地下建筑结构设计

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1、隧道结构1、半衬砌结构：在坚硬岩层中，若侧壁无坍塌危险，仅顶部岩石可能有局部滑落时，可仅施作顶部衬砌，不作边墙，只喷一层不小于20mm厚的水泥砂浆护面，即半衬砌结构。厚拱薄墙衬砌结构：在中硬岩层中，拱顶所受的力可通过拱脚大部分传给岩体，充分利用岩石的强度，使边墙所受的力大为减少，从而减少边墙的厚度，形成厚拱薄墙结构。直墙拱形衬砌结构：在一般或较差岩层中的隧道结构，通常是拱顶与边墙浇在一起，形成一个整体结构，即直墙拱形衬砌结构，广泛应用的隧道结构形式。曲墙衬砌结构：在很差的岩层中，岩体松散破碎且易于坍塌，衬砌结构一般

2、由拱圈、曲线形侧墙和仰拱底板组成，形成曲墙衬砌结构。复合衬砌结构：复合支护结构一般认为围岩具有自支承能力，支护的作用首先是加固和稳定围岩，使围岩的自承能力可充分发挥，从而可允许围岩发生一定的变形和由此减薄支护结构的厚度。2、根据半衬砌结构的特点和受力特征，其内力计算的基本假定如下：（1）半衬砌结构的墙与拱脚基本上互不联系，故拱圈对薄墙影响很小；（2）拱脚处的约束既非铰结，亦非完全刚性固定，而是介于两者之间的“弹性固定”，即只能产生转动和沿拱轴切线方向的位移，且岩层将随拱脚一起变形，并服从E.Winkler假设；（3

3、）半衬砌结构在各种垂直荷载作用下，拱圈的绝大部分位于脱离区，因此，可不计弹性抗力的影响；（4）半衬砌结构，实际上是一个空间结构，但由于其纵向较之其跨度方向大的多，受力特征符合平截面假设，计算时按平面应变问题处理。3、直墙拱结构计算时基本假定：（1）直墙拱结构是一个空间结构，但其纵向长度远大于其跨度，可按平面应变问题处理。（2）拱圈与边墙整体连接，地层压力、结构自重等以梯形分布，拱圈抗力区假定为二次抛物线规律或不考虑（回填不密实时）；（3）边墙视为弹性地基梁，弹性抗力按局部变形理论确定；（4）墙底与基岩间的摩擦力足够

4、大，克服剪力作用，不产生水平位移，因此，边墙可视为绝对刚性的地基梁；（5）实际工程中边墙与底板通常分别浇筑，计算中不予考虑。4、连拱隧道：是洞体衬砌结构相连的一种特殊双洞结构形式，即连拱隧道的侧墙相连。5、衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、围岩级别、围岩地质条件和水文地质条件、隧道埋置位置、结构受力特点，并结合工程施工条件、环境条件，通过工程类比和结构计算综合分析确定。6、复合衬砌结构洞周承载环形成的两种方法：1）通过锚杆支护所及的范围内形成了承载力较强的承载环；2）施作衬砌结构，或施作由喷层（必要时同时设置锚杆

5、和网筋）和衬砌结构共同组成的复合结构，使衬砌结构或复合结构成为洞周承载环。7、连拱隧道优点和缺点：1）优点：双洞轴线间距很小，减小占地，便于洞外接线。2）缺点：设计、施工复杂，工程造价高、工期长。8、隧道内轮廓线是决定衬砌断面大小最基本的要素，要考虑如下因素：①结构受力和行车界限；②从经济上、美学上加以比较，以求得合理的断面形式；③行车道宽、两侧路缘带宽、中隔墙宽、建筑界限高度因素；④洞内排水、通风、照明、消防、营运管理等附属设施所需空间；⑤围岩压力影响、施工方法等必要的富余量。9、连拱隧道结构中，中墙和二次衬砌的

6、连接形式主要可分为以下四种形式：①上部支撑形式：将中墙作为双洞结构的共同部分，二次衬砌的拱脚支撑在中墙的上部，中墙设计得相对较厚；②贴壁式支撑形式：将双洞按两个独立的洞来考虑，中墙相对独立于左右洞的结构，成为双洞间的充填结构。在中墙先行施工结束后，二次衬砌的施筑和单洞的方法相同；③下部支撑形式：介于上部支撑和贴壁式支撑之间，二次衬砌的支撑点转移到中墙的基础上；④混合式支撑形式：将中墙设计成非对称形式，是①和②形式的混合使用。6、浅埋结构1、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。2、浅

7、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。3、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。4、一般浅埋式结构，常采用明挖法施工，比较经济；但在地面环境条件要求苛刻的地段，也可采用管幕法、箱涵顶进法等暗挖法施工。5、直墙拱形结构拱顶部分按照其轴线形状又可分为：半圆拱、割圆拱和抛物线拱。6、浅埋式结构截面设计，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，要

8、考虑材料在动载作用下的强度提高，而剪力和扭力对构件进行强度验算时，则材料强度不提高。7、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。8、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。