期末复习

2020-03-03 20:14:25 来源：范文大全收藏下载本文

1.地下建筑结构包括衬砌结构和内部结构两部分。 2.衬砌结构主要是起承重和维护两方面的作用。

3.地下建筑结构的形式主要由使用功能，地质条件和施工技术等因素确定。要注意施工方法对地下建筑结构的形式起重要影响。

4.施工方案是决定地下结构形式的重要因素之一，在使用要求和地质条件相同情况下，由于施工方法不同而采取的结构形式。

5.土层地下建筑结构：浅埋式结构，附件式结构，沉井（沉箱）结构，地下连续墙结构，盾构结构，沉管结构，其他结构。

6.岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形，圆形，屈墙拱形等。 7.最常用的是拱形结构，因为它具有以下优点

地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受竖向荷载。因此，拱形结构就受力性能而言比平顶结构优。

拱形结构的内部轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。

拱主要是承压结构。因此，适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖，石，混凝土等材料结构。这些材料价低，耐久性良好，易维护。 8.贴壁式拱形结构包括半衬砌结构，厚拱薄墙衬砌结构，直墙拱形衬砌结构，曲墙衬砌结构。 9.贴壁式拱形结构是指衬砌结构与围岩之间的超挖部分应进行回填的衬砌结构，半衬砌结构，厚拱薄墙衬砌结构，直墙拱形衬砌结构及曲墙衬砌结构。

10.离壁式拱形衬砌结构是指与岩壁相离，其间空隙不做回填，仅拱脚处扩大延伸与岩壁顶紧的衬砌结构。

11.地下建筑结构的设计原则：安全适用、技术先进、经济合理。

12.地下建筑结构的设计两阶段：初步设计、技术设计（包括施工图）两个阶段。

13.地下建筑结构初步设计：在满足使用要求下，解决设计方案技术上的可行性与经济上的合理性，并提出投资、材料、施工等指标。 14.地下建筑结构初步设计主要内容：

1.工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定。

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、顶底板及边墙厚度等主要尺寸。

7.绘制初步设计结构图。

8.估算工程材料数量及财务概算。

15.技术设计主要是解决结构的承载力，刚度和稳定，抗裂性等问题，并提供施工时结构各部件的具体尺寸及连接大样。

16.地下建筑结构技术设计主要内容：

1.计算荷载：按围岩类别、建筑用途、防护等级、地震级别、埋置深度等求出作用在结构上的各种荷载值。

2.计算简图：根据实际结构和计算的具体情况，绘出恰当的计算简图。

3.内力分析：选择内力计算方法，得出结构各控制设计截面的内力。

4.内力组合：在分别计算各种荷载内力的基础上，对最不利的可能情况进行内力组合，求出各控制界面的最大设计内力值。

5.配筋设计：通过截面承载力和裂缝计算得出受力钢筋，并确定必要的分布钢筋和架立钢筋。

6.绘制结构施工详图：结构平面图、结构构件配筋图及节点详图；风、水、电和其他内部设备的预埋件图。

7.材料、工程数量和工程预算。 17.衬砌结构的荷载种类

（1）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。

（2）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，即瞬时作用的动荷载；在抗震区进行地下结构设计时，应按不同类型计算地震波作用下的动荷载作用。

（3）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能变化。如地下建筑物内部的楼地面荷载、吊车荷载、落物荷载、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等。

（4）其他荷载：混凝土材料收缩受到约束而产生的内力；温度变化使地下结构产生内力；不均匀沉降变形使地下结构产生的内力。

18.衬砌结构最不利的荷载组合一般有以下几种情况：（1）静载；

（2）静载+活载；

（3）静载+动载（原子爆炸动载、炮（炸）弹动载）。 19.衬砌结构荷载确定方法的设计标准：

①根据建筑用途、防护等级、地震等级等确定设计地下建筑物的荷载。各种地下建筑结构均应承受正常使用时的静力荷载；

②地下建筑结构材料的选用，应满足规范和工程实际要求；

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：结构截面计算时，按总安全系数法进行，一般进行强度、裂缝和变形验算等。

⑤安全系数：结构在静载作用下的安全系数可按相关规范确定； ⑥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。

20.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。围岩压力的影响因素

①围岩的结构；②围岩的强度；③地下水的作用；④洞室的尺寸与形状； ⑤支护的类型和刚度；⑥施工方法；⑦洞室的埋置深度；⑧支护时间；

⑨其他因素

21.深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度，以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量。

22.初始地应力由自重应力和构造应力两部分组成。

23.形变压力是指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。 24.时间效应是指围岩与支护间形变压力的传递，是一个随着时间的推进而逐渐发展的过程。 25.弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形，还与底层的物理力学性质有着密切的关系。

26.两种理论局

1.部变形理论：

弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷，E.Winkler假设: σ=kδ 式中：σ—岩土体的弹性抗力强度，kPa； k—岩土体的弹性抗力系数，kN/m3； δ—岩土体计算点的位移值，m。

2.共同变形理论：弹性地基上的一点外力，不仅引起该点发生沉陷，而且还会引起附近一定范围的地基沉陷。

27.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。 28.弹性地基梁与普通梁的两大区别：（1）超静定次数是无限还是有限

普通梁只在有限个支座处与基础相连，梁所受的支座反力是有限个未知力，因此，普通梁是静定的或有限次超静定的结构。

弹性地基梁与地基连续接触，梁所受的反力是连续分布的，具有无穷多个支点和无穷多个未知反力，因此，弹性地基梁是无穷多次超静定结构。（2）地基的变形是考虑还是略去

普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形。

弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形；梁与地基是共同变形的；一方面梁给地基以压力，使地基沉陷，反过来，地基给梁以相反的压力，限制梁的位移。

29.在弹性地基梁的计算理论中，除局部弹性地基模型假设外，还需作如下三个假设： ①地基梁在外荷载作用下产生变形的过程中，梁底面与地基表面始终紧密相贴，即地基的沉陷或隆起与梁的挠度处处相等；

②由于梁与地基间的摩擦力对计算结果影响不大，可以略去不计，因而，地基反力处处与接触面相垂直； ③地基梁的高跨比较小，符合平截面假设，因而可直接应用材料力学中有关梁的变形及内力计算结论。 30.长梁，短梁和刚性梁的划分标准主要依据梁的实际长度λ于梁和地基的相对刚度之乘积，划分的目的是为了简化计算。

31.我国采用的地下建筑结构设计方法可分为以下四种设计模型：

（1）荷载——结构模型（又称结构力学模型）（2）地层——结构模型（又称岩体力学模型）（3）经验类比模型（4）收敛限制模型

32.当前我国的地下建筑结构设计计算，主要采用的是前三种模型，既荷载——结构模型，地层——结构模型和经验类比模型。

33.早年常用的弹性连续框架（含拱形构建）法，假定抗力法和弹性地基梁（含曲梁）法等都可归属于荷载结构法。

34.荷载——结构模型的设计原理

荷载结构法原理认为，隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力，并进行结构截面设计。 35.埋设在土层中的建筑物，按其埋置深浅可分为深埋式结构和浅埋式结构两大类。

36.浅埋式结构：是指其覆盖土层较薄，不能满足压力拱成拱条件[H土＜（2~2.5）h1，h1为压力拱高]或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。

37.决定采用深埋式还是浅埋式的因素包括：建筑物的使用要求，环境条件，地质条件，防护等级以及施工能力等。

38.浅埋式结构形式可分为以下三种：（1）直墙拱形结构；（2）矩形框架结构；（3）梁板式结构。

39.P120页计算

40.在特殊荷载与其他荷载共同作用下，按弯矩及轴力对构件进行强度验算时，而按剪力和扭力对构件进行强度验算时，则材料的强度不提高。

41.为改善闭合框架的受力条件，一般在角部设置支托，并配支托钢筋。当荷载较大时，需验算抗剪强度，并配置钢箍和弯起筋。

42.由于混凝土的收缩，温差影响，不均匀的沉降等因素的作用，必须配置一定数量的构造钢筋。

43.框架节点处钢筋的布置原则

1.沿节点内侧不可将水平构件中的受拉钢筋随意弯曲，而应沿着斜托另配直线钢筋，或将此钢筋直接焊接在侧墙的横向焊网上。

2.沿着框架转角部分外侧的钢筋，其弯曲半径R必须为所用的钢筋直径的10倍以上，即R>=10d。

3.为避免在转角部分的内侧发生拉力时，内侧钢筋与外侧钢筋无联系，使表面混凝土容易剥落，因此最好在角部配置足够数量的箍筋。

44.浅埋结构变形缝的构造方式主要分三类：嵌缝式、贴附式、埋入式。

45.变形缝分为两种：一种是防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置的缝，称为伸缩缝；另一种是防止由于不同的结构类型（或结构相邻部分具有不同荷载）或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置的缝，称为沉降缝。

46.结合基本建设修建防空地下室与修建单建式工事相比，有以下优越性： 1）节省建设用地和投资；

2）便于平战结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下； 3）增强上层建筑的抗地震能力；

4）上部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；附建式防空地下室的造价比单建式防空地下室低；

5）结合基本建设同时施工、便于施工管理，同时也便于使用过程中的维护。 47.附建式地下室结构选形的主要依据：

（1）上部地面建筑的类型；（2）战时防护能力的要求；

（3）工程地质与水文地质条件；（4）战时与平时使用的要求；（5）建筑材料的供应情况；（6）施工条件。

48.无梁体系是指当房间的开间较小时，钢筋混凝土顶板直接支撑在四周承重墙上。

49.板柱结构是指为使建式地下结构与上部地面建筑相适应，或满足平时使用要求，可以不用内承重墙和梁的平板顶盖，防空地下室的顶板采用无梁楼盖的形式。

50.无梁的板柱结构对通风，采光都比较有利，并可减少建筑高度，满足大房间的要求，平时做商店，食堂的效果也比较好。

51.附建式地下结构变形缝的设置应考虑下列几点情况：

①因设有防空地下室的地面建筑物与不设防空地下室的地面建筑物的抗震性能不同，一般前者比后者的震害要轻。因此，在地震区设有局部地下室的建筑物，应设置沉降缝，把有地下室与不设地下室的建筑物断开，以避免二者相互干扰；

②当地面建筑设置防震缝时，其防空地下室可不设置防震缝； ③在地下室的室外出入口与主体结构的连接处，应设置沉降缝，以防止产生不均匀沉降时断裂；

④当防空地下室设置沉降缝时，其上部地面建筑也要在其对应的位置设置沉降缝； ⑤关于附建式地下结构伸缩缝的设置，目前各地的做法尚不统一，多数是在施工中采取措施控制混凝土的收缩，以便适当放大地下室伸缩缝的间距，使它能设在与地面建筑伸缩缝的相应位置上；

⑥在防空地下室的一个防护单元内，不允许设置沉降缝、伸缩缝等，以满足防护要求； ⑦钢砼及砼结构伸缩缝的最大间距，以及沉降缝、收缩缝和防震缝的宽度等，可参照有关规范。

52.附建式地下结构

1）因设有防空地下室的地面建筑物与不设防空地下室的地面建筑物的抗震性能不同，一般前者比后者震害要轻。

2）当地面建筑设置防震缝时，其防空地下室可不设置防震缝。

3）圈梁的设置：为了保证结构的整体性，对于混合结构来说，可按以下两种情况设置圈梁

1当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁，其配筋和混凝土强度等级均不变。作用是配合楼板和结构柱，增加房屋的整体刚度和稳定性，减轻地基不均匀沉降对房屋的破坏，抵抗地震力的影响。

2钢筋砖圈梁就是将前述的钢筋砖过梁沿外墙和部分内墙一周连通砌筑而成。钢筋混凝土圈梁的高度不小于120mm，宽度与墙厚相同。

圈梁的作用：

1、增强房屋的整体性和空间刚度。

2、防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。

3、设置在基础顶面部位和檐口部位的圈梁对抵抗不均匀沉降作用最为有效。

4、当房屋中部沉降较两端为大时，位于基础顶面部位的圈梁作用较大；当房屋两端沉降较中部为大时，檐口部位的圈梁作用较大。

53.157页

54.612页计算

55.沉井一般由下列各部分组成：井壁（侧壁）、刃脚、内隔墙、封底和顶盖、底梁和框架。 56.当沉井下沉到设计标高，经过技术经验并对坑底清理后，可封底，以防止地下水渗入井内，封底可分为湿封底（即水下浇筑混凝土）和干封底两种。 57.沉井与沉箱结构

沉井结构设计主要环节：

（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。

58.193页到194页

水下封底混凝土厚度的确定，应根据抗浮和强度两个条件。计算过程及简图详见193

砌块的分类：

1、砌块按尺寸和质量的大小不同分为小型砌块、中型砌块和大型砌块。砌块系列中主规格的高度大于115mm而小于380mm的称作小型砌块、高度为380~980mm称为中型砌块、高度大于980mm的称为大型砌块。使用中以中小型砌块居多。

2、砌块按外观形状可以分为实心砌块和空心砌块。空心率小于25%或无孔洞的砌块为实心砌块;空心率大于或等于25% 的砌块为空心砌块。空心砌块有单排方孔、单排圆孔和多排扁孔三种形式，其中多排扁孔对保温较有利。按砌块在组砌中的位置与作用可以分为主砌块和各种辅助砌块。

3、根据材料不同，常用的砌块有普通混凝土与装饰混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、粉煤灰小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、免蒸加气混凝土砌块(又称环保轻质混凝土砌块)和石膏砌块。吸水率较大的砌块不能用于长期浸水、经常受干湿交替或冻融循环的建筑部位。

4、按形成方式分类：装配式衬砌和挤压混凝土衬砌。 5按构造形式分类：单层衬砌双层衬砌。

59.盾构法隧道的设计内容基本上可以分为三个阶段进

行： 1）第一阶段为隧道的方案设计，以确定隧道的线路、线形、埋置深度以及隧道的横截面形状与尺寸等； 2）第二阶段为衬砌结构与构造设计，其中包括管片的分类、厚度、分块、接头形式、管片孔洞、螺孔等； 3）第三阶段为管片内力的计算及断面设计。 60.235页

61.衬砌的分类按材料分类1.钢筋混凝土管片2.铸铁管片3.刚管片4.复合管片

按结构形式分类1.管片2.砌块

62.按衬砌的形成方式分可将衬砌分为装配式衬砌和挤压混凝土衬砌。 63.按构造形式分类可分为单层及双层衬砌两种形式。 64.238页重点

65.管片接头从力学特性来看，可分为柔性接头和刚性接头。 66.243页重点衬砌圆环内力计算自由变形圆环法

是将盾构隧道衬砌结构视为在土体中自由变形的弹性均质圆环,不考虑管片接头刚度变化的影响,将土层抗力假定为三角形分布荷载进行计算(在水平轴上下45°范围内),荷载计算图式如图1。自由变形圆环法内力求解采用弹性中心法,即根据荷载和结构均对称于竖直轴,取半结构进行计算,根据弹性中心处的相对角位移和相对水平位移为零的条件,列出力法方程求出多余未知力,再根据多余未知力求出圆环任意截面上的内力。

钢筋混凝土管片设计要求和方法

1、按照强度、变形、裂缝限制等要求分别进行验算

2、确定衬砌的几个阶段：施工荷载阶段、基本使用荷载阶段、特殊荷载阶段，提出各个阶段的荷载和安全质量指标要求。 67.258页计算 68.370页

整体式隧道结构

结构形式、受力特点、使用条件：

1、板衬砌结构

2、厚拱薄墙衬砌结构

3、直墙拱形衬砌结构

4、曲墙衬砌结构

5、复合衬砌结构

6、连拱隧道结构

衬砌材料的选择：应具有足够的强度、耐久性、防水性。从经济角度看，应选择成本低，易于机械化施工等，特殊条件下应具有抗侵蚀性、抗冻性。常用材料包括：混凝土、喷射混凝土、石材等。 69.372页