地下建筑结构施工95课件讲解.ppt

地下建筑结构施工

第二章地下结构的计算理论

CONTENTS目录01地下结构计算理论的发展02地下结构荷载03地下结构的计算模型

地下结构荷载荷载组合荷载分类弹性抗力围岩压力

地下结构荷载---荷载分类（按存在状态分）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、弹性抗力和地下水压力等；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板地面荷载（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。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）、温度变化等受到约束而产生的内力其他荷载活荷载动荷载静荷载

恒载，是地下铁道结构承受的主要静力荷载，在设计基准期内其量值不随时间变化，主要有结构自重；回填土重量；围岩压力；弹性抗力；静水压力（含浮力）；混凝土收缩和徐变影响力、预加应力及设备自重等。地层压力和结构自重是衬砌承受的主要静荷载，弹性抗力是地下结构所特有的被动荷载分为基本可变荷载和其它可变荷载两类。基本可变荷载，即长期的、经常作用的变化荷载，如吊车荷载、设备重量、地下储油库的油压力、车辆、人员等荷重人群荷载等。其它可变荷载，即非经常作用的变化荷载，如温度变化、施工荷载（施工机具，盾构千斤顶推力，注浆压力）等在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且作用时间很短，如落石冲击力、地震力等偶然荷载可变荷载永久荷载地下结构荷载---荷载分类（按作用特点分）

地下结构荷载荷载组合荷载分类弹性抗力围岩压力

指将可能同时出现在地下结构上的荷载进行编组，取其最不利组合作为设计荷载，以最危险截面中最大内力值作为设计依据A我国公路和铁路隧道设计规范中给出的永久、可变及偶然荷载（在铁路隧道设计规范中采用概率极限状态设计法时称为作用）参见表2-4B地下结构荷载---荷载组合

（1）基本组合Ⅰ（QZH-Ⅰ）（2）基本可变荷载组合Ⅱ（QZH-Ⅱ）（3）其他可变荷载组合Ⅲ（QZH-Ⅲ）地下结构荷载---荷载组合

地下结构荷载---荷载组合（4）偶然荷载组合Ⅳ（QZH-Ⅳ）（5）验算荷载组合Ⅴ（QZH-Ⅴ）偶然坍塌组合偶然地震组合偶然人防组合

序号荷载分类荷载名称QZH-ⅠQZH-ⅡQZH-ⅢQZH-ⅣQZH-Ⅴ1永久荷载围岩形变压力或膨胀压力1.01.21.11.01.352围岩松动压力1.01.351.21.01.23结构自重1.01.351.21.01.24结构附加恒载1.01.351.21.01.25混凝土收缩和徐变的影响1.01.351.21.01.26水压力1.01.01.01.01.07水的浮力1.01.01.01.01.08结构基础变位影响力1.01.21.21.01.359地面永久建筑荷载影响力1.01.351.21.01.210基本可变荷载通过隧道的公路车辆荷载、人群荷载1.01.41.41.01.211与隧道立交的公路荷载1.01.41.4——1.212与隧道立交的铁路荷载1.01.41.4——1.213风机等设备引起的动荷载1.01.41.41.01.214其他可变荷载与隧道立交的渡槽流水压力1.0——1.4————15温度变化的影响力1.0——1.4————16冻胀力1.0——1.4————17地面施工荷载————1.4————18隧道施工荷载————1.4————19偶然荷载落实冲击力——————————20地震作用力——————————21人防荷载——————————表2-4各类荷载作用下内力组合的分项系数

地下结构荷载荷载组合荷载分类弹性抗力围岩压力

围岩压力A土压力B弹性抗力C地层压力是地下结构承受的主要荷载地下结构荷载---地层压力

地下结构荷载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：指洞室开挖后的二次应力状态，围岩产生变形或破坏所引起的作用在衬砌或支护结构上的压力。是作用在地下结构的主要荷载。主动荷载围岩压力

将支护与岩体视为一个统一的整体，开挖隧道后，在支护与围岩整体变形过程中，围岩施予支护的接触作用力形变压力开挖隧道会引起围岩的部分松弛、坍塌，这部分松弛坍塌的围岩质量作用在支护结构上就是围岩的松动压力松动压力岩体具有吸水膨胀崩解的特性，由于围岩膨胀崩解而引起的压力成为膨胀压力膨胀压力冲击压力又称岩爆，它是在围岩集聚了大量的弹性变形能之后，由于开挖突