第二章 建筑荷载总结
第二章 建筑荷载总结
本讲内容荷载种类和组合荷载确定方法岩土体压力的计算方法初始地应力、释放荷载与开挖效应弹性抗力其他荷载2.1 荷载种类和组合2.1.1 荷载种类按存在状态分为：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、弹性抗力和地下水压力等；2.1 荷载种类和组合2.1.1 荷载种类动荷载：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：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板地面荷载（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。
其他荷载：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）、温度变化等受到约束而产生的内力。
地下结构所承受的荷载，按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类，即永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载:（1）永久（主要）荷载即长期作用的恒载，主要包括：结构自重；回填土重量；围岩压力；弹性抗力；静水压力（含浮力）；混凝土收缩和徐变影响力、预加应力及设备自重等。
地层压力和结构自重是衬砌承受的主要静荷载，弹性抗力是地下结构所特有的被动荷载。
（2）可变（附加）荷载分为基本可变荷载和其它可变荷载两类。
基本可变荷载，即长期的、经常作用的变化荷载，如吊车荷载、设备重量、地下储油库的油压力、车辆、人员等荷重人群荷载等。
其它可变荷载，即非经常作用的变化荷载，如温度变化、施工荷载（施工机具，盾构千斤顶推力，注浆压力）等。
（3）偶然（特殊）荷载偶然发生的荷载，如地震力或战时发生的武器爆炸冲击动荷载。
建筑结构上的荷载与作用
高湿度环境会加速建筑材料的腐蚀，如木材腐朽、金属锈蚀等。
腐蚀环境对结构影响
化学腐蚀
01
建筑物处于腐蚀性环境中，如酸雨、盐碱地等，会导致建筑材
料的化学腐蚀。
电化学腐蚀
02
不同金属间存在电位差，会导致电化学腐蚀的发生，如钢筋在
混凝土中的锈蚀。
生物腐蚀
03
微生物、昆虫等生物活动会对建筑材料造成破坏，如木材被白
智能化技术是当前科技发展的热点之 一，其在建筑结构工程领域的应用前 景广阔。通过引入智能化技术，可以 实现建筑结构的自适应、自修复和智 能化管理，提高结构的安全性和可靠 性。
随着环保意识的不断提高，绿色环保 理念将在建筑结构工程中得到更广泛 的推广和应用。在未来的发展中，应 注重环保材料的选择、节能减排措施 的实施以及建筑废弃物的回收利用等 方面，推动建筑结构工程向更加环保 、可持续的方向发展。
荷载分类
根据荷载的性质和变化规律，可分为 静力荷载和动力荷载；根据荷载的作 用时间和变化特点，可分为永久荷载 、可变荷载和偶然荷载。
作用在建筑结构上的力
风力
风对建筑结构产生的压力或吸 力，是可变荷载的一种。
雪荷载
积雪对建筑结构产生的压力， 是可变荷载的一种。
重力
建筑结构自身重量产生的重力 ，是永久荷载的主要来源。
影响
风荷载会对建筑物的稳定性和安全性 产生影响，特别是在高层建筑、大跨 度桥梁等结构中，风荷载的作用更加 显著。
雪荷载
定义
雪荷载是指降雪在建筑物顶部或屋面上堆积 产生的荷载。
影响
雪荷载会对建筑物的屋顶结构和承重墙等产生压力 ，可能导致结构变形或破坏。
计算方法
雪荷载的计算需要考虑降雪量、雪的密度、 建筑物的形状和坡度等因素，通常采用规范 规定的公式进行计算。
建筑结构设计荷载总结.
建筑结构设计荷载汇总2.1 风荷载：【荷载规范GB 50009-2012(2012版)附表E.5强条】2.2 正常使用活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范-5.1.1强条、技术措施-荷载篇】（1）住宅、宿舍取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.0；（2）办公、教室取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.5；（3）食堂、餐厅取2.5；其走廊、楼梯、门厅取2.5；（4）一般阳台取2.5；（5）人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5；（6）卫生间取2.0~2.5（按荷载规范）；设浴缸、座厕的卫生间取4.0；（7）住宅厨房取2.0，中小型厨房取4.0，大型厨房取8.0（超重设备另行计算）；（8）多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0；无固定坐位取3.5；（9）商店、展览厅、娱乐室取3.5；其走廊、楼梯、门厅取3.5；（10）大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0；（11）礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0；（12）小汽车通道及停车库取4.0；（13）消防车通道：单向板取35.0；双向板楼盖、无梁楼盖取20.0；注：消防车超过300KN时，应按结构等效原则，换算为等效均布荷载。
结构荷载输入：无覆土的双向板（板跨≥2.7m）：板、次梁取28，主梁取20；覆土厚度≥0.5m的双向板（板跨≥2.7m）：板取≤28,梁参考院部《消防车等效荷载取值计算表》；其余情况需单另计算，专业负责人需复核。
（14）书库、档案库取5.0；（15）密集柜书库取12.0；（16）大型宾馆洗衣房取7.5；（17）微机房取3.0；大中型电子计算机房取≥5.0，或按实际；（18）电梯机房、通风机房取7.0；通风机平台取6（≤5号风机）或8（8号风机）；（19）制冷机房、宾馆储藏室、布草间、公共卫生间（包括填料隔墙）取8.0；（20）水泵房、变配电房、发电机房、银行金库及票据仓库取10.0；（21）管道转换层取4.0；（22）电梯井道下有人到达房间的顶板取5.0。
工程荷载知识点总结
工程荷载知识点总结工程荷载是指施加在建筑物或工程结构上的外部力或荷载，是设计和施工中必须考虑的重要因素。
在建筑设计和结构工程中，荷载知识是非常重要的，它直接影响到结构的安全性和稳定性。
本文将从静态荷载和动态荷载两个方面对工程荷载的知识点进行总结。
一、静态荷载静态荷载是指固定不变的荷载，不随时间变化的荷载。
静态荷载主要包括以下几种：1. 死荷载（Dead Load）：指建筑结构本身的重量和附属设备、装修、设备等的重量。
死荷载通常是固定的，可以通过建筑物的结构和材料来确定。
2. 活荷载（Live Load）：指建筑物在使用过程中产生的可变荷载，如人员、家具、运输设备等。
活荷载是不固定的，需要通过具体的使用情况和规范来确定。
3. 风荷载（Wind Load）：指建筑物在风力作用下所受的力。
风荷载是建筑物设计中必须考虑的重要荷载，需要根据建筑物的高度、形状、曝露度等因素进行计算。
4. 雪荷载（Snow Load）：指建筑物在积雪作用下所受的力。
雪荷载是主要发生在寒冷地区的重要荷载，需要考虑建筑物的结构和地区的气候情况。
5. 地震荷载（Seismic Load）：指建筑物在地震作用下所受的力。
地震荷载是建筑设计中非常重要的荷载，需要根据地震地区的地震活动程度和建筑物的结构进行计算。
以上静态荷载是建筑结构设计中必须考虑的重要因素，设计人员需要结合实际情况和相关规范来合理确定荷载值，保证建筑物的安全和稳定。
二、动态荷载动态荷载是指随时间变化的荷载，包括以下几种：1. 车辆荷载：指建筑物和桥梁在车辆行驶时所受的力。
车辆荷载是桥梁设计中需要考虑的重要荷载，需要根据车辆种类、速度、车辆荷载分布等因素进行计算。
2. 设备振动：指建筑物在设备运行时所受的振动力。
设备振动是对建筑物结构稳定性的一种考验，需要根据设备运行情况和建筑结构进行分析和计算。
3. 人员荷载：指建筑物在人员行走、跳跃等活动时所受的力。
人员荷载是对建筑物结构的一种动态荷载，需要考虑人员密度、活动频率等因素进行计算。
荷载总结归纳
荷载总结归纳荷载是指施加到结构或系统上的外力、重力或其他载荷，它对于结构的安全性和稳定性至关重要。
在工程设计和分析中，对于各种类型的荷载进行系统的总结和归纳，可以为结构设计和评估提供重要的依据。
本文将对一些常见的荷载进行总结归纳，并分析其在工程中的应用。
一、静态荷载静态荷载是指施加到结构上的恒定或不随时间变化的荷载。
在结构分析和设计中，常见的静态荷载包括：1. 自重荷载：指物体本身所受的重力荷载。
自重荷载在各种结构分析和设计中都应被考虑，如建筑物的地基承载力计算、桥梁的强度设计等。
2. 弯矩荷载：指施加在结构上产生弯曲作用的荷载。
例如，悬臂梁的自重和外加重力荷载都可以产生弯矩荷载。
3. 剪力荷载：指施加在结构上产生剪切作用的荷载。
例如，剪力墙在地震作用下承受的剪力荷载。
4. 水平荷载：指施加在结构上产生水平力的荷载。
例如，风荷载和地震作用都是常见的水平荷载。
风荷载对于建筑物的抗风能力评估和设计非常重要。
5. 温度荷载：指由于温度变化引起的结构应力和变形。
温度荷载在管道、炉膛等工程中需要考虑。
二、动态荷载动态荷载是指施加到结构上的随时间变化的荷载。
常见的动态荷载包括：1. 振动荷载：指由于机械设备、交通运输等所产生的振动力。
例如，高速列车过境对桥梁结构所产生的振动荷载。
2. 冲击荷载：指短时间内施加到结构上的高冲击力。
例如，起重机吊车卸载时产生的冲击荷载。
3. 施工荷载：指在建筑物或其他结构施工过程中所施加的荷载。
例如，在大型施工项目中，施工机械和材料在施工过程中对结构的荷载。
三、变动荷载变动荷载是指随时间变化且具有不确定性的荷载。
常见的变动荷载包括：1. 雪荷载：指积雪对建筑物或其他结构的荷载。
根据地区和季节的不同，雪荷载会有所变化。
2. 沉积物荷载：指沉积物对河床、堤坝等水利工程的荷载。
沉积物荷载的变化会影响水利结构的稳定性。
3. 人员荷载：指人员在建筑物或其他结构上的荷载。
例如，楼梯、平台等人员活动区域的设计需要考虑人员荷载。
二建建筑工程荷载计算公式
二建建筑工程荷载计算公式在建筑工程中，荷载计算是非常重要的一部分。
荷载计算可以帮助工程师确定建筑结构所能承受的最大荷载，从而确保建筑结构的安全性和稳定性。
在二级建造师考试中，荷载计算也是一个重要的考察内容。
下面我们将介绍二建建筑工程荷载计算的公式和相关知识。
一、静载荷计算公式。
1. 自重荷载计算公式。
自重荷载是指建筑结构自身的重量所产生的荷载。
自重荷载的计算公式如下：自重荷载 = 结构体积×结构材料的密度×重力加速度。
其中，结构体积是指建筑结构的总体积，结构材料的密度是指建筑结构所使用材料的密度，重力加速度一般取9.8m/s²。
2. 活载荷载计算公式。
活载荷载是指建筑结构在使用过程中承受的荷载，如人员、家具、设备等。
活载荷载的计算公式如下：活载荷载 = 活载的总重量×重力加速度。
其中，活载的总重量是指建筑结构在使用过程中承受的所有活载的总重量，重力加速度一般取9.8m/s²。
3. 风荷载计算公式。
风荷载是指建筑结构在受到风力作用时所承受的荷载。
风荷载的计算公式如下：风荷载 = 风压×面积。
其中，风压是指风力对建筑结构产生的压力，面积是指建筑结构所受风力的面积。
4. 雪荷载计算公式。
雪荷载是指建筑结构在受到积雪作用时所承受的荷载。
雪荷载的计算公式如下：雪荷载 = 积雪重量×重力加速度。
其中，积雪重量是指建筑结构所受积雪的总重量，重力加速度一般取9.8m/s²。
二、动载荷计算公式。
1. 地震荷载计算公式。
地震荷载是指建筑结构在地震作用下所承受的荷载。
地震荷载的计算公式如下：地震荷载 = 结构质量×地震加速度。
其中，结构质量是指建筑结构的总质量，地震加速度是指地震作用下的加速度。
2. 振动荷载计算公式。
振动荷载是指建筑结构在振动作用下所承受的荷载。
振动荷载的计算公式如下：振动荷载 = 结构质量×振动加速度。
建筑结构设计中的荷载分析
建筑结构设计中的荷载分析建筑结构在使用期间和在施工过程中要承受各种作用。
施加在结构上的集中力或分布力（如人群、设备、风、雪、构件自重等）称为直接作用，也称荷载；引起结构外加变形或约束变形的原因（如温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等）称为间接作用。
作用在建筑物上的实际荷载到底有多大，很难精确计算。
事实上，即使有最完整的资料，还是很难确切估计荷载的大小。
但是为了能开始着手设计，通常作出一些不致造成严重误差的合理假设。
在各种外力和荷载作用下，结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。
结构计算时，需根据不同的设计要求采用不同的荷裁数值，这称为荷载代表值；荷载的代表值有荷载的标准值、准永久值和组合值之分。
一、荷载（一）荷载作用荷载与作用是土木工程中常常涉及的名词术语，在我国的国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》中对“作用”是这样定义的：施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，统称为结构上的作用。
施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用。
例如，各种土木工程结构的自重、土压力、水压力、风压力、积雪重，房屋建筑中的楼面上人群和家具等的重量，路面和桥梁上的车辆重量等，桥梁、水工结构、港口及海洋工程结构中的流水压力、波浪荷载、水中漂浮物对结构的撞击力等，都是以外加力的形式直接施加在结构上，它们与结构本身性能无关，称为直接作用。
引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。
例如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等，它们不是以外加力的形式直接施加在结构上，故称为间接作用。
结构上的作用虽然分为直接作用和间接作用，但它们产生的结果是一样的：使结构或构件产生效应（结构或构件产生的内力、应力、位移、应变、裂缝等）。
因此，也可以这样定义“作用”：使结构或构件产生效应的各种原因，称为结构上的作用。
“荷载”和“作用”对实际工程设计来说，主要是一个概念问题，一般并不影响作用效应的计算和结构本身。
第2章 建筑结构的受力
2.1 结构上的荷载
2.1 结构上的荷载
永久荷载——主要是指结构自重、土压力、水位不变 时的水压力等，惯称恒载。 特点是：在结构使用期间，荷载值大小不随时间变 化、或其变化与荷载平均值相比可以忽略。 可变荷载——主要是指楼(屋)面活荷载、风荷载、雪 荷载、水位变化的水压力、吊车荷载、屋面灰荷载 （工业厂房中）、地震作用等，惯称活荷载。 特点是：在结构使用期间，荷载的位置或大小随时 间而变化，是结构使用期间可能存在也可能不存在 或移动的荷载。 建筑结构设计中仅考虑恒载和活荷载。
2.2 建筑结构构件及其受力状态
• 5.桁架 桁架——由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的平面或空 间承重构件。在屋盖中使用时，通常称作屋架。 桁架按外形分为： 三角形桁架、梯形桁架、折线 形桁架、平行弦桁架、拱形桁架等。 桁架材料：一般采用钢筋混凝土和钢材。 特点： 屋面荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或 压力，属于简单受力，能充分发挥材料的强度。 当结构跨度较大时，用桁架取代梁可以减轻自重， 节约材料，但桁架的制作较梁复杂。
2.1 结构上的荷载
荷载组合
• 在各种荷载组合中总是出现的唯一荷载就是永久 重力荷载，即重力对建筑构造的影响，必须把其 他的荷载加在这种荷载上。其他的荷载在特定时 刻可能起作用也可能不起作用，因此会产生无数 个荷载组合。例如： • 荷载组合1：永久重力荷载+所有楼板上的可变重 力荷载 • 荷载组合2：永久重力荷载+特定方向上的风荷载 （或水平地震作用） • 荷载组合3：永久重力荷载+某些楼板上的可变重 力荷载+永久温度荷载
永久重力荷载某些楼板上的可变重力荷载永久温度荷载21结构上的荷载1某一种荷载组合可能对结构的某一部分造成最大的影响而另一种荷载组合可能在结构的另一部分造成最大的影响因此可能会出现一种以上的最不利荷载组合
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本讲内容荷载种类和组合荷载确定方法岩土体压力的计算方法初始地应力、释放荷载与开挖效应弹性抗力其他荷载2.1 荷载种类和组合2.1.1 荷载种类按存在状态分为：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、弹性抗力和地下水压力等；2.1 荷载种类和组合2.1.1 荷载种类动荷载：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：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板地面荷载（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。
其他荷载：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）、温度变化等受到约束而产生的内力。
地下结构所承受的荷载，按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类，即永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载:（1）永久（主要）荷载即长期作用的恒载，主要包括：结构自重；回填土重量；围岩压力；弹性抗力；静水压力（含浮力）；混凝土收缩和徐变影响力、预加应力及设备自重等。
地层压力和结构自重是衬砌承受的主要静荷载，弹性抗力是地下结构所特有的被动荷载。
（2）可变（附加）荷载分为基本可变荷载和其它可变荷载两类。
基本可变荷载，即长期的、经常作用的变化荷载，如吊车荷载、设备重量、地下储油库的油压力、车辆、人员等荷重人群荷载等。
其它可变荷载，即非经常作用的变化荷载，如温度变化、施工荷载（施工机具，盾构千斤顶推力，注浆压力）等。
（3）偶然（特殊）荷载偶然发生的荷载，如地震力或战时发生的武器爆炸冲击动荷载。
2.1.2 荷载组合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）指将可能同时出现在地下结构上的荷载进行编组，取其最不利组合作为设计荷载，以最危险截面中最大内力值作为设计依据。
我国公路和铁路隧道设计规范中给出的永久、可变及偶然荷载（在铁路隧道设计规范中采用概率极限状态设计法时称为作用）参见表2-1和表2-2。
注：[1]设计隧道结构时，按其可能出现的最不利情况组合。
表2-2 铁隧道设计规范（TB10003-2001,J117-2001）的隧道作用（荷载）分类2.2 荷载的确定方法2.2.1 确定依据(1) 依据规范：当前在地下建筑结构设计中试行的规范、技术措施、条例等有多种。
有的仍沿用地面建筑的设计规范，设计时应遵守各有关规范。
(2) 设计标准1）根据建筑用途、防护等级、地震等级等确定。
2）地下建筑结构材料的选用3）地下衬砌结构一般为超静定结构，其内力在弹性阶段可按结构力学计算。
考虑抗爆动载时，允许考虑由塑性变形引起的内力重分布。
3）截面计算原则结构截面计算时，按总安全系数法进行，一般进行强度、裂缝（抗裂度或裂缝宽度）和变形的验算等。
混凝土和砖石结构仅需进行强度计算，并在必要时验算结构的稳定性。
钢筋混凝土结构在施工和正常使用阶段的静荷载作用下，除按强度计算外，一般应验算裂缝宽度，根据工程的重要性，限制裂缝宽度小于0.10~0.20mm，但不允许出现通透裂缝。
对较重要的结构则不能开裂，即验算抗裂度。
钢筋混凝土结构在爆炸动载作用下只需进行强度计算，不作裂缝验算。
4）安全系数结构在静载作用下的安全系数可参照有关规范确定。
对于地下建筑结构，如施工条件差，不易保证质量和荷载变异大时，对混凝土和钢筋砼结构需考虑用附加安全系数1.1。
静载下的抗裂安全系数不小于1.25，视工程重要性，可予提高。
结构在爆炸荷载作用下，由于爆炸时间较短，而荷载很大，为使结构设计经济和配筋合理，其安全系数可以适当降低。
5）材料强度指标一般采用工业与民用建筑规范中的规定值，亦可根据实际情况，参照水利、交通、人防和国防等专门规范。
结构在动载作用下，材料强度可以提高；提高系数见有关规定。
2.3 岩土体压力的计算方法土压力是土与挡土结构之间相互作用的结果，它与结构的变位有着密切关系。
以挡土墙为例，作用在挡土墙墙背上的土压力可以分为静止土压力、主动土压力（往往简称土压力）和被动土压力（往往简称土抗力）三种，其中主动土压力值最小，被动土压力值最大，而静止土压力值介于两者之间。
2.3.1 经典土压力理论软土地区浅埋的地下工程，采用 “土柱理论”计算。
竖向土压力即为结构顶盖上整个土柱的全部重量。
侧向土压力经典理论主要是库伦（Coulomb ）理论和朗肯（Rankine ）理论。
静止土压力计算一般采用弹性理论，它也可以称为经典理论。
尽管上述经典土压力理论存在许多不足之处，但是在工程界仍然得到广泛应用。
42(-、静止土压力的计算结构不发生变形和任何位移（移动或转动）时，背后填土处于弹性平衡状态 。
可根据半无限弹性体的应力状态求解。
粘土ko=0.5~0.7；砂土ko=0.34~0.45。
α砂土、粉土1.0；粘性土、淤泥质土0.95 2、库伦土压力理论 库伦理论的基本假定：库伦理论由法国科学家库伦（Coulomb, C.A.）于1773年发表，主要针对挡土墙滑动面滑动面(a)(b)图2.2 土体极限平衡状态（a）主动土压力；（b) 被动土压力计算，基本假定为：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，倾斜面与水平面有夹角；)142()132(--3、朗肯土压力理论朗肯土压力理论是由英国科学家朗肯（Rankine）于1857年提出。
朗肯理论的基本假定为：（1）挡土墙背竖直，墙面为光滑，不计墙面和土层之间的摩擦力；（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。
朗肯理论是从弹性半空间的应力状态出发，由土的极限平衡理论导出。
图2.8 朗肯极限平衡状态(2(2((262--2.3.2 围岩压力的计算（一）围岩压力及其影响因素 1、围岩压力的概念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。
洞室开挖之前，地层中的岩体处于复杂的原始应力平衡状态。
洞室开挖之后，围岩中的原始应力平衡状态遭到破坏，应力重新分布，从而使围岩产生变形。
当变形发展到岩体极限变形时，岩体就产生破坏。
如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。
围岩压力可分为围岩垂直压力、围岩水平压力及围岩底部压力。
2、影响围岩压力的因素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，岩体稳定性的关键在于岩体结构面的类型和特征。
按围岩压力及作用分：支护结构理论的发展可以划分为三个阶段：第一阶段：古典岩土压力理论阶段兴起于20世纪20年代以前，代表性人物主要有海姆（A.Haim）、朗肯（W.J.M.Rankine）和金尼克（A.H.Дииик）。
认为作用在支护结构上的压力是其上覆岩层的重量，侧压力方面，海姆认为侧压系数为1，朗肯根据松散体理论认为是，而金尼克根据弹性理论认为是μ/(1-μ)（μ为岩体的泊松比）。
当时地下工程埋藏深度不大，一度被认为是正确的。
第二阶段：散体压力理论阶段代表性人物是泰沙基（K.Terzaghi，太沙基）和普罗托季亚科诺夫（普氏，M.M. Лротдъяконов）。
认为当地下工程埋藏深度较大时，支护上的压力只是围岩坍落拱内松动岩体的重量，坍落拱的高度与地下工程的跨度及围岩的性质有关。
太沙基认为坍落拱为矩形，而普罗托季亚科诺夫认为是抛物线形。
并通过假定抗力的形式考虑围岩与结构的相互作用。
采用荷载—结构法进行结构内力计算。
第三阶段：共同作用理论阶段没能科学地确定坍落拱的高度及其形成过程，更没有认识到稳定围岩和充分发挥围岩的自承作用问题。
20世纪50年代以来，岩石力学开始成为一门独立的学科，围岩弹性、弹塑性及粘弹性解答逐步出现，锚（杆）喷（射混凝土）支护及新奥法（新奥地利隧道设计施工）的兴起，终于形成了以岩石力学原理（围岩）及弹性力学（结构）为基础的、考虑支护结构与围岩共同作用的地下现代支护理论。
我国采用较多的仍是以散体压力理论为基础的荷载——结构法，一方面该理论发展时间较长，有较多经验，另一方面是该计算理论形式简单，比较容易为工程设计人员所掌握。
只对圆形断面才有封闭的解析解，设计中一般作为校核，但近年来地层——结构法得到了越来越广泛的应用。
确定围岩压力的方法可分为三种：现场实测理论计算：代表性方法为普氏理论、泰沙基理论，至今尚不够完善，有待进一步研究；工程类比法。
该方法是在大量实际资料和一定理论分析的情况下，按围岩分类提出经验公式，作为确定围岩压力依据的方法。
我国多采用工程类比法确定围岩压力，并采用现场实测和理论计算的方法进行验算。
ϕtan 2⋅⎪⎭⎫452tg ϕ⎫-⎪⎭（3）浅埋水平地下结构围岩压力计算埋深（H侧向力eHq γ=3、按围岩分级和经验公式确定围岩压力初始地应力、释放荷载与开挖效应初始地应力一般包括自重应力场和构造应力场，但土层中仅有自重应力场存在，岩层中对于Ⅳ级以下围岩，喷射混凝土层将在同围岩共同变形的过程中对围岩提供支护抗力，使围岩变形得到控制，从而使围岩保持稳定。
与此同时，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”。
时间效应：Ⅳ级以下围岩一般呈现塑性和流变特性 释放荷载：可由已知初始地应力或与前一步开挖相应的应力场确定。
先求得预计开挖边界上各结点的应力，并假定各结点间应力呈线性分布，然后反转开挖边界上各结点应力的方向(改变其符号)，据以求得释放荷载。
1、初始地应力的确定 初始地应力的确定常需专门研究。
对岩石地层，初始地应力可分为自重地应力和构造地应力两部分，而土层一般仅有自重地应力。
其中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。
地下建筑结构除了岩土层压力、结构自重和弹性抗力等荷载外，还可能遇到其他形式的荷载，如灌浆压力、混凝土收缩应力、地下静水压力、温差应力及地震荷载等，这些荷载的计算可参阅有关文献。