地下建筑结构

地下建筑结构地下建筑结构1.衬砌结构主要起承重和围护作用2.地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件、施工技术等因素确定。3.地下结构的断面形式：矩形、梯形、多边形、直墙拱形、曲墙拱形、扁圆形、圆形。地质较差时选圆形隧道，顶压大时用直墙拱形，大跨度时用扁圆形（仰拱式）4.地下建筑结构分为：浅埋式结构、附建式结构、沉井（沉箱）结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、其他结构、5.岩石地下建筑结构形式主要包括：直墙拱形、圆形、曲墙拱形。6.地下结构设计分为：初步设计和技术设计（包括施工图）两阶段。7.技术细节的主要内容：1.计算荷载2.计算详图3.内容分析4.内力组合5.配筋设计6.绘制结构施工图7.材料、工程数量和工程财务预算。8.荷载的种类按其存在的状态分：静荷载、动荷载、活荷载、其他荷载9.最不利荷载组合的几种情况：静载、静载与活载组合、静载与动载组合10.水土分算采用有效重度计算土压力，按静水压力计算水压力，然后两者相加；水土合算采用土的饱和重度计算总的水土压力11.影响围岩压力的因素：岩体的结构、岩体的强度、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、支护时间等12.f是表征岩体属性的一个重要物理量，它决定岩体性质对压力拱高度的影响对松散体f=tanψ对粘性岩体f=tanψ+c/δ对岩性岩体f=0.01Rｃ13.温克尔假设：地层的弹性抗力与结构变位成正比14.结构可靠度指标В的物理意义：从均值到原点以标准差为度量单位的距离δｚ当β变小失效概率增大，当β变大失效概率减小15.浅埋式结构的形式：直墙拱形结构、矩形框架结构、梁板式结构16.沉箱（沉井）：不同形状的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其沉入地下即沉井或沉箱17.承受核爆炸动载的结构不同于工业民用建筑结构的一个特点是结构允许出现一定的变形18.沉井的类型：按构造分为连续沉井和单独沉井；按平面形状分为圆形沉井、矩形沉井、方形沉井、多边形沉井19.沉井的组成部分：井壁（侧壁）、刃脚、内隔墙、封底和顶盖板、底梁和框架20.地下连续墙设计计算的主要内容包括：1.确定荷载，包括土压力和水压力等2.确定地下连续墙的入土深度3.槽壁稳定验算4.地下连续墙静力计算5.配筋计算、构件强度验算、裂缝开展验算、垂直接头计算21.连续墙的深度由入土深度决定连续墙入土比按地质条件不同取为0.7—1.0连续墙的厚度根据连续墙不同阶段的受力大小、变形及裂缝控制要求决定22.地下连续墙与主体结构的结合方式：单一墙、重合墙、复合墙、分离墙23.地下连续墙的施工接头：1.直接连接构成接头2.使用接头管建成接头3.使用接头箱建成接头4.用隔板建成接头5.用预制构件建成接头24.混凝土管片的设计方法与要求：1.按照强度、变形、裂缝限制等要求进行验算2.确定衬砌结构几个工作阶段，提出各个工作阶段的荷载和安全质量指标要求，进行各个工作阶段和组合工作阶段的结构验算25.荷载的分类：基本荷载（地层应力、水压力、自重、上覆荷载的影响、地基抗力）、附加荷载（内部荷载、施工荷载、地震的影响）、特殊荷载（平行配置隧道的影响、接近施工的影响、其他）26.衬砌内力的计算方法：1.按自由变形的均质圆环计算内力2.考虑土壤介质侧向弹性抗力的圆环内力计算3.日本修正惯用法4.按多铰圆环计算圆环内力27.盾构法中接缝防水的基本要求：1.保持永久的弹性状态和具有足够的承压能力，使之适应隧道长期处于“蠕动”状态而产生的接缝张开和错动2.具有令人满意的弹性龄期和工作效能3.与混凝土构件具有一定的粘结力4.能适应地下水侵蚀28.沉管隧道的设计内容：总体几何设计、结构设计、通风设计、照明设计、内装设计、给排水设计、供电设计、运行管理施工设计等29.沉管结构类型：钢壳结构和钢筋混凝土沉管30.沉管管段内力计算在各不同阶段进行荷载组合的三种形式：1.基本组合2.基本组合+附加荷载3.基本荷载+偶然荷载31.沉管结构浮力设计的内容包括：干舷的选定和抗浮安全系数验算，其目的是最终确定沉管结构的高度和外廓尺寸32.顶管施工顶进力的包括：贯入阻力、摩擦阻力、管节自重产生的摩擦阻力课后思考题1,土压力可分为几种形式？其大小关系如何？答；静止土压力，主动土压力，被动土压力，被动.>静止>主动2简述围岩压力的概念及其影响因素答；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影响因素：岩体结构，岩石强度，地下水的作用，硐室的尺寸和形状，支护的类型与强度，施工方法，硐室的埋置深度，支护时间3简述弹性抗力的基本概念？其值大小与那些因素有关？答：在靠边拱脚和边墙部位，结构产生向地层的变形，由于结构与岩体紧密接触，则岩土体将制止结构的变形，从而产生对结构的反作用，对这个反作用力习惯上称为弹性抗力其大小和分布规律决定于结构的变形和地层的物理力学性质4简述温克尔假定？答：地层的弹性抗力与结构变形成正比。5简述围岩压力计算的两种理论方法？两者的区别答:1)按松散体理论计算围岩压力2）按弹性塑性体理论计算围岩压力区别1）考虑到岩体裂隙和节理的存在，岩体被切割为互不联系的独立块体，因此可把岩体假定为松散体，但被各软弱面切割而成的岩快，结合体与其真正理论上的松散体并不完全相同，这就需要将真正的岩体代之以某种具有一定特性的特殊松散体2）假定调整洞室周边的各种变形区域沿径向依次为非弹性变形区和弹性变形区，非弹性变形区半径R无穷大，在区域的边界上作用着静水压力，在非弹性区半径R的边界上作用着应力6.试述荷载结构法，地层结构法的基本含义和主要区别答：和在结构法认为地层对结构的作用只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），忖砌在荷载作用下产生内力和变形，与其相应的计算法称荷载结构法底层结构：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内力及变形，而且计算周围地层应力区别：地层——结构法相对荷载结构法,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符合工程实际7.地下建筑结构可靠性分析的特点答：1.周围岩石介质特性的变异性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8.结构可靠度分析方法有哪几种？各有什么特点和不同？答：1.中心点法.中心点法最大优点计算简便2.验算点法.验算点法是求解可靠度指标的基础，但这种方法求解的结果只有在统计变量是独立的正态变量和具有线性极限状态方程的条件下才精确3.jc法.jc法适合于随机变量为任意分布下结构可靠度指标的计算4.结构体系的可靠性分析.结构体系的分析方法5.蒙特卡罗法，蒙特卡罗法统计实验方法或者随机抽样技巧法，在目前结构可靠度计算中，被认为是一种相对精确的方法9.试着列举几种工程中常见的线埋试结构形式并简述其特点？答：1.直墙拱形，特点：拱形结构主要承受轴向压力，其弯据和剪力都较小，故一些砖，石和混凝土等抗压性能好而抗拉性能又较差的材料在拱形结构中可充分发挥材料特性2.矩形框架结构，特点：具有空间利用率高，挖掘断面经济，且易于施工的优点③梁板式结构特点，此种工程在地下水位较低的地区或要求防护等级较低的工程中，顶底板做成现浇式钢筋混凝土工程梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙，在地下水位较高或防护等级较高工程中，一般除内部隔墙外，均做成箱型闭合框架钢筋混凝土结构10.浅埋式结构的地层荷载如何计算？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土壤（包括路面材料）的重量之和求出来，然后除顶板的承压面积即可，若某层土壤处于地下水中，则它的重度采用浮重度计算。11.何谓附建式结构?附建式结构的形式，用途及特点有哪些？附建式结构是指根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的在建筑物的地下室，又称防空地下室或附建式人防工事。附建式结构的形式，梁板结构，板柱结构，箱型结构。附建式结构的用途：采用平战结合方式，即平时作为地下停车场，商城，设备间等，也可战时作为人防工事。特点：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增强上层建筑的抗震能力④上部建筑对战时核爆炸冲击波，光辐射，早期和辐射以及炸弹有一定防护作用，防空地下室的造价比单建式防空地下室低⑤结合基本建设同时施工，便于施工管理，同时也便于使用过程中的维护。12.地下连续墙包括哪些内容？槽壁稳定及槽幅设计，槽段划分，导墙设计，连续墙内力计算及配筋设计及连续墙接头设计等13.地下连续墙作为围护结构和立体结构，一部分的设计计算有何不同之处？作为主体结构一部分的地下连续墙结构要承受使用阶段的荷载，包括使用阶段的水土压力，主体结构使用阶段传递的恒载和活荷载，作为挡土为主的结构地下室连续墙主要受水平方向的水土荷载。14.盾构法隧道衬砌结构的防水、防渗都可以采取哪些措施？答：要比较完美的解决隧道防水问题，必须从管片生产工艺，衬砌结构设计、接缝防水几个方面综合治理。抗渗措施：①合理提出衬砌本身的抗渗指标②经过抗渗实验混凝土的合适配合比，严格控制水灰比。一般不大于0.4.另外塑化剂以增加混凝土的和易性。③衬砌构件的最小混凝土厚度和钢筋保护层。④管片生产工艺：振捣方式和养护条件的选择。⑤严格的产品质量检验制度⑥减少管片在堆放、运输和拼装过程中的损坏率15.沉管法结构的适用条件如何？它与盾构法相比有和优缺点适用条件：水道河床稳定和水流并不过急，前者不方便于顺利开挖沟槽，并能见笑土方量，后者便于管段浮运定位和沉放。优点：①隧道可紧贴河床最低点设置，隧道较短。②接头数量少，防水性能好③对地基适应性强，软弱底层均可适应④盾构法断面形状基本为圆形，一般容纳两车道，沉管法断面形状多为矩形，可容纳4、6或更多车道缺点：①需要占用较大场地的干坞②管节浮运，沉放作业需考虑水文、气象等条件等的影响有时需要短期局部封航③基槽开挖数量较大是需较大且进行清淤、对航运和市区环境影响较大适用范围：①作为永久性地下构造物使用②在盾构隧