文档介绍：地下建筑是修建在地层中的建筑物。两大类:土层中和岩层中的; 衬砌结构主要是起承重和围护作用, 足够的刚度,耐腐蚀性,稳定性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: 岩石结构型式直墙拱形、圆形、曲墙拱形等。还有一些其它类型的结构,如喷锚结构、穹顶结构、复合结构等。拱形结构优点:( 1 )主要承受垂直荷载,弯矩小。( 2 )拱主要是承压结构。适用于抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料构筑。( 3 )内轮廓比较平滑,满足使用要求,且建筑布置比圆形结构方便,净空浪费也比圆形结构少。按使用功能分类:( 1)地下交通工程:( 2)地下市政管道:( 3)地下工业建筑: ( 4)地下民用建筑( 5) 地下军事:( 6)地下仓储:( 7)地下文娱文化设施:( 8)地下体育设施衬砌施工方法分类: 1)模筑式衬砌 2)离壁式衬砌 3)装配式衬砌 4)喷锚支护衬砌地下建筑结构的特点荷载的不确定性计算方法的不成熟初步设计的内容(一) 工程等级和要求,荷载标准的确定; (二) 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)选定结构型式和布置;(六)估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等尺寸;(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要内容是:(一)计算荷载:(二)计算简图:(三)内力分析:(四)内力组合:(五)配筋设计(六) 绘制结构施工详图(七)材料、工程数量和工程财务预算荷载, 分为以下三类,永久荷载、可变荷载和偶然荷载。弹性抗力是地下结构所特有的被动荷载支护结构理论古典岩土压力理论阶段散体压力理论阶段( 荷载——结构法) 共同作用理论阶段泰沙基普氏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。通过假定抗力的形式考虑围岩与结构的相互作用现场实测理论计算工程类比法弹性地基梁,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地基反力与地基沉降的关系:局部弹性地基模型半无限体弹性地基模型基本假设: 局部弹性地基模型; 地基的沉陷或隆起与梁的挠度处处相等; 地基反力处处与接触面相垂直;符合平截面假设有限长梁无限长梁半无限长梁刚性梁结构形式五大类: (1) 拱形结构( 2)圆形和矩形管状结构( 3)框架结构( 4)薄壳结构( 5)异形结构荷载——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; 三种模式: 1 主动荷载模式⑵主动荷载加被动荷载模式⑶实际荷载模式衬砌结构计算的内容: 1工程类比法拟定衬砌断面的几何尺寸,确定荷载; 2力学计算,求出衬砌截面的内力(弯矩和轴力); 3对截面进行配筋设计,检验衬砌截面的承载安全系数 K值。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的计算方法。地下结构是否安全可靠,首先取决于周围地层的稳定状态。计算衬砌结构的内力,而且计算洞室周围地层的应力。主要包括:地层的合理化模拟、结构模拟、施工过程模拟(( 1) 时空效应( 2) 初始地应力的计算( 3 )施工过程的有限元模拟( 4 )注浆模拟) 以及施工过程中结构与周围地层的相互作用、地层与结构相互作用的模拟。设计模型: 经验设计模型, 现场量测和实验室试验为主的实用设计方法,如以洞周位移量测值为根据的收敛—限制模型,作用—反作用模型, 荷载——结构模型,地层——结构模型,连续介质模型。新奥法( 简称 NATM ) 原则是尽量利用地下工程周围围岩的自承载能力。具体做法是先用柔性支护( 通常为喷锚, 称为—次支护) 控制围岩的变形及应力重分布, 使之达到新的平衡, 然后再进行永久性支护(通常为整体模筑钢筋混凝土衬砌)。复合支护是以新奥法为基础进行设计和施工的一种新型支护结构,该衬砌是采用锚喷支护做初期支护,采用模筑混凝土做二次衬砌的一种组合衬砌(二层间有或无防水层)结构。复合衬砌支护的基本原理在于: 1) 充分利用或发挥围岩的自承能力; 2) 增强围岩的强度, 均衡围岩应力的分布, 允许围岩有一定程度的变形,以减小对支护的围岩压力; 3 )利用现场的监测值进行反馈施工。复合支护的构造常由初期支护和二次支护组成, 防水要求较高时须在初期支护和两次支护间增设防水层。初期支护常为喷射混凝土支护,必要时增设锚杆加固围岩,成为锚喷支护。石质条件较差时,可在喷层中增设网筋或型钢拱架,也可采用钢纤维喷射混凝土支护围岩。施工时常先施作薄层喷射混凝土封闭围岩, 然