地下建筑结构 第2章 地下建筑结构组成与设计方法ppt课件.ppt

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1、二地下建筑结构设计方法地下结构设计内容、流程地下结构计算理论的发展常用的地下建筑结构设计方法目前地下结构计算方法1、地下结构设计的内容设计内容和设计流程衬砌截面尺寸的初步拟定交通隧道设计的主要内容内容初步设计的内容主要包括：（一)工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定；（二)确定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。技术细节的主要内容是：（一）计算荷载：按地层介质类别、建筑用途、防护等级、地震级别、埋置深度

2、等求出作用在结构上的各种荷载值；（二）计算简图：根据实际结构和计算工具情况，拟出恰当的计算图式；（三）内力分析：选择结构内力计算方法，得出结构各控制设计截面的内力；（四）内力组合：在各种荷载内力分别计算的基础上，对最不利的可能情况进行内力组合，求出各控制界面的最大设计内力值；（五）配筋设计：通过截面强度和裂缝计算得出受力钢筋，并确定分布钢筋与架立钢筋；（六）绘制结构施工详图：如结构平面图、构件配筋图、节点详图，风、水、电和其他内部设备的预埋件图；（七）材料、工程数量和工程财务预算。流程(1)初步拟定截面尺寸根据施工方法选定结构形式和布置，根据荷载和使用要求估算结构

3、跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸。(2)确定其上作用的荷载要根据荷载作用组合的要求进行，需要时要考虑工程的防护等级、三防要求与动载标准的确定。(3)结构的稳定性验算地下结构埋深较浅又位于地下水位线以下时，要进行抗浮验算；对于敞开式结构(墙式支挡结构)要进行抗倾覆、抗滑动检算。(4)结构内力计算选择与工作条件相适宜的计算模式和计算方法，得出结构各控制截面的内力。(5)内力组合在各种荷载作用下分别计算结构内力的基础上，对最不利的可能情况进行内力组合，求出各控制截面的最大设计内力值，并进行截面强度检算。(6)配筋设计通过截面强度和裂缝宽度的核算得出受力钢筋量，并确

4、定必要的构造钢筋。(7)安全性评价若结构的稳定性或截面强度不符合安全度的要求时，需要重新拟定截面尺寸，并重复以上各个步骤，直至各截面均符合稳定性和强度要求为止。(8)绘制施工设计图当然，并不是所有的地下结构设计计算都包括上述的全部，要根据具体情况加以取舍。运营管理设施设计：1、隧道通风系统设计2、隧道照明系统设计3、隧道消防及给水、排水系统设计4、隧道供配电系统设计5、隧道监控系统设计6、隧道防灾与救援设计7、隧道安全设施设计8、隧道绿化与景观设计土建工程设计：1、总体设计（平纵横设计）2、洞口段设计(洞门、明洞)3、隧道衬砌设计4、竖井斜井等通风构造物设计5、隧

5、道防排水系统设计6、辅助施工方法设计7、横洞及沟管等附属工程设计8、施工开挖方法设计9、路基路面设计10、监控量测方案设计11、超前地质预报方案设计12、施工组织方案设计四、交通隧道设计的主要内容各类隧道断面尺寸各类隧道毛洞尺寸（宽*高）铁路单线隧道：7*6.5m铁路双线隧道：10*7m铁路三线隧道：14*10m公路双车道隧道：12*9m公路三车道隧道：17*11m公路四车道隧道：21*14m四车道连拱隧道：24*7m六车道连拱隧道：33*12m八车道连拱隧道：37*14m地下建筑结构的设计必须通过适当的计算，以得到科学合理方案2地下结构计算理论的发展结构计算内容

6、(1)横断面的设计在地下结构物中，一般结构的纵向较长，横断面沿纵向通常都是相同的。沿纵向在一定区段上作用的荷载也可认为是均匀不变的。同时认为高度和宽度也不大，变形总是沿短方向传递。可认为荷载主要由横断面承受，即通常沿纵向截取1m的长度作为计算单元，如下图所示，从而将—个空间结构简化成单位延米长的平面结构按平面应变进行分析。结构横断面计算简化(2)隧道纵向的设计工程实践表明，由于隧道纵向很长，为避免由于温度变化、混凝土固结的不均匀收缩、地基的不均匀沉降等原因引起的隧道开裂。须设置伸缩缝或沉降缝，统称变形缝。隧道纵向需配钢筋(3)洞口或交叉隧洞的设计考虑洞口类型、交叉

7、段应力集中及防水要求。地下建筑结构计算理论的发展历史至今已有百余年，它与岩土力学的发展有着密切的关系，十九世纪初才逐渐形成自己的计算理论。早期的地下支护结构多为砌石或木结构，一般未经力学分析和设计。直到近代结构力学原理逐步阐明后，地下支护结构才被看作是一种力学结构，通过一定的力学分析进行设计，以求达到合理使用建筑材料并保证建筑物的稳定与安全的目的。随着新奥法理论的出现以及岩土力学、测试技术、计算机技术和数值分析方法的发展，地下建筑结构计算理论逐渐完善。地下结构计算理论的发展分以下4个阶段：地下结构计算理论的发展（1）刚性结构阶段以砖石材料砌筑的拱形结构---压力线

8、计算理论（