《地下建筑结构》PPT课件

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1、地下建筑结构荷载地下建筑结构-2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1234561.荷载种类和组合荷载种类按存在状态可分为：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1.荷载种类和组合荷载种类活荷载：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

2、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；1.荷载种类和组合荷载组合按存在状态可分为：静荷载、动荷载和活荷载等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；（

3、三）静载+动载（原子爆炸动载、炮（炸）弹动载）2.荷载的确定方法确定依据-1.1、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.荷载的确定方法确定依据-2.2、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。（4）截面计算原则(混凝土、砖石、钢筋混凝土)（5）安全系数（6）材料强度指标3.岩土体压力计算主要荷载.结构自重、地层压力(土压力、围岩压力)弹性抗力、

4、地下水静水压力、车辆和设备重量、其他使用荷载（灌浆压力、局部落石、施工荷载、温度变化或混凝土收缩应力）难题？3.1土压力计算.土压力：土与挡土结构之间相互作用的结果挡土墙：静止土压力的计算（2-1）其侧向压力与竖直方向压力之间的关系为：经典土压力之一——库伦土压力库伦理论的基本假定库伦理论是由法国科学家库伦（Coulomb,C.A.）于1773年发表的，主要是针对挡土墙的计算，其计算的基本假定为（图2.4）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

5、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粘性土中等效内摩擦角1、经验法（当粘聚力每增加10kPa时，内摩擦角可提高3°-7°，平均提高为5°）2、根据土的抗剪强度相等的原则（2-21）2、根据朗肯土压力理论进行换算换算等效内摩擦角实际内摩擦角τσφφDτ=σtgφDτ=σtgφ+c图2.6等值内摩擦角经典土压力之二——朗肯土压力基本假定朗肯土压力理论是由英国科学家朗肯（Rankine）于1857年提出。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

6、限空间；③挡土墙后填土处于极限平衡状态。(2-32)(2-33)（2-34）（2-35）土体极限平衡条件：主应力：主动土压力时最大主应力为竖向土压力；最小主应力为主动土压力；被动土压力时最大主应力为被动土压力；最小主应力为竖向压力；令主动土压力系数为Ka；被动土压力系数为Kp；可得不考虑墙背与土体之间的拉应力，墙背总的土体压力为负值（2-40）特殊情况下的土压力1、分层土的土压力计算2、不同地面超载作用下的土压力计算与图式3、考虑地下水时水土压力计算4、水土压力合算、水土压力分算自重应力计算总结无分层均质土层：重度一致，斜率不变分层均质土但有地下水位：重度改变，斜率改变分层土：重度改变，斜率改

7、变，无突变透水层土突变到不透水层土：增加地下水的重度，有突变水土分算计算实例要点：自重计算（土体部分、水的部分）侧压力系数计算（分层处土体参数不同）土压力包括土体部分压力（土体部分自重X土体侧压力系数）和水压力3.2围岩压力计算.围岩压力：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。围岩垂直压力围岩水平压力围岩底部压力2、影响围岩压力的因素影响围岩压力的因素很多，主要因素