上海理工大学地下建筑结构复习
1 绪论
1.1简述地下建筑结构的概念及形式
地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。
土层地下建筑结构分为1.浅埋式结构2.附建式结构3.沉井（沉箱）结构4.地下连续墙结构5.盾构结构6.沉管结构7其他如顶管和箱涵结构。
岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。
1.2简述地下建筑结构设计程序及内容
设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段
初步设计主要内容：1.工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定2.确定埋置深度和施工方法3.初步设计荷载值4.选择建筑材料5.选定结构形式和布置6.估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸7.绘制初步设计结构图8.估算工程材料数量及财务概算
技术细节主要内容：1.计算荷载2.计算简图3.内力分析4.内力组合5.配筋设计6.绘制结构施工详图7材料、工程数量和工程财务预算
2 地下建筑结构的荷载
2.1地下建筑荷载分哪几类？
按其存在的状态，可以分为静荷载、动荷载和活荷载等三大类。
2.2简述地下建筑荷载的计算原则
需进行最不利情况的组合，先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面内力，再进行最不利的内力组合，得出各设计控制截面的最大内力。
2.3土压力可分为几种形式？其大小关系如何？
土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea 被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea
2.4静止土压力是如何确定的？
在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，则作用于结构上的侧向土压力，称为静止土压力。静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。
2.5库仑理论的基本假设是什么？并给出其一般土压力计算公式。
基本假设：1)挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土2）挡土墙是刚性的且长度很长，属于平面应变问题3）挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时，土体形成滑动碶体，滑裂面为通过墙踵的平面4）墙顶处土体表面可以是水平的也可以是倾
斜面，倾斜面与水平面的夹角为β角5）在滑裂面和墙背面上的切向力分别满足极限平衡条件。
计算公式见书P.13. P=γh^2K/2
2.6应用库仑理论如何确定黏性土中的土压力大小？
库仑土压力理论是根据无黏性土的情况导出，没有考虑黏性土的黏聚力，因此，当挡土结构处于黏性土层时，应该考虑黏聚力的有利影响。在工程实践中可采用换算的等效内摩擦角来进行计算或在库仑理论基础上，考虑土的黏聚力作用可适用填土表面为一倾斜平面，其上作用有均布超载的一般情况。
2.7简述朗肯土压力理论的基本假设。
基本假定:1)d挡土墙背竖直，墙面光滑，不计墙面与土层之间的摩擦力
2）挡土墙后填土的表面为水平面，土体向下和沿水平方向都能伸展到无穷，即为半无限空间3)挡土墙后填土处于极限平衡状态
2.8如何计算分层土的土压力？
通常采用凑合的方法，按转换成相应的当量土层，分两种情况1）按第i层土的物理力学指标计算第i层的土压力2)按第1—i层土的加权平均指标进行计算
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如何计算的？
分为水压力分算和水压力合算，对砂性土和粉土，可按水土
分算原则进行，对黏性土可根据现场情况和工程经验，按水土分算或合算进行。水土分算是采用浮重度计算土压力，按静水压力计算水压力，然后两者相加即为总的侧压力。水土合算是采用土的饱和重度计算总的水、土压力。
稳态渗流时水压力的计算
2.11简述围岩压力的概念及影响因素。
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。分为围岩垂直压力、围岩水平压力、围岩底部压力。
影响围岩压力的因素很多，主要与岩体的结构、岩石的强度、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、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关。其中岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征。
2.12简述围岩压力计算的两种理论方法？二者有何区别？
两种理论分别为1）按松散体理论计算围岩压力，当地下结构上覆岩层较薄时。通常认为覆盖层全部岩体重量作用于地下结构。这时地下结构所受的围岩压力就是覆盖层岩石柱的重量。深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度，以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量，深埋结构的围岩压力是研究地下洞室上方一个局部范围内的压力现象部分岩体的稳定性，这部分岩体称为岩石拱，只有以下岩体重量对结构产生压力，称此为压力拱，为二次抛物曲线。水平围岩压力只对较松软的岩层才考虑。
由于围岩隆起而对衬砌底板产生的作用力叫底部围岩压力2）按弹塑性体理论计算围岩压力
2.13简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关？
地下建筑结构除承受主动荷载作用外（如围岩压力、结构自重等），还承受一种被动荷载，即地层的弹性抗力。岩土体将制止结构的变形，从而产生了对结构的反作用力，对这个反作用力习惯上称弹性抗力。弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形，还与地层的物理力学性质有着密切的关系。
2.14 如何确定弹性抗力？
目前有两种理论，一种是局部变形理论，认为弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷。另一种是共同变形理论，即认为弹性地基上的一点外力，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
2.15简述温克尔假定。
假设认为地层的弹性抗力与结构变位成正比。
2.16如何考虑初始地应力、释放荷载和开挖效应？
初始地应力的确定对岩石地层，可分为自重地应力和狗找地应力两部分，而土层一般仅有自重地应力。围岩与支护间形变压力的传递，是一个随时间的推进而逐渐发展的过程。这类现象习称时间效应。有限元分析中，形变压力常在计算过程中同时确定，而作为开挖效应的模拟，直接施加的荷载是在开挖边界上施加的释放荷载。释放荷载可有已知初始地应力或与前一步开挖相应的
应力场确定。
3弹性地基梁理论
3.1简述弹性地基梁两种计算模型的区别
第一种模型是局部弹性地基模型，是建立在温克尔假定前提下，把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧，没有反映地基的变形连续性，特别对于密实厚土层地基和整体岩石地基，将会引起较大误差，如果地基上部为较薄的土层，下部为坚硬岩石，结果比较满意。第二种模型是半无限体弹性地基模型，提出另一种假设：把地基看作一个均质、连续、弹性的半无限体，可把弹性力学结论做为计算基础。其中弹性假设没有反映土壤的非弹性性质，均质假设没有反映土壤的不均匀性，半无限体假设没有反映地基的分层特点。
3.2简述弹性地基梁与普通梁的区别
两个区别：1)普通梁只在有限个支座处与基础相连，梁所受的支座反力是有限个未知力，因此，普通梁是静定的或有限次超静定的结构。弹性地基梁与地基连续接触，梁所受的反力是连续分布的，也就是说弹性地基梁具有无穷多个支点和无穷多个未知反力。无穷多次超静定。2）普通梁的支座通常看作是刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形，而弹性地基梁必须同时考虑地基的变形。实际上梁与地基是共同变形的。
3.3简述弹性特征系数α的含义及其确定公式
α是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数，反映了地
基梁与地基的相对刚度，对地基梁的受力特性和变形有重要影响，通常把α称为特性系数，αλ称为换算长度。计算公式4K EI α=或4Kb EI α=
3.4何为弹性地基短梁、长梁及刚性梁？有什么区别？
当弹性地基梁的换算长度1<λ=αL<2.75时，属于短梁，它是弹性地基梁的一般情况。长梁可分为无限长梁、半无限长梁。当换算长度λ>=2.75时，属于长梁，若荷载作用点距梁两端的换算长度均不小于2.75时，可忽略该荷载对梁端的影响，这类梁称为无限长梁，若荷载作用点仅距梁一端的换算长度不小于
2.75时可忽略该荷载对这一端的影响，而对另一端的影响不能忽略，这类梁称为半无限长梁，无限长梁可化为两上半无限长梁。当换算长度λ<=1时，属于刚性梁，可认为梁是绝对刚性的。划分标准主要依据梁的实际长度与梁和地基的相对刚度之乘积。 4地下建筑结构的计算方法
4.1简述地下建筑结构计算理论的发展过程
地下建筑计算理论建立了典型的假定抗力方法、弹性地基梁的力法、角变位移法及不平衡力矩与侧力传播法等
4.2简述地下建筑结构计算方法的类型及含义。
1）以参照以往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法
2）以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法，例如以洞周位移量测值为根据的收敛—限制法
3)作用—反作用模型，例如对弹性地基圆环和弹性地基框架建立的计算法等
4）连续介质模型，包括解析法和数值法，解析法中有封闭解，也有近似解，数值计算法目前主要是有限元法
我国采用的计算方法主要有荷载—结构模型，地层—结构模型，经验类比法，收敛限制模型（或称特征线法，计算理论也是地层结构法）
4.3试述荷载结构法、地层结构法的基本含义和主要区别
荷载结构模型认为地层对结构的作用只是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）衬砌在荷载作用下产生内力和变形，与其相应的计算方法称为荷载结构发，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作用。
地层结构模型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的内力及变形，而且计算周围地层的应力，充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用。相对于荷载结构发，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能符合工程实际。设计原理是将衬砌和地层视为整体共同受力的统一体系，在满足变形协调条件的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。
4.4简述荷载结构法和地层结构法的计算过程
荷载结构法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。
地层结构法，计算包括初始地应力，本构模型，单元模式，施工模拟几部分
6 浅埋式结构
6.1 试列举几种工程中常见的浅埋式结构形式并简述其特点
大体可归纳为三种：直墙拱形结构（在小型的地下通道以及早期的人防工程中比较普遍，拱形结构主要承受压力，弯矩和剪力都较小，主要使用砖石和混凝土等抗压性能较好抗拉性能较差的材料,有半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式）、矩形框架（具有空间利用率高，挖掘断面经济，易于施工的优点,顶底板为水平构建承受弯矩较拱形结构大，故一般做成钢筋混凝土结构，可以是单跨双跨或多跨的）和梁板结构（如地下医院、教室、指挥所等），或是上述形式的组合。
6.2简述浅埋式矩形框架结构的计算原理，如何确定其计算简图？
结构计算包括三方面：荷载计算、内力计算、截面设计。在静荷载作用下地层中的闭合框架一般按弹性地基上的框架进行计算，弹性地基可按温克尔地基考虑，也可将地基视作弹性半无限平
面。在特殊荷载与其他荷载共同下，按弯矩及轴力对构件进行强度验算时，要考虑材料在动载作用下的强度提高，而按剪力和扭力对构件进行强度验算时，则材料的强度不提高。
6.3浅埋式结构的适用场合
6.4浅埋式结构的地层荷载如何考虑
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层土壤包括路面材料的重量之和求出来，然后除以顶板的承压面积即可，如果土壤位于地下水中，则它的容重要采用浮容重。
6.5浅埋式结构考虑与不考虑弹性地基影响有何区别
6.6浅埋式结构节点设计弯矩与计算弯矩有何区别？如何计算节点的设计弯矩？
根据计算简图求解超静定结构时，直接求得是节点处的内力，然后利用平衡条件可以求得各杆任意截面处的内力。节点弯矩（计算弯矩）虽然比附近截面的弯矩打，但其对应的截面高度是侧墙的高度，所以实际不利的截面则是侧墙边缘处的截面，对应的截面弯矩称为设计弯矩。
7 附建式地下结构
7.1何谓附建式结构？附建式结构的形式、用途及特点有哪些？
附建式地下结构是指根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室，又称防空地下室或附建式人防工事。附建式结构的形式有1梁板结构2板柱结构3箱形结构4其他结构
7.2附建式人防工事在设计时，需要注意哪些事项？
附建式地下结构设计不仅要根据强度和稳定性的要求确定其断面尺寸与配筋方案，对结构进行防光辐射和早期核辐射的验算，对其延性比加以限制不使结构变形过大，同时要保证整体工事具有足够的密闭性和整体性。由于处于土层介质中其构造要求如下，1建筑材料的最低强度等级不应低于相关规范所规定的数值。2结构的最小厚度不低于表7-1的数值3保护层最小厚度应比地面结构增加一些保护层最小厚度可按表7-2规定取值4变形缝的设置受地面建筑物的制约较大。原则上应服从地面建筑的要求5圈梁的设置6构件相接处的锚固7其他构造要求
7.3附建式结构的荷载有哪几类?如何确定附建式结构的荷载？顶板1核爆炸冲击波超压所产生的动载设计中常将冲击波动载变为相应的等效静载2顶板以上的静荷载包括设备夹层、房屋底层地坪和覆土层重以及战时不迁动的固定设备等。3顶板自重
侧墙的战时荷载组合1压缩波形成的水平方向动载，可通过计算将动荷载转变为等效静载2顶板传来的动荷载与静荷载，根据顶板荷载计算结果求出反力来确定3上部地面建筑自重4侧墙自重5土壤侧压力及水压力
承重内墙（柱）1上部地面建筑的部分自重（目前建议取其一半）不应计入2顶板传来的动荷载一般化为等效静载3顶板传来的静荷载4地下室内墙（柱）的自重
7.4附建式结构设计需要符合哪些规范要求，如何做到平战结
合？
7.5附建式结构顶板、临空墙、洞口的防护要求有何特点？构造上如何处理？
位于防护门以外通道内的防空地下室外墙称为临空墙，临空墙外侧没有土层，厚度应满足早期核辐射的要求，同时它是直接受冲击波作用，动荷载要比一般外墙大，应尽量减少临空墙。当室外出入口没有条件设在地面建筑物倒塌范围以外，而又不能和其他地下室联通时可考虑在室外出入口口部设置坚固棚架的方案。当竖井式室外出入口不能设在地面建筑物倒塌范围以外时，也可考虑设在建筑物外墙一侧，其高度可在建筑物底层顶板水平上。
7.6简述附建式结构的口部设计的重要性及其特点。
防空地下室的口部是整个建筑物的一个重要部位，在战时它比较容易被摧毁造成口部的堵塞，影响整个工事的使用和人员的安全，为使地下室与地面建筑连系，特别是为平战结合创造条件，每个独立的防空地下室至少要有一个室内出入口。室内出入口有阶梯式与竖井式两种
8 沉井与沉箱结构
8.1 简述沉井结构与沉箱结构的特点及其应用范围
8.2 简述沉井结构设计计算上的特点及其需要进行的若干步骤。
8.3压气沉箱结构在施工上有何特点？它与沉井结构的施工有何不同？
8.4简述压气沉箱主体结构的构成情况以及在设计上的注意事项
9 地下连续墙结构
9.1试述地下连续墙结构的优点及适用条件。
9.2地下连续墙结构包括哪些设计内容？
9.3导墙作用是什么？如何确定导墙深度与宽带？
9.4地下连续墙结构作为围护结构和主体结构一部分的设计计算有何不同之处？
9.5地下连续墙槽段划分的依据是什么？槽段长度对槽壁稳定性有何影响？
9.6地下连续墙结构槽段间接头形式有哪几种？其适用条件如何？
9.7作为主体结构的一部分的地下连续墙结构与主体结构的连接有哪些方式？其各自特点及适用条件如何？
10 盾构法隧道结构
10.1盾构法隧道的适用条件和特点？
10.2盾构法隧道衬砌管片有哪几种？举出三种常见型号并简述其各自特点和使用条件？
10.3盾构法隧道结构计算模型有哪几种？各有何优劣？如何考虑接头的影响？
10.4盾构法隧道结构的水土荷载如何计算？试分析地层抗力对隧道结构内力的影响？
10.5简述几种新型管片形式的特点
10.6盾构法圆形衬砌管片拼装方式有哪几种，各自有何优缺点
和适应性？
10.7盾构法隧道衬砌内力分布与管片结构的关系？
10.8盾构法隧道衬砌结构断面选择时都应验算哪些内容，验算时都应注意什么？
10.9盾构法隧道衬砌结构的防水、抗渗都可以采用哪些措施？
同济大学地下建筑结构复习 1 绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式 地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。 土层地下建筑结构分为1.浅埋式结构2.附建式结构3.沉井（沉箱）结构4.地下连续墙结构5.盾构结构6.沉管结构7其他如顶管和箱涵结构。 岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及内容 设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段 初步设计主要内容：1.工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定2.确定埋置深度和施工方法3.初步设计荷载值4.选择建筑材料5.选定结构形式和布置6.估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸7.绘制初步设计结构图8.估算工程材料数量及财务概算 技术细节主要内容：1.计算荷载2.计算简图3.内力分析4.内力组合5.配筋设计6.绘制结构施工详图7材料、工程数量和工程财务预算 2 地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类？ 按其存在的状态，可以分为静荷载、动荷载和活荷载等三大类 2.2简述地下建筑荷载的计算原则 需进行最不利情况的组合，先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面内力，再进行最不利的内力组合，得出各设计控制截面的最大内力。 2.3土压力可分为几种形式？其大小关系如何？ 土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea 被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea 2.4静止土压力是如何确定的？ 在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，则作用于结构上的侧向土压力，称为静止土压力。静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。 2.5库仑理论的基本假设是什么？并给出其一般土压力计算公式。 基本假设：1)挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土2）挡土墙是刚性的且长度很长，属于平面应变问题3）挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力
地下建筑结构 1地下建筑结构的设计原则:安全适用、技术先进、经济合理。 2 确定地下建筑结构形式的因素: 1)控制因素——受力条件:在一定地质条件下的围岩压力、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形式。 2)制约因素——使用要求:地下建筑物必须考虑使用要求。 3)重要因素——施工方案:在地质条件和使用条件相同情况下,施 工方法不同其采取的结构形式也不同。 3 围岩压力:是指位于地下结构周围岩土体发生变形或破坏,作用 在衬砌结构或支撑结构上的压力。是作用在地下结构的主要荷载。 4 围岩压力的影响因素 ①围岩的结构;②围岩的强度;③地下水的作用;④洞室的尺寸与形状; ⑤支护的类型和刚度;⑥施工方法;⑦洞室的埋置深度;⑧支护时间; ⑨其他因素 5 地下结构与地面结构区别: (1)地下结构存在地层弹性抗力,其变形受到地层的约束;而地面结 构的变形不受介质约束;
(2)地下结构存在地层弹性抗力,结构的受力条件得以改善,其承载力有所增加4、初始地应力由自重应力和构造应力两部分组成。 6 当地下结构产生压向地层的变形,由于结构与岩土体紧密接触,则岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,即弹性抗力。 7 弹性地基梁:是指搁置在具有一定弹性地基上,各点与地基紧密相贴的梁。 8 弹性地基梁与普通梁的两大区别: (1)超静定次数是无限还是有限 普通梁只在有限个支座处与基础相连,梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁是静定的或有限次超静定的结构。 弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,具有无穷多个支点和无穷多个未知反力,因此,弹性地基梁是无穷多次超静定结构。 (2)地基的变形是考虑还是略去 普通梁的支座通常看作刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形。 弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形;梁与地基是共同变形的;一方面梁给地基以压力,使地基沉陷,反过来,地基给梁以相反的压力,限制梁的位移。
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
地下结构的定义：保留上部地层（山体或土层）的前提下，在开挖出能提供某种用途的地下空间内修建的结构物，统称为地下结构。 地下工程分类：交通隧道，水工隧洞、矿山巷道、地下仓库、地卞工厂、地下民用与公共建筑、地F市政工程、人防工程、国防地下工程。 地下建筑是修建在地层屮的建筑物。它可以分为两人类：一类是修建在土层屮的；一类是修建在岩层中的；广义上讲，任何结构物都是修建在相应的介质屮的， 下建筑结构，即埋置于地层内部的结构。 永久性支护结构——即衬砌结构。衬砌结构主要是起用重和围护两方血的作用。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R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F建筑结构在计算理论上与地而建筑结构最主要的差别。 结构型式首先由受力条件来控制，即在一定地质条件的土水压力下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。 结构型式也受使用要求的制约；施工方案是决定地卜?结构型式的重耍因素地下结构常见的型式有以下几种 （1）附建式结构（2）浅埋式结构图3）地道式结构4）沉井法结构（5）盾构法结构（6）连续墙结构（7）顶管结构（8）沉管法结构 设计分工艺设计、规划设计、建筑设计、防护设计、结构设计、设备设计等。结构设计工作一般分初步设计和施工图设计两个阶段。 初步设计的内容：（1）工程防护筹级，三防要求与动载标准的确定； （2）确定埋置深度与施工方法； （3）草算荷载值； （4）选择建筑材料； （5）选定结构型式和布置； （6）佔算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸； （7）绘制初步设计结构图； （8）估算工程材料数量及财务概算。 技术设计：（1）计算荷载：（2）计算简图：3）内力分析：（4）内力组合：（5）配筋设计：（6）绘制结构施工详图；（7）材料、工程数量和工程财务预算 计算原则：1）使用规范 2）设计标准：确定地下建筑物的荷载、建筑材料的选用、允许考虑由塑性变形引起的内力重分布、截面计算原则、材料强度指标 3）计算理论 （1）计算原理：较多地应用以文克尔假定的基础局部变形理论以及以弹性理论为基础的共同变形理论。说明 （2）计算方法：一?般结构力学法，弹性地棊梁法，矩阵分析法。 浅埋暗挖法 施工中应坚持十八字方针：管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。
基础与地下室 一、填空题： 1、地基按是否需要处理可分为与两大类。 天然地基、人工地基 2、建筑物的荷载在地基中向下传递时，地基应力与应变逐渐递减至忽略不计，据此可将地基分为层与层两个层次。 持力层、下卧层 3、基础埋深是指垂直距离。 室外地面标高至基础底面标高之间 4、基础按所用材料和受力特点可分为和两大类。 刚性基础、柔性基础 5、当埋深变化时，刚性基础底宽的增加要受到的限制。 刚性角 6、基础按构造形式可分为条形基础、独立基础与联合基础三大类、其中常见的联合基础形 基础、基础等。 7、地下室防潮包括防潮和防潮两个方面以使整个地下室防潮层连成整体，形成整体防潮。 水平、垂直 9、地下室柔性防水构造可分为与两种做法。 外防水、内防水 二、单选题： （ C ）1. 地基是： A、建筑物地面以下的承重构件 B、建筑物的下层结构 C、是承受由基础传下荷载的土层 D、建筑物的一部分 （A）2. 埋深大于5米的基础称为 A、深基础 B、浅基础 C、不埋基础 D、刚性基础 （ B ）3. 当地下水位很高，基础不能埋在地下水位以上时，为减少和避免地下水的浮力和影响，应将基础底面埋至什么位置 A、最高水位200 mm以下 B、最低水位200 mm以下 C、最高水位500 mm以下 D、最高水位与最低水位之间 （ C ）4. 一般情况下，对埋置在粉砂、粉土和黏性土中的基础，基础底面应埋置在冰冻线 （ B ）5. 砖基础采用台阶式、逐级向下放大的做法，一般按每2皮砖挑出多少来砌筑 A、1/2砖 B、1/4砖 C、3/4砖 D、1皮砖 （ D ）6. 刚性基础的受力特点是 A、抗拉强度大，抗压强度小 B、抗拉、抗压强度均大 C、抗剪强度大 D、抗压强度大、抗拉强度小 （ B ）7. 钢筋混凝土柔性基础中钢筋直径不宜小于8mm，混凝土强度不低于
福州大学2013～2014学年第2学期考试A 卷 课程名称 地下建筑结构 考试日期 考生姓名 学号 专业或类别 土木工程 考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。 2、单数码页均应填写姓名、专业等信息。 3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、问答题（共5题，每题8分） 1、计算侧向土压力的理论有哪两种。列出其基本公式，它们在计算假定上有什么区别。 郎肯理论假定: 挡土墙背垂直光滑；填土表面水平；墙体为刚性体。 其主动土压力为a a a K c zK 2-=γσ，其中)2 45(tan 2? -= a K 。其被动土压力为 p p p K c zK 2-=γσ，其中)2 45(tan 2? += p K 。 库仑理论假定：理想的散粒体；墙背粗糙；滑动破坏面为平面；楔体整体滑动且处于极限平衡状态。 其主动土压力为2 22)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++?-==βαδαβ?β?δααα?γγσz zK a a 。 其被动土压力为2 22] )cos()cos()sin()sin(1)[cos(cos ) (cos βαδαβ?δ?δααα?γγσ-?-+?++-?+==z zK p p 。 2、简述地下建筑结构设计中的两大类计算模型。 荷载结构模型认为地层对结构的作用只是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），衬砌在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计
算方法称为荷载结构法。 地层结构模型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的内力及变形，而且计算周围地层的应力，充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用。 3、列出弹性力学（平面应力问题）的三大方程与边界条件。简述应力解法（以应力为基本未知量）求解这些偏微分方程组的基本过程。 平衡微分方程???? ???=+??+??=+??+??00y y xy x xy x F y x F y x σττσ， 几何方程???? ???????+??=??=??=y u x v y v x u xy y x γεε，本构方程??? ??? ???=-=-= 1)(1)(1xy xy x y y y x x G E E τγμσσεμσσε， 位移边界条件在S u 上：???==v v u u ，应力边界条件在S σ上：???=+=+y y xy x xy x p m l p m l σττσ。 在体力为常数时，通过求导、叠加、代入等方法将三大方程改写为：0)(2=+?y x σσ。 引入含待定系数的埃雷函数Φ使之满足04 =?Φ，则各应力分量可写成：22y x ??=Φσ，2 2x y ??=Φ σ，y x xy ???-=Φ τ2。使这些应力分量满足应力边界条件可求出待定系数，最终完全确定整个求解域内的 应力，进而确定整个求解域内的应变与位移。 4、对常规错缝拼装的圆形盾构法隧道的衬砌结构，按照荷载结构法计算其内力时，其基本作用荷载有哪几种，其结构简化形式有哪几种？ 自重：δγh g =；竖向土压（浅埋）：∑==n i i i h q 1γ；
地下建筑结构复习第一章绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式:地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井(沉箱)结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及内容:设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计主要内容:①工程等级和要求,以及静、动荷载标准的确定②确定埋置深度和施工方法③初步设计荷载值④选择建筑材料⑤选定结构形式和布置⑥估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸⑦绘制初步设计结构图⑧估算工程材料数量及财务概算。技术细节主要内容:①计算荷载②计算简图③内力分析④内力组合⑤配筋设计⑥绘制结构施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算 1.3地下建筑结构的优缺点有哪些:优点①被限定的视觉影响②地表面开放空间③有效的土地利用 ④有效的往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源利用的节省和气候控制⑥地下的季节湿度的差异⑧自然灾害的保护⑨市民防卫⑩安全⑾噪声和震动的隔离⑿维修管理缺点①获得眺望和自然采光机会有限②进入和往来的限制③能源上的限制 1.4地下建筑结构的工程特点:①建筑结构替代了原来的地层(承载作用)②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应 1.5地下建筑地下建筑结构地上建筑区别:计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂,因为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。第二章地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类:按其存在的状态,可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、 动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量,吊车荷载）三大类 2.2简述地下建筑荷载的计算原则:需进行最不利情况的组合,先进性个别荷载单独作用下的结构
2010年土木工程专业培养计划 附件一：教学安排 课程性质课程编号课程名称考试学期学分学时上机时数实验时数A1 002016 形势与政策(1) 1 0.5 1 0 0 A1 031106 画法几何与工程制图(上) 1 2 2 0 0 A1 070373 中国近现代史纲要 1 2 2 0 0 A1 100100 大学计算机基础 1 1.5 1 17 0 A1 112001 大学英语(A)1 1 4 4 0 0 A1 112144 大学英语(三级) 1 4 4 0 0 A1 112145 大学英语(四级) 1 4 4 0 0 A1 122004 高等数学(B)上 1 5 5 0 0 A1 123001 普通化学 1 3 3 0 0 A1 123002 普化实验 1 0.5 1 0 0 A1 320001 体育(1) 1 1 2 0 0 B1 030190 土木工程概论(E) 1 1 1 0 0 B1 080075 土木工程材料 1 2 2 0 17 A1 002017 形势与政策(2) 2 0.5 1 0 0 A1 031107 画法几何与工程制图(下) 2 2 2 0 0 A1 070374 思想道德修养和法律基础 2 3 2 0 0 A1 112002 大学英语(A)2 2 4 4 0 0 A1 112145 大学英语(四级) 2 4 4 0 0 A1 112146 大学英语(五级) 2 4 4 0 0 A1 122005 高等数学(B)下 2 5 5 0 0 A1 124003 普通物理(B)上 2 3 3 0 0 A1 124006 物理实验(上) 2 1 2 0 0 A1 320002 体育(2) 2 1 2 0 0 A1 360011 军事理论 2 1 1 0 0 B1 125111 工程力学I 2 4 4 0 8 A1 002018 形势与政策(3) 3 0.5 1 0 0 A1 030132 C++语言 3 2.5 2 17 0 A1 070376 马克思主义基本原理 3 3 2 0 0 A1 100116 数据库技术与应用 3 2.5 2 34 0 A1 110178 大学英语(A)3 3 2 2 0 0 A1 110179 中级口语 3 2 2 0 0 A1 110180 英语报刊选读 3 2 2 0 0 A1 110181 商务英语 3 2 2 0 0 A1 110182 综合翻译 3 2 2 0 0 A1 110183 实用写作 3 2 2 0 0 A1 122010 线性代数B 3 3 3 0 0 A1 124004 普通物理(B)下 3 3 3 0 0 A1 124007 物理实验(下) 3 0.5 1 0 0 A1 320003 体育(3) 3 1 2 0 0
第一章 衬砌结构的作用：承重和围护。 结构形式影响因素：受力条件、使用要求、施工方案。 结构形式：浅埋式结构、附建式结构、沉井结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、桥梁基础结构、其他结构。 拱形结构的优点： 1.地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。因此，拱形结构就受力性能而言 比平顶结构好。 2.拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求， 并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。 3.拱主要是承压结构。适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料 构筑。材料造价低，耐久性良好，易维护。 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。 岩石地下建筑结构形式 （一）拱形结构：1．贴壁式拱形结构：（1）半衬砌结构（2）厚拱薄墙衬砌结构（3）直墙拱形衬砌（4）曲墙拱形衬砌结构2．离壁式拱形衬砌结构 （二）喷锚结构 （三）穹顶结构 （四）连拱隧道结构 （五）复合衬砌结构 第二章 荷载种类： 静荷载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。 动荷载：原子武器和常规武器的爆破冲击波；地震波作用下的动荷载。 活荷载：指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化。其他荷载：混凝土收缩、温度变化、结构沉降、装配误差等。 按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类：永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载。 软土地区浅埋地下工程采用“土柱理论”进行计算。 第三章 弹性地基梁与普通梁的区别： 1.超静定的次数是有限，还是无限。 2.普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形；弹性地基梁必 须同时考虑地基的变形。 第四章 国际隧协认为可将其归纳为以下四种模型： 1.以参照已往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法；
1.3地下建筑工程的特点: 1)工程受力特点不同:地面是先有结构后有荷载,地下结构是先有荷载后有结构 2)工程材料特性的不确定性:空间上不确定,时间上不确定性 3)工程荷载的不确定性 4)破坏模式的不确定性 5)地下建筑工程信息的不完备性和模糊性 6)地下支护结构形式的多样性 1.4地下支护结构的类型: 地下支护结构有:临时支护结构和永久支护结构 支护结构的两个最基本使用要求:一是满足结构强度、刚度要求，以承受诸如水、围岩压力以及一些特殊使用要求的外荷载；二是提供一个能满足使用要求的工作环境，以便保持隧道内部的干燥和清洁。 （1）按设计与施工要求分类 地下建筑结构分为： 1）整体浇注结构：施工时，将地下支护结构整体现浇，一次性施工完成，形成整体型承载结构体。 2）锚喷支护结构：由锚杆、喷射混凝土结构组成的支护结构体 3）复合式衬砌结构：该结构由初期支护结构（锚喷支护）和二次衬砌组成，是应用新奥法理论产生的支护结构，也是我过目前钻爆法中应用最广范的支护结构。 4）管片支护结构：该结构是盾构法或掘进机法施工中最常用的支护结构，环状结构由数个管片组成环形闭合承载结构体。 （2）按用途与功能分为：交通隧道、水工隧道、矿山隧道、城市地下建筑结构、地下工厂、基坑工程、军事与国防工程 2.1地下岩体结构类型： 岩体结构：是指岩体中结构面与结构体的排列组合关系 结构体：是指岩体中被结构面切割围限的岩石块体 结构体常见形状：柱状、板状、楔形、菱形， 2.1.2岩体结构类型： 1)整体与块状结构 2)层状结构 3)碎裂状结构 4）散体状结构 2.2结构面类型与特征 岩体结构面：是指岩体内开裂的和易开裂的面如层理、节理、断层、片理等，又称不连续面。 2.2.1结构面的类型和特征 （1）岩体中结构面的种类： 岩体中有三种结构面： （1）原生结构面：又称成岩结构面，它是在成岩过程中形成的结构界面如：岩浆岩的流层、流纹、冷却、胀缩裂隙及侵入接触面；沉积岩的层理层面、龟裂；变质岩的片理、板理。（2）次生结构面：又称风化结构面、非构造结构面，是岩石受外动力地质作用（风、水、生物等）产生的，如由风化产生的风化裂隙等， （3）构造结构面：指各类岩体在构造运动作用下形成的各种结构面，如劈理、节理、断层、层间错动等 2.4.3结构面的强度特性：
第 1 章绪论 1、地下建筑结构是修建在地层中的建筑物。它可以分为两大类：一类是修建在土层中的；一类是修建在岩层中的；广义上讲，任何结构物都是修建在相应的介质中的 2、地下建筑结构的作用 （1）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 （2）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。 3、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。 第 2 章地下建筑结构的荷载 1、掌握地下建筑结构所承受的荷载类型及其组合原则。 按存在状态可分为：静荷载、动荷载和活荷载等 静荷载：又称恒载。是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载，如结构自重、岩土体压力和地下水压力等； 动荷载：要求具有一定防护能力的地下建筑物，需考虑原子武器和常规武器（炸弹、火箭）爆炸冲击波压力荷载，这是瞬时作用的动荷载；在抗震区进行地下结构设计时，应计算地震波作用下的动荷载作用 活荷载：是指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化，如地下建筑物内部的楼地面荷载（人群物件和设备重量）、吊车荷载、落石荷载等。地面附近的堆积物和车辆对地下结构作用的荷载以及施工安装过程中的临时性荷载 其它荷载：使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上主要荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）受到约束而产生的内力； 各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行最不利情况的组合。先计算个别荷载单独作用下的结构各部件截面的内力，再进行最不利的内力组合，得出各设计控制截面的最大内力。最不利的荷载组合一般有以下几种情况： （一）静载； （二）静载+活载； （三）静载+动载（原子爆炸动载、炮（炸）弹动载） 2、库伦理论的基本假定 ①挡土墙墙后土体为均质各向同性的无粘性土； ②挡土墙是刚性的且长度很长，属于平面应变问题； ③挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时，土体形成滑动楔体，滑裂面为通过墙踵的平面； ④墙顶处土体表面可以是水平面，也可以为倾斜面，倾斜面与水平面的夹角为角； ⑤在滑裂面和墙背面上的切向力分别满足极限平衡条件 朗肯土压力假定： (1) 挡土墙墙面是竖直、光滑的； (2) 挡土墙墙背面的填土是均质各向同性的无粘性土或粘性土，填土表面是水平的； (3) 墙体在压力作用下将产生足够的位移和变形，使填土处于极限平衡状态； (4) 填土滑动面为直线。
衬砌结构主要是起承重和围护作用。承重，即承受岩土体压力、结构自重以及其它荷载作用；围护，即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。 土层地下建筑结构型式:（一）浅埋式结构：（二）附建式结构：（三）沉井结构（四）地下连续墙结构：（五）盾构结构（六）沉管结构：（七）桥梁基础结构（八）其它结构：还包括顶管结构和箱涵结构等 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。计算理论上最主要差别：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。 岩石地下建筑结构形式:主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形等。 （一）、拱形结构 1．贴壁式拱形结构 （1）半衬砌结构 （2）厚拱薄墙衬砌结构 （3）直墙拱形衬砌 （4）曲墙拱形衬砌结构 2．离壁式拱形衬砌结构 （二）喷锚结构 （三）穹顶结构 （四）连拱隧道结构 （五）复合衬砌结构 最常用的是拱形结构，具有以下优点：（一）地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。因此，拱形结构就受力性能而言比平顶结构好（二）拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。（三）拱主要是承压结构。适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料构筑。材料造价低，耐久性良好，易维护。 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。 荷载种类:按存在状态分为静荷载、动荷载和活荷载;按其作用特点:永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载. 水土压力分算：砂性土和粉土.水土压力合算：粘性土 围岩压力是指位于地下结构周围变形及破坏的岩层，作用在衬砌或支撑上的压力。 围岩压力可分为围岩垂直压力、围岩水平压力及围岩底部压力。 影响围岩压力的因素:主要与岩体的结构、岩石的强度、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、洞室的埋置深度和支护时间等相关。岩体稳定性的关键在于岩体结构面的类型和特征。确定围岩压力的方法:工程类比法,理论计算,现场实测 围岩压力的计算方法:1、按松散体理论计算围岩压力1）垂直围岩压力①浅埋结构上的垂直围岩压力②深埋结构上的垂直围岩压力(普氏理论,抛物线状的天然拱) 2）水平围岩压力3）底部围岩压力2、按弹塑性体理论计算围岩压力芬诺公式3、按围岩分级和经验公式确定围岩压力 初始地应力一般包括自重应力场和构造应力场.自重地应力可由有限元法求得，构造地应力可由位移反分析方法确定.时间效应：Ⅳ级以下围岩一般呈现塑性和流变特性 喷层将受到来自围岩的挤压力。这种挤压力由围岩变形引起，常称作“形变压力” 释放荷载等效结点力的求法：一：根据结点力静力等效原则——单元应力法.二：洞周边界等效结点力法 弹性抗力大小和作用范围的描述方法1）局部变形理论2）共同变形理论 文克尔假定的局部变形理论:假定围岩在某点的弹性抗力和围岩在该点的变形成正比 弹性地基梁，是指搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁。 弹性地基梁与普通梁的区别：1弹性地基梁是无穷多次超静定结构。普通梁是静定的或有限次超静定的结构超静定次数是无限还是有限，这是它们的一个主要区别。2普通梁的支座通常看作刚性支座，弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形。地基的变形是考虑还是略去，这是它们的另一个主要区别。
一、填空题（共32分，每空2分） 1.地下建筑分为两大类：一类是修建在___________地下建筑；另一类是修建在___________地下建筑。 2.弹性地基梁可分为___________、___________、___________等三大类。 3.初始地应力一般包括___________和___________。 4.基坑支护结构通常可分为___________和___________两大类。 5.喷锚支护的主要作用是__________。 6.直墙拱结构一般由__________、__________和__________组成。 7.按顶管管道内径大小可分为__________、__________和__________三种。 二、名词解释题（共12分，每题3分） 1.地下建筑结构： 2.重合墙： 3.端墙式洞口： 4.半衬砌结构： 三、单选题（共6分，每题2分） 1.穹顶直墙衬砌分离式结构主要用于无水平压力或水平压力较小的围岩中，（）验算环墙的强度 A. 必须 B.不需 C.根据情况决定是否需要 2.半衬砌结构包括半衬砌结构和（）衬砌结构。 A.厚拱薄墙 B.直墙拱形 C.曲墙 D.复合 3.根据我国管道施工的实际情况，中口径顶管一般指介于（）口径范围的顶管。 A.500-800mm B.800-1800mm C.1800-2500mm 四、简答题（6分） 地下连续墙设计计算的主要内容包括哪些方面？ 五、问答题（共24分，每题8分） 1.顶管技术可用于哪些特殊地质条件下的管道工程？ 2.结合基本建设修建防空地下室与修建单建式工事相比有哪些优越性？ 3.在进行地下建筑结构工程可靠性分析时，应考虑哪些主要方面？ 六、计算题（20分） 验算大型圆形沉井的“抗浮系数”。 已知沉井直径D=68m，地板浇毕后的沉井自重为650100KN，井壁土壤间摩擦力f0=20KN/㎡，5m内按三角形分布，沉井入土深度为h0=26.5m，封底时的地下水静水头H=24m。
一、简述题 1围岩压力是什么？分为哪几类？举例说明与哪些因素有关？ 在围岩发生变形时及时进行衬砌或围护，阻止围岩继续变形，防止围岩塌落，则围岩对衬砌结构就要产生压力，即所谓的围岩压力。 围岩压力分为围岩垂直压力、围岩水平压力和围岩底部压力 岩石的强度、岩体的结构（如结合岩体结构分析围岩压力，则可认为火成岩系整体状结构，未曾或只经过轻微的区域构造变动，在没有断层和不良软弱结构面的不利组合时，这种岩体的完整性好、强度高，设计计算时可不考虑围岩压力。而碎块状岩体结构，因其完整性差，围岩压力较大。）地下水（主要表现为削弱岩体的强度，加速围岩的风化，从而导致围岩压力增大。）洞室尺寸与形状（尺寸较小的圆形和椭圆洞室产生的围岩压力较小，而尺寸较大的矩形和梯形洞室产生的围岩压力则较大，因为后者易在顶部围岩中出现较大的拉应力，并在两边转角处出现明显的应力集中。）施工方法、支护时间、支护的类型和刚度及洞室建成后的使用年限有关 2对于深埋结构的垂直围岩压力计算，简述普氏理论和太沙基理论的原理。普氏理论（将真正的岩体代之以某种具有一定特性的特殊松散体，以便采用与理想松散体完全相同的计算方法。）太沙基（也将岩体视为散粒体。他认为坑道开挖后，其上方的岩体将因坑道变形而下沉，产生如图所示的错动面OAB ，假定作用在任何水平面上的竖向压力是均布的。） 3 按衬砌与地层相互作用考虑方式的不同，地下结构计算方法可大致区分为哪两类，简述其含义。 荷载结构法（认为地层对结构的作用只是产生作用在地下结构上的荷载（包括主动的地层压力和被动的地层抗力)，以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法。弹性连续框架(含拱形)法、假定抗力法和弹性地基梁(含曲梁和圆环)法等可归于荷载结构法） 地层结构法（认为衬砌与地层一起构成受力变形的整体，并可按连续介质力学原理来计算衬砌和周边地层内力的计算方法 常见的关于圆形衬砌的弹性解、粘弹性解和弹塑性解等都归属于地层结构法） 4 简述浅埋式矩形框架结构的计算原理。 结构计算通常包括三方面的内容，即:荷载计算:顶板上荷载计算：作用于顶板上的荷载，包括有顶板以上的覆士压力、水压力、顶板自重、路面荷载以及特载。 底板上荷载计算：地基反力为直线分布。作用于底板上的荷载可按下式计算 t q L p q q 底顶底＝++∑， 侧墙上荷载计算 侧墙 上所受的荷载有土层的侧向土压力、水压力及特载。 内力计算 ： 计算简图、截面选择、计算方法 （闭合框架一般可采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配法为简便。在多层多跨的复杂情形可借助于计算机计算。）设计弯矩、剪力及轴力的计算 截面设计，地下矩形闭合框架结构的构件(顶板、侧墙、底板)均按偏心受压构件进行截面验算 抗浮验算 5 浅埋式结构节点设计弯矩和计算弯矩有何区别？如何计算节点的设计弯矩。用位移注或力矩分配法解超静定结构时，直接求得的是节点处的内力(即构件轴线相交处的内力) ，然后利用平衡条件可以求得各杆任意截面的内力。节点弯矩(计算弯矩)虽然比附近截面的弯矩为大，但其对应的截面高度是侧墙的高度，所以，实际不利的截面(弯矩大而截面高度又小)则是侧墙边缘处的截面，对应这个截面的弯矩称为设计弯矩。
综合楼的建筑构造分析 位置与概况 综合楼位于校园的东北部，东临主干道四平路，北临国康路，南侧与行政楼之间有一块大型的景观绿化广场，整个占地面积为15615平方米。广场下部有一面积为7859平方米的停车场。该建筑地下一层，地上塔楼27层(包括21个标准层，层高4m；6个设备层，层高2m)，建筑高度98m，总建筑面积46000平方米。 背景与功能 综合楼是为了纪念同济百年校庆的一个作品，主要的功能是集办公与教学一体，并体现了同济在建筑方面的卓越成就。英国结构工程师学会授予综合楼的设计教育与医疗建筑类大奖，成为自1968年奖项设立以来中国大陆地区第一个获奖项目。作为百年校庆的标志性建筑，综合楼高度近100米。由于是21世纪的代表性作品，所以设计为21层。大楼从外型看是一个方正的建筑，边长近50米的正方形以16.2m*16.2m为一个单元，将教学、科研、接待、办公、会议等多种功能集中在7个L形单元，每个单元高度为3层，在楼内顺时针旋转叠置上升，中央形成一个通高的中庭。中庭的大跨度空间中分布了多个造型各异的单体，单体包括了会议厅、多媒体室等进行教研会议的场所。透过围绕楼体旋转上升的玻璃幕墙能够清晰地看到楼内颜色丰富的单体，产生了楼中楼的效果。大楼的整体方正造型和楼内单体的造型产生了强烈的对比效果。正是楼中中庭并不规则的中空空间使整个大楼产生了一种强烈的空间感。 通高的中庭 结构与构造 综合楼的建筑空间组织复杂但是却不显错乱。其间功能单元可进行多种使用方式的转换。建筑形体盘旋而上，虚实相间。复杂的建筑空间给结构体系的选择和结构设计带来了挑战。设计采用由方钢管混凝土框架和外围粘滞阻尼支撑组成的耗能支撑框架结构体系。从结构抗震的角度出发，大型复合中庭导致每层楼板的开动较大，在水平地震作用下，楼板薄膜效应削弱。“L”形体块的螺旋上升设置，致使各体块单元的质心亦呈螺旋上升排列。在地震作用下结构将产生较大的扭转效应。设备层的设置使结构的侧向刚度不规则。设计采用的钢结构体系，形成巨型框架结构，实现建筑空间大跨度，并有效减轻结构自重，增强外围框架的空间协同抗扭性能。外围框架对应建筑螺旋布置的56个阻尼支撑，在水平地震作用下，粘滞阻尼器做功耗散输入的振动能量，减小结构的扭转影响。经同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行的模型几何相似比为1/15的模拟地震振动台研究，试验结果为结构抗震设计提供了可靠依据，确立了结构设计方案的可行性。因此模型也作为象征综合楼的雕塑立于楼前的广场，富有意义。楼盖体系采用压型钢板组合楼板，板底不再配置受拉钢筋，仅在板
《建筑构造与识图》试卷（答案） 一、单选题（每题1分，共计60分） 1、尺寸起止符号一般用（ D ）绘制。 A . 箭头 B. 中实线 C. 细实线 D. 粗斜短线 2、下列说法中正确的是（ C ）。 A、刚性防水屋面的女儿墙泛水构造与卷材屋面构造是相同的。 B、刚性防水屋面，女儿墙与防水层之间不应有缝，并加铺附加卷材形成泛水。 C、泛水应有足够的高度，一般不小于250mm。 D、刚性防水层内的钢筋在分格缝处应连通，以保持防水层的整体性。 3、相对标高的零点正确的注写方式为（ A ）。 A. ±0.000 B. -0.000 C. +0.000 D.无特殊要求 4、基础埋深不得过小，一般不小于（ D ）。 A. 200mm B. 300mm C. 400mm D. 500mm 5、柔性基础与刚性基础受力的主要区别是（ C ）。 A.柔性基础比刚性基础能承受更大的荷载 B.柔性基础只能承受压力，刚性基础既能承受拉力，又能承受压力
C.柔性基础既能承受压力，又能承受拉力，刚性基础只能承受压力 D.刚性基础比柔性基础能承受更大的拉力 6、肋梁式楼盖荷载的传递途径为（ A ）。 A. 板—次梁—主梁—墙 B. 次梁—主梁—板—墙 C. 板—主梁—次梁—墙 D. 主梁—次梁—板—墙 7、平屋顶隔热的构造做法中没有（B ）。 A. 蓄水隔热 B. 洒水隔热 C.反射降温隔热 D.植被隔热 8、对于（ B ）一般用分轴线表达其位置。 A. 屋架 B. 隔墙 C. 大梁 D. 柱子 9、砖的强度等级符号是（A ）。 A.、 MU B、 MC C、 M D、 C 10、单向板是指板的长边与短边之比为（ C ）的板。 A. ≦2 B. ﹤2 C. ﹥2 D . ≧2 11、厂房高度是指（ D ）。 A.室内地面至屋面 B.室外地面至柱顶 C.室内地面至柱顶 D.室外地面至屋 面
上海理工大学地下建筑结构复习 1 绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式 地下建筑结构即埋置于地层部的结构。包括衬砌结构和部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层的两种形式。 土层地下建筑结构分为1.浅埋式结构2.附建式结构3.沉井（沉箱）结构4.地下连续墙结构5.盾构结构6.沉管结构7其他如顶管和箱涵结构。 岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及容 设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段 初步设计主要容：1.工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定2.确定埋置深度和施工方法3.初步设计荷载值4.选择建筑材料5.选定结构形式和布置6.估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸7.绘制初步设计结构图8.估算工程材料数量及财务概算 技术细节主要容：1.计算荷载2.计算简图3.力分析4.力组合5.配筋设计6.绘制结构施工详图7材料、工程数量和工程财务预算
2 地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类？ 按其存在的状态，可以分为静荷载、动荷载和活荷载等三大类。 2.2简述地下建筑荷载的计算原则 需进行最不利情况的组合，先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面力，再进行最不利的力组合，得出各设计控制截面的最大力。 2.3土压力可分为几种形式？其大小关系如何？ 土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea 被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea 2.4静止土压力是如何确定的？ 在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，则作用于结构上的侧向土压力，称为静止土压力。静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。 2.5库仑理论的基本假设是什么？并给出其一般土压力计算公式。 基本假设：1)挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土2）挡土墙是刚性的且长度很长，属于平面应变问题3）挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时，土体形成滑动碶体，滑裂面为通过墙踵的平面4）墙顶处土体表面可以是水平的也可以是倾
同济大学课程考核试卷（A 卷） 2010 — 2011 学年第 二 学期 命题教师签名： 审核教师签名： 课号：031128课名：建筑混凝土结构设计 考试（ √ ）考查（ ） 此卷选为：期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷，开卷（ ）、闭卷（ √ ） 年级 专业 学号 姓名 得分 一、选择题(可单选,也可多选)（30分，每题1.5分）： 1、连续梁、板按塑性内力重分布方法计算内力时，截面的相对受压区高度ξ应满足（ B ） A 、b ξξ≤ B 、35.0≤ξ C 、b ξξ> D 、35.0>ξ 2、关于折算荷载的叙述，下列哪一项不正确 （ D ） A 、为了考虑支座抵抗转动的影响，采用增大恒载和相应减少活荷载的办法来处理 B 、对于板，其折算荷载取：折算恒载q g g 2 1+ ='，折算活载q q 21 =' C 、对于次梁，其折算荷载取：折算恒载q g g 4 1+='，折算活载q q 43 =' D 、对于主梁，其折算荷载按次梁的折算荷载采用 3、塑性铰的转动限度不取决于 （ D ） A 、钢筋种类 B 、配筋率 C 、混凝土的极限压缩变形 D 、截面的尺寸 4、关于塑性铰线法的基本假定，下列哪项不属于其中 （ C ） A 、形成塑性铰线的板是机动可变体系（破坏机构） B 、分布荷载下，塑性铰线为直线 C 、板真实存在多种可能的塑性铰线形式 D 、塑性铰线上的扭矩和剪力为零，只存在一定值的极限弯矩 5、在单向板肋梁楼盖设计中，对于次梁的计算与构造，下列叙述哪一个不正确 （ D ） A 、承受正弯矩的跨中截面，次梁按T 形截面考虑 B 、承受负弯矩的支座截面， T 形翼缘位于受拉区，按宽度等于梁宽b 的矩形截面计算 C 、次梁可按塑性内力重分布方法进行内力计算 D 、次梁的高跨比为1/8~1/14，一般不必进行使用阶段的挠度和变形验算 6、当厂房的长度或宽度过大时，为防止温度变化在结构中产生温度应力使厂房开裂，应设置横向或纵向________将结构分成不同的温度区段。 （ A ） A 、 伸缩缝 B 、沉降缝 C 、抗震缝 D 、施工缝 7、吊车垂直轮压可引起作用在牛腿顶面上的垂直荷载D max 、D min 以及吊车横向水平制动时在排架