地下建筑结构总复习

第1章 绪论1. 地下建筑结构：在地下开挖出的空间中修建的建筑物。

2.衬砌：与土层接触的永久性支护结构，起承重、维护作用。

3.地下建筑结构的初步设计内容：（1）工程等级和要求，以及静、动载标准的确定；（2）确定埋置深度与施工方法；（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。

技术设计内容：（1）计算荷载：求出作用在结构上的各种荷载值；（2）计算简图：拟定出恰当的计算图式；（3）内力分析：得出控制截面的内力；（4）内力组合：求出各控制截面的最大设计内力值；（5）配筋设计：得出受力钢筋，确定分布钢筋与架立钢筋；（6）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；（7）材料，工程数量和工程财务预算。

第2章 地下结构的荷载1.主动土压力：当挡土结构在土压力作用下，背后填土处于挤压平衡状态，则作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力，并用P a 表示。

2.被冻土压力：当挡土结构在土压力作用下，结构发生背离填土的变形和任何位移（移动和转动）时，则作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力，并用P p 表示。

3.静止土压力：当挡土结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移（移动和转动）时，背后填土处于弹性平衡状态，则作用在结构上的侧向土压力称为静止土压力，并用P 0表示。

4.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。

5.普氏压力拱理论：6.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。

7.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、计算图式 8.（了解）按松散体理论对浅埋结构与深埋结构的划分9.（了解）浅埋结构和深埋结构垂直围岩压力的计算方法10.土层弹性抗力的计算理论：局部变形理论要点：假设土体表面任一点的压力强度与该点的沉降成正比。

共同变形理论要点：假设地基为均质、连续、各向同性的半无限空间弹性体第3章 地下结构的计算方法1.国内地下结构设计方法类型及基本原理（1）工程类比法（严格说并非计算方法）（2）荷载结构法：先给出地层对结构的荷载（土、水压力），再按结构力学方法计算，如主动荷载、主动荷载+弹性抗力。

（3）地层结构法：将地层与结构视为一整体来进行分析，考虑地层-结构的共同作用。

（4）收敛限制法：认为地层有一定的自承能力，支护的目的是将地层加强，二者共同作用； 监测反馈、适时支护。

第4章 浅埋结构1.浅埋式结构：其上覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件。

2.（了解）浅埋式结构的形式和特点（1）直墙拱：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。

（2）矩形框架：①单跨矩形闭合框架，跨度一般小于6m 。

排水获得。

固结不排水或不固结不—、ϕγγc H K c HK p w a a a ,2+⋅-=C K K R f f a h 1001,11普氏系数，普氏公式：-=②双跨和多跨的矩形闭合框架，当结构的跨度较大，或由于使用和工艺的要求，结构可设计成双跨的或多跨的。

③多层多跨的矩形闭合框架，由于工艺要求或者是使用要求做成多层多跨的结构。

（3）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.（了解）矩形闭合框架的荷载计算和结构计算方法：主要包括：荷载计算，内力计算，截面设计。

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：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（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5章附建式结构1.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（与单建式结构相比）的优点：（1）节省建设用地；（2）便于平战结合；（3）人员和设备容易在战时迅速转入地下；（4）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；（5）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；（6）防空地下室的造价比单建式的要低；（7）便于施工管理，采用新技术，保证工程质量，同时也便于维护。

3.附建式结构的设计要点：（1）按平时和战时两种条件作为设计依据；（2）允许结构出现塑性变形，按弹塑性理论设计；（3）只进行结构的强度验算；（4）不必单独进行地基变形验算；（4）贯彻平战结合的原则，尽量为平时使用创造条件。

4.（了解）附建式地下结构的形式和特点：（1）梁板结构，顶板为钢筋混凝土梁板结构。

（2）板柱结构，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6章沉井结构1.沉井结构：沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物，利用其结构自重作用而下沉入土，即将地面构筑的“半成品”沉入土中，在沉井的保护下完成结构物施工的结构。

2.沉井结构的特点：（1）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。

（2）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.沉井结构的组成和功能：（1）井壁，应有足够的厚度和强度，承受在下沉过程中的各种最不利荷载组合（水土压力）所产生的内力，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。

（2）刃脚，减小下沉阻力，具有的强度使沉井下沉过程中免遭损坏。

（3）内隔墙，增加沉井在下沉过程中的刚度并减少井壁跨径，将井壁分隔成称多个施工井孔（土井），是挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于沉井偏斜时的纠偏。

（4）封底及顶盖，当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对坑底清理后，即可封底，以防止地下水渗入井内。

（5）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：（1）沉井建筑平面布置的确定；（2）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。

①参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；②估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。

.（3）施工阶段强度计算①井壁板的内力计算；②刃脚的挠曲计算；③底横梁、顶横梁的内力计算；（4）使用阶段的强度计算（包括承受动载）①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；②顶板及底板的内力计算及配筋。

③地基强度和变形验算。

5.（了解）沉井结构的计算方法6.旱地沉井施工的主要工序：（1）制作第一节沉井（2）挖土下沉：抽垫、挖土（3）接高沉井（4）筑井顶围堰（5）地基检验和处理（6）封底第7章地下连续墙1.地下连续墙：利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。

2.槽幅是指地下连续墙一次开挖成槽的槽壁长度。

3.地下连续墙的优缺点和适用条件：（1）优点①施工时对环境影响小。

没有噪音，无振动，不必放坡，可紧邻相近的建筑和地下设施施工；②墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用于超深围护结构，也可用作主体结构；③连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好；④可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；⑤适用于多种地质条件。

（2）缺点①弃土和废泥浆处理。

除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染。

②地质条件和施工的适应性问题。

③槽壁坍塌问题。

④现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；⑤地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济。

4.（了解）槽段的设计内容5.地下连续墙设计计算的主要内容：(1)确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。

(2)确定地下连续墙所需的入土深度，以满足抗管涌、抗隆起，防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。

(3)验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、深度的尺寸。

(4)地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑)的内力分析和变形验算。

(5)地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的配筋设计、截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。

6.地下连续墙的计算理论及假设条件：（1）较古典的计算方法。

假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。

方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法（2）横撑轴向力、墙体弯矩不变。

假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。

方法：山肩帮男法 （3）横撑轴向力、墙体弯矩可变。

假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。

方法：日本弹塑性法、有限元法（4）共同变形理论。

假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支撑变形。

方法：森重龙马法、有限元法7.山肩帮男法精确解的基本假定和计算图式：基本假定：（1）在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；（2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；（3）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑性区，高度为l ，以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区；（4）横撑设置后，即作为不动支点；（5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。