第16周周5第3,4节教3-A102 填：1*30名：4*5简：6*5计：1*20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、维护作用内部结构——同地面建筑（与之区别）2.地下建筑结构的工程特点：答：建筑结构替代了原来的地层（承载作用）地层荷载随施工过程是发生变化的地质条件影响地层荷载地下水碓结构设计影响大设计考虑施工、使用的整个阶段地层与结构共同的承载体系地层的成拱效应3.地下建筑结构的设计程序和内容答：设计程序：初步设计技术设计初步设计的步骤：1.找到主题2.依据主题3.用途设计模式4.收集资料5.整理分析资料6.摆出多种界面7.设计出多种思路8. 选出合适的设计模式。
初步设计内容：（一）工程等级和要求，以及静、动载标准的确定；（二）确定埋置深度与施工方法；（三）初步设计荷载值；（四）选择建筑材料；（五）选定结构形式和布置；（六）估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度主要尺寸；（七）绘制初步设计结构图；（八）估算工程材料数量及财务概算。
技术设计内容：（一）计算荷载：求出作用在结构上的各种荷载值；（二）计算简图：拟定出恰当的计算图式；（三）内力分析：得出控制截面的内力；（四）内力组合：求出各控制截面的最大设计内力值；（五）配筋设计：得出受力钢筋，确定分布钢筋与架立钢筋；（六）绘制结构施工详图：结构平面图，结构构件配筋图，节点详图，内部设备的预埋件图；（七）材料，工程数量和工程财务预算。
第二章：地下建筑结构的荷载概念：主动土压力：被动土压力：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：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。
1.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。
2.（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。
3.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模型共同变形理论：弹性半无限空间模型第三章：地下建筑结构的计算方法1 .地下结构设计方法的类型及基本原理。
（重点掌握荷载-结构法、地层-结构法含义和计算过程）国内的设计方法一般分以下4类：荷载结构法：主动地层抗力+被动地层抗力计算原理：首先按地层分类法或由公式确定地层压力，然后按弹性地基上结构物，采用结构力学方法计算内力，进行结构截面设计。
适用条件：浅埋隧道或明洞衬砌地层结构法：共同承载，变形协调计算原理：将地层与结构视为一整体来进行分析，满足变形协调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。
计算过程：地层模拟：单元建立，给出本构模型；结构模拟；地层与结构相互作用：接触面单元，给出本构关系；计算初始地应力；施工模拟。
工程类比法（严格说并非计算方法）收敛限制法：属地层结构法，弹塑-粘性理论（思想合理，但实用上尚待发展）第四章：浅埋式结构1.概念：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。
2.浅埋式结构形式和特点。
（一）直墙拱：用在跨度1.5~4m地下结构中，如地下通道墙体部分通常用砖或块石砌筑，拱体部分视其跨度大小，可采用砖砌拱、预制钢筋混凝土拱或现浇钢筋混凝土拱。
拱顶部分形式：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等。
（二）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（三）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.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4. 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.概念：附建式结构根据一定的防护要求修筑于坚固的建筑物下的地下室，又称防空地下室，与独立修建的地下人防工事相对应。
2.附建式结构的优点。
与单建式人防结构相比的优越性（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。
3.附建式结构的设计要点。
修建附建式结构上部建筑需满足的条件：有防护能力（1）多层建筑：底层外墙选用材料的强度不低于一般砖石砌体强度；外墙开设门窗口面积不大于墙体)/(2m kN h q i i i γ∑=±)/(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-=ψψγωωh e t i i t q h h q e e q 顶顶侧++⎪⎭⎫ ⎝⎛-∑=++=ωωψγϕγ245tan )(2面积的一半；（2）单层建筑：除满足上述条件外，屋盖应为钢筋混凝土结构。
●此外上覆土层需有一定的厚度，以满足防火和抗爆要求。
●在战时设计荷载作用下，可只验算结构的强度，此外，还应根据平时正常使用条件下的荷载进行计算，并以两者中的控制情况，作为结构设计的依据。
●优先考虑建设的因素：1）低洼地带需进行大量填土的建筑；2）需要做深基础的建筑；3）新建的高层建筑；4）人口密集、空地缺少的平原地区建筑。
4.(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5.(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）6.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。
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。
井壁厚度主要决定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性质。
要有足够的强度和厚度。
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。
当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。
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)纵横底梁不宜过多，以免增加结构造价，施工费时，甚至增大阻力，影响下沉。
4.沉井结构设计的主要环节。
(一) 沉井建筑平面布置的确定；(二) 沉井主要尺寸的初步确定和下沉系数的验算。
参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，估算下沉系数，以控制沉速；估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。
(三) 施工阶段强度计算井壁板的内力计算；刃脚的挠曲计算；底横梁、顶横梁的内力计算；(四) 使用阶段的强度计算（包括承受动载）按封闭框架（水平方向的或垂直方向的）或圆池结构来计算井壁并配筋；顶板及底板的内力计算及配筋。
地基强度和变形验算。
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25.1~10.11≥+=r j R R G K 00F f R j =n n n h h h h f h f h f f ++++++= 212211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。