公式。
3.3 设在无限长梁上作用四个集中荷载，试求B点的挠度及弯矩。
已知22500722NcmEk=⨯=。
=N102/,,/I3000cmcm第四章荷载结构法思考题4.1荷载结构对受力模型有何假设4.2荷载结构法将土体对结构的作用分为哪两部分4.3荷载结构法如何考虑管片与地基间的相互作用第五章地层结构法思考题5.1地层结构法的受力模型如何假设，与荷载结构法有何异同。
5.2地层结构法中将土层模拟为平面材料，这对结构的实际受力有何影响。
第六章地下建筑结构可靠度理论思考题6.1可靠度的基本概念，地下工程的可靠度分析的特点。
6.2地下结构系统可靠度评价的常规方法有哪些。
6.3可靠度分析对地下施工技术、方案设计有何影响。
第二篇土层地下建筑结构第七章浅埋式结构思考题7.1浅埋式结构的适用场合。
7.2浅埋式结构的地层荷载如何考虑。
7.3矩形框架结构法的计算原理。
第八章附建式大楼地下室思考题8.1附建式大楼地下室的结构形式有哪些。
8.2附建式大楼与主楼间的基础连接处如何处理。
8.3如何考虑主楼的基础荷载对附建式大楼结构受力的影响。
第九章盾构法隧道结构思考题1．盾构法隧道的适用条件及优缺点。
2．盾构法隧道衬砌结构的作用，衬砌结构的类型及其适用条件。
3．盾构衬砌管片的结构构造常识。
4．隧道衬砌结构承受哪些荷载作用，在计算这些荷载时应注意哪些问题。
5．隧道衬砌结构内力计算有哪几种方法，各个方法有何异同，优缺点。
6．隧道衬砌结构断面选择时都应验算哪些内容，在验算时都应注意什么。
7．隧道衬砌结构的防水、抗渗都可以采取那些措施。