地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件

5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇；

5.2結(jié)構(gòu)設計的主要內(nèi)容；5.3荷載確定（難點、重點）；5.4結(jié)構(gòu)設計模型與計算方法。5地下建筑結(jié)構(gòu)設計5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇；5地下建筑結(jié)構(gòu)設計5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇結(jié)構(gòu)型式影響因素：

（1）受力條件（地層條件）：（2）使用要求（使用目的）：（3）施工方案（施工技術）：在地層條件和使用目的相同條件下，施工方法不同，結(jié)構(gòu)型式也不同！5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇結(jié)構(gòu)型式影響因素：土層地下建筑結(jié)構(gòu)：（1）附建式結(jié)構(gòu)：房屋建筑下面的地下室分類方案一：按土、巖分別對待土層地下建筑結(jié)構(gòu)：分類方案一：按土、巖分別對待（2）淺埋式結(jié)構(gòu)：覆土厚度僅5～10m左右(薄)；覆土厚度小于結(jié)構(gòu)尺寸；多采用明挖法施工。

（2）淺埋式結(jié)構(gòu)：（3）沉井（箱）結(jié)構(gòu)：沉井施工時需要在沉井底部挖土，頂部出土。（3）沉井（箱）結(jié)構(gòu)：（4）盾構(gòu)法結(jié)構(gòu)：盾構(gòu)推進時，以圓形為最宜，故常采用裝配式圓形襯砌地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件（5）連續(xù)墻結(jié)構(gòu)：先建造兩條連續(xù)墻，然后在中間挖土，修建底板、頂板和中間樓層（5）連續(xù)墻結(jié)構(gòu)：（6）沉管法結(jié)構(gòu)：一般做成箱形結(jié)構(gòu)，二端加以臨時封門，運至預定水面處，沉放到設計位置，（6）沉管法結(jié)構(gòu)：（7）其它：比如，頂管結(jié)構(gòu)等。（7）其它：巖石地下建筑結(jié)構(gòu)：（1）拱形結(jié)構(gòu)：最常用！多采用礦山法暗挖施工。巖石地下建筑結(jié)構(gòu)：（2）噴錨結(jié)構(gòu)：（2）噴錨結(jié)構(gòu)：（3）穹頂結(jié)構(gòu)（按教材定義，稱為一種薄殼結(jié)構(gòu)，中間無柱或墻）：

（4）復合結(jié)構(gòu)：該分類點評：

1、總體以施工工藝為主線進行分類，特別是土層中的分類。

2、巖石中的分類有點亂，前兩種以施工工藝為主線，后兩種以構(gòu)造形式為依據(jù)。（3）穹頂結(jié)構(gòu)（按教材定義，稱為一種薄殼結(jié)構(gòu)，中間無柱或墻（1）拱形結(jié)構(gòu)：

（2）圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu)：（3）框架結(jié)構(gòu)：（4）薄殼結(jié)構(gòu)：（5）異形結(jié)構(gòu)：注意：教材中有關結(jié)構(gòu)設計、計算等相關問題是按照該分類方案展開論述的！本次講課只涉及其中一小部分內(nèi)容。分類方案二：按構(gòu)造形式不同（教材P72～75）分類方案二：按構(gòu)造形式不同（教材P72～75）（1）拱形結(jié)構(gòu)：前面講的“拱形結(jié)構(gòu)”+噴錨結(jié)構(gòu)分類方案二：按構(gòu)造形式不同分類方案二：按構(gòu)造形式不同（2）圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu)：（3）框架結(jié)構(gòu)：（4）薄殼結(jié)構(gòu)：（5）異形結(jié)構(gòu)：該分類點評：分類方案二：按構(gòu)造形式不同分類方案二：按構(gòu)造形式不同分兩個階段：初步設計；技術設計（包括施工圖）。初步設計內(nèi)容：（一）工程等級和要求，以及靜、動載標準的確定；（二）確定埋置深度與施工方法；（三）草算荷載值；（四）選擇建筑材料；（五）選定結(jié)構(gòu)型式和布置；（六）估算結(jié)構(gòu)跨度、高度、頂?shù)装寮斑厜穸戎饕叽?；（七）繪制初步設計結(jié)構(gòu)圖；（八）估算工程材料數(shù)量及財務概算。5.2結(jié)構(gòu)設計的主要內(nèi)容分兩個階段：初步設計；技術設計（包括施工圖）。5.2結(jié)構(gòu)在初步設計批準后開始技術設計。主要內(nèi)容：

（一）計算荷載：求出作用在結(jié)構(gòu)上的各種荷載值；（二）計算簡圖：擬定出恰當?shù)挠嬎銏D式；（三）內(nèi)力分析：選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算方法，得出控制截面的內(nèi)力；（四）內(nèi)力組合：對最不利的內(nèi)力組合，求出各控制截面的最大設計內(nèi)力值；（五）配筋設計：計算得出受力鋼筋，并確定分布鋼筋與架立鋼筋；（六）繪制結(jié)構(gòu)施工詳圖：結(jié)構(gòu)平面圖，結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋圖，節(jié)點詳圖，內(nèi)部設備的預埋件圖等。注意：與地面結(jié)構(gòu)設計比較！在初步設計批準后開始技術設計。主要內(nèi)容：

PARTA橫向框架的設計：將一個空間結(jié)構(gòu)簡化成單位米長的平面結(jié)構(gòu)進行分析。示例隧道結(jié)構(gòu)設計要點PARTA橫向框架的設計：示例隧道結(jié)構(gòu)設計要點PARTB縱向設計：縱向配筋，沿縱向是否需要分段，每段長度多少等。變形縫的設置：伸縮縫、沉降縫。變形縫間的隧道區(qū)段，視作截面為箱形的彈性地基梁計算。PARTB縱向設計：PARTC出入口設計：規(guī)模小但較復雜，有豎井、斜井、樓梯、三防房間、防護門等結(jié)構(gòu)。出入口結(jié)構(gòu)應與主體結(jié)構(gòu)等強度。PARTC出入口設計：難題：荷載計算，特別是圍巖壓力計算復雜，地下結(jié)構(gòu)與圍巖關系非常復雜！一方面，圍巖給地下結(jié)構(gòu)施加圍巖壓力，即荷載；另一方面，圍巖又幫助地下結(jié)構(gòu)承受荷載，減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。注意以下幾個問題：

1、地下結(jié)構(gòu)荷載特征：圍巖與地下結(jié)構(gòu)相互作用。有別于地面結(jié)構(gòu)的顯著特征。

2、相互作用的效果主要取決于地層條件以及結(jié)構(gòu)與地層的相對剛度。對于穩(wěn)固地層，地層剛度大于結(jié)構(gòu)剛度，地層約束作用大，而產(chǎn)生的圍巖壓力小。對于不穩(wěn)固地層，結(jié)構(gòu)剛度大于地層剛度，地層約束作用小，甚至忽略不計，則產(chǎn)生的圍巖壓力大。5.3荷載確定

難題：荷載計算，特別是圍巖壓力計算復雜，地下結(jié)構(gòu)與圍巖關系非3、圍巖與地下結(jié)構(gòu)相互作用非常復雜！加上地下結(jié)構(gòu)受力特征還與施工工藝有關，導致所謂的“結(jié)構(gòu)計算”無法成為精確的設計依據(jù)。

4、地下結(jié)構(gòu)設計通用做法：采用結(jié)構(gòu)計算、經(jīng)驗判斷和實測相結(jié)合的信息化設計施工方法。5.3荷載確定

3、圍巖與地下結(jié)構(gòu)相互作用非常復雜！加上地下結(jié)構(gòu)受力特征還與5.3.1荷載種類：

（一）永久荷載：也稱恒載：長期作用在結(jié)構(gòu)上且大小、方向與作用點不變，如結(jié)構(gòu)自重、圍巖（土）壓力和地下水壓力等，還有彈性抗力（地下結(jié)構(gòu)特有的）。（二）可變荷載：也稱活荷載：在結(jié)構(gòu)物施工和使用期間可能存在的變動荷載，其大小和作用位置都可能變化。又可細分為基本可變（經(jīng)常作用的）和其它可變（非經(jīng)常作用的）荷載。（三）偶然荷載：原子武器和常規(guī)武器（炸彈、火箭）爆炸沖擊波壓力荷載；在抗震區(qū)計算地震波作用下的動荷載作用。特別說明：各種荷載不一定同時存在！采用可能的荷載組合。荷載組合：取最不利組合作為設計荷載，以最危險截面中最大內(nèi)力值作為設計依據(jù)。5.3荷載確定

5.3.1荷載種類：5.3荷載確定地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件5.3.2荷載確定方法：一般按使用的規(guī)范和設計標準確定。

使用規(guī)范：設計時遵守各有關規(guī)范。有的沿用地面建筑的設計規(guī)范。設計標準：（一）根據(jù)建筑用途、防護等級、地震等級等確定建筑物荷載。（二）建筑材料選用：滿足規(guī)范和工程實際要求。（三）一般為超靜定結(jié)構(gòu)，彈性階段按結(jié)構(gòu)力學計算。（四）截面計算原則：按總安全系數(shù)法進行，對強度、裂縫和變形進行驗算。（五）安全系數(shù)：可參見規(guī)范。一般施工條件差，比如現(xiàn)澆混凝土要考慮附加安全系數(shù)。（六）材料強度指標：按相關規(guī)范規(guī)定。5.3荷載確定

5.3.2荷載確定方法：一般按使用的規(guī)范和設計標準確定。5.3.3巖土體壓力計算對大多數(shù)地下工程，是至關重要的荷載。其一，結(jié)構(gòu)設計計算的控制性因素；其二，復雜性和不確定性，不敢，也不能掉以輕心。一、土壓力的計算核心內(nèi)容：“土力學”中涉及的土各種壓力計算。且以淺“土”為主，問題要簡單一些。

問題：淺“土力學”和深“土力學”問題？巖石的“淺”、“深”問題更嚴重！5.3荷載確定

5.3.3巖土體壓力計算5.3荷載確定二、圍巖壓力的計算（參見教材P63～69）有多種計算理論與方法，常用有兩種：１、按松散體理論計算（１）垂直圍巖壓力的計算１）淺埋結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)上部全部巖體重量作用于結(jié)構(gòu)上。垂直圍巖壓力：

問題：上式計算是一種最不利的情況！

5.3荷載確定

二、圍巖壓力的計算（參見教材P63～69）5.3荷載確定通過圖（b)分析計算：當深度大到一定時，圍巖壓力消失，顯然不合理。２）深埋結(jié)構(gòu)：5.3荷載確定

通過圖（b)分析計算：5.3荷載確定拱高度計算：該公式為２０世紀初開始應用的，由普洛托季雅科諾夫提出，稱普氏理論。其中，為普氏系數(shù)，可通過工程經(jīng)驗或規(guī)范中得到。特別指出：在地下結(jié)構(gòu)設計中，圍巖壓力取均布形式，并按h計算，可以得到類似教材Ｐ64圖3-1的結(jié)果。5.3荷載確定

拱高度計算：5.3荷載確定問題：深埋和淺埋的界定（P63）：重要概念：圍巖分類（完整性）

5.3荷載確定

問題：深埋和淺埋的界定（P63）：5.3荷載確定（2）水平圍巖壓力的計算對松軟巖層要考慮水平圍巖壓力！一般計算：垂直圍巖壓力乘以側(cè)壓力系數(shù)（按主動土壓力計算系數(shù)）這樣可以分別得到淺埋和深埋結(jié)構(gòu)的水平圍巖壓力：

1、P67公式3-13（有錯誤）；

2、P64公式3-14。注意：P67公式3-13參數(shù)注釋中的“S”是多余的！錯誤！5.3荷載確定

（2）水平圍巖壓力的計算5.3荷載確定

2按圍巖分級和經(jīng)驗公式確定圍巖壓力理論計算均在簡化模型基礎上得到的，有局限性。根據(jù)工程實踐，提出經(jīng)驗公式，更貼近工程實際！

1）公路隧道設計規(guī)范（JTJ026-90）（P65～66,特別標注2004版新規(guī)范已出）：

2）鐵路隧道設計規(guī)范（TB10003-2001，J117-2001）（P66～67,特別標注2005版新規(guī)范已出）：

圍巖壓力確定點評：我國多采用工程類比法，并采用現(xiàn)場實測和理論計算的方法進行驗算！5.3荷載確定

2按圍巖分級和經(jīng)驗公式確定圍巖壓力5.3荷載確定5.3.4彈性抗力計算（P71）

地下建筑結(jié)構(gòu)特有的，區(qū)別于地面結(jié)構(gòu)的顯著特點之一。圍巖與結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果。彈性抗力的描述方法有：以彈性理論為基礎的共同變形理論。較合理。以文克爾假定為基礎的局部變形理論。計算較簡單，一般能滿足工程精度要求，多采用。彈性抗力系數(shù)確定：工程經(jīng)驗或規(guī)范等。5.3荷載確定

5.3.4彈性抗力計算（P71）5.3荷載確定5.4.1地下結(jié)構(gòu)設計主要模型與計算方法（P14～15）1、荷載結(jié)構(gòu)模型：2、地層結(jié)構(gòu)模型：3、經(jīng)驗類比模型：我國隧道設計主要采用前3種。4、收斂限制模型：5.4結(jié)構(gòu)設計模型與計算方法5.4.1地下結(jié)構(gòu)設計主要模型與計算方法（P14～15）55.4.2荷載結(jié)構(gòu)法及設計模型示例1、淺埋在松散土中圓形隧道（整體式）結(jié)構(gòu)計算采用自由變形圓環(huán)法（教材P79～81）。2、淺埋在松散土中矩形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計算

按自由變形框架計算。具體計算可參見教材P86～87（僅荷載部分）。5.4結(jié)構(gòu)設計模型與計算方法5.4.2荷載結(jié)構(gòu)法及設計模型示例5.4結(jié)構(gòu)設計模型1、淺埋在松散土中圓形隧道（整體式）結(jié)構(gòu)計算。

可以采用自由變形圓環(huán)法主要特征：結(jié)構(gòu)可以自由變形。

1、淺埋在松散土中圓形隧道（整體式）結(jié)構(gòu)計算。（1）荷載計算：1、環(huán)自重：公式3-412、豎向地層壓力：公式3-453、水平地層壓力：公式3-464、靜水壓力：公式3-475、地基反力：豎向作用力的反力。公式3-48（2）內(nèi)力計算：教材僅給出原則性求解過程（略）。

實際工作時，采用內(nèi)力的查表計算。

（1）荷載計算：

地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件

2、淺埋在松散土中矩形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計算。地鐵車站、通道等一般采用框架結(jié)構(gòu)，部分淺埋區(qū)間隧道也有采用矩形結(jié)構(gòu)。對于淺埋（松散）矩形結(jié)構(gòu)，同理，可按自由變形框架計算。關鍵部分：荷載計算。

地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件5.4.3地層結(jié)構(gòu)法及設計模型簡介（Ｐ91～94）5.4結(jié)構(gòu)設計模型與計算方法5.4.3地層結(jié)構(gòu)法及設計模型簡介（Ｐ91～94）5.45.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇；

5.2結(jié)構(gòu)設計的主要內(nèi)容；5.3荷載確定（難點、重點）；5.4結(jié)構(gòu)設計模型與計算方法。5地下建筑結(jié)構(gòu)設計5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇；5地下建筑結(jié)構(gòu)設計5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇結(jié)構(gòu)型式影響因素：

（1）受力條件（地層條件）：（2）使用要求（使用目的）：（3）施工方案（施工技術）：在地層條件和使用目的相同條件下，施工方法不同，結(jié)構(gòu)型式也不同！5.1結(jié)構(gòu)型式、分類與選擇結(jié)構(gòu)型式影響因素：土層地下建筑結(jié)構(gòu)：（1）附建式結(jié)構(gòu)：房屋建筑下面的地下室分類方案一：按土、巖分別對待土層地下建筑結(jié)構(gòu)：分類方案一：按土、巖分別對待（2）淺埋式結(jié)構(gòu)：覆土厚度僅5～10m左右(薄)；覆土厚度小于結(jié)構(gòu)尺寸；多采用明挖法施工。

（2）淺埋式結(jié)構(gòu)：（3）沉井（箱）結(jié)構(gòu)：沉井施工時需要在沉井底部挖土，頂部出土。（3）沉井（箱）結(jié)構(gòu)：（4）盾構(gòu)法結(jié)構(gòu)：盾構(gòu)推進時，以圓形為最宜，故常采用裝配式圓形襯砌地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件（5）連續(xù)墻結(jié)構(gòu)：先建造兩條連續(xù)墻，然后在中間挖土，修建底板、頂板和中間樓層（5）連續(xù)墻結(jié)構(gòu)：（6）沉管法結(jié)構(gòu)：一般做成箱形結(jié)構(gòu)，二端加以臨時封門，運至預定水面處，沉放到設計位置，（6）沉管法結(jié)構(gòu)：（7）其它：比如，頂管結(jié)構(gòu)等。（7）其它：巖石地下建筑結(jié)構(gòu)：（1）拱形結(jié)構(gòu)：最常用！多采用礦山法暗挖施工。巖石地下建筑結(jié)構(gòu)：（2）噴錨結(jié)構(gòu)：（2）噴錨結(jié)構(gòu)：（3）穹頂結(jié)構(gòu)（按教材定義，稱為一種薄殼結(jié)構(gòu)，中間無柱或墻）：

（4）復合結(jié)構(gòu)：該分類點評：

1、總體以施工工藝為主線進行分類，特別是土層中的分類。

2、巖石中的分類有點亂，前兩種以施工工藝為主線，后兩種以構(gòu)造形式為依據(jù)。（3）穹頂結(jié)構(gòu)（按教材定義，稱為一種薄殼結(jié)構(gòu)，中間無柱或墻（1）拱形結(jié)構(gòu)：

（2）圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu)：（3）框架結(jié)構(gòu)：（4）薄殼結(jié)構(gòu)：（5）異形結(jié)構(gòu)：注意：教材中有關結(jié)構(gòu)設計、計算等相關問題是按照該分類方案展開論述的！本次講課只涉及其中一小部分內(nèi)容。分類方案二：按構(gòu)造形式不同（教材P72～75）分類方案二：按構(gòu)造形式不同（教材P72～75）（1）拱形結(jié)構(gòu)：前面講的“拱形結(jié)構(gòu)”+噴錨結(jié)構(gòu)分類方案二：按構(gòu)造形式不同分類方案二：按構(gòu)造形式不同（2）圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu)：（3）框架結(jié)構(gòu)：（4）薄殼結(jié)構(gòu)：（5）異形結(jié)構(gòu)：該分類點評：分類方案二：按構(gòu)造形式不同分類方案二：按構(gòu)造形式不同分兩個階段：初步設計；技術設計（包括施工圖）。初步設計內(nèi)容：（一）工程等級和要求，以及靜、動載標準的確定；（二）確定埋置深度與施工方法；（三）草算荷載值；（四）選擇建筑材料；（五）選定結(jié)構(gòu)型式和布置；（六）估算結(jié)構(gòu)跨度、高度、頂?shù)装寮斑厜穸戎饕叽?；（七）繪制初步設計結(jié)構(gòu)圖；（八）估算工程材料數(shù)量及財務概算。5.2結(jié)構(gòu)設計的主要內(nèi)容分兩個階段：初步設計；技術設計（包括施工圖）。5.2結(jié)構(gòu)在初步設計批準后開始技術設計。主要內(nèi)容：

（一）計算荷載：求出作用在結(jié)構(gòu)上的各種荷載值；（二）計算簡圖：擬定出恰當?shù)挠嬎銏D式；（三）內(nèi)力分析：選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算方法，得出控制截面的內(nèi)力；（四）內(nèi)力組合：對最不利的內(nèi)力組合，求出各控制截面的最大設計內(nèi)力值；（五）配筋設計：計算得出受力鋼筋，并確定分布鋼筋與架立鋼筋；（六）繪制結(jié)構(gòu)施工詳圖：結(jié)構(gòu)平面圖，結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋圖，節(jié)點詳圖，內(nèi)部設備的預埋件圖等。注意：與地面結(jié)構(gòu)設計比較！在初步設計批準后開始技術設計。主要內(nèi)容：

PARTA橫向框架的設計：將一個空間結(jié)構(gòu)簡化成單位米長的平面結(jié)構(gòu)進行分析。示例隧道結(jié)構(gòu)設計要點PARTA橫向框架的設計：示例隧道結(jié)構(gòu)設計要點PARTB縱向設計：縱向配筋，沿縱向是否需要分段，每段長度多少等。變形縫的設置：伸縮縫、沉降縫。變形縫間的隧道區(qū)段，視作截面為箱形的彈性地基梁計算。PARTB縱向設計：PARTC出入口設計：規(guī)模小但較復雜，有豎井、斜井、樓梯、三防房間、防護門等結(jié)構(gòu)。出入口結(jié)構(gòu)應與主體結(jié)構(gòu)等強度。PARTC出入口設計：難題：荷載計算，特別是圍巖壓力計算復雜，地下結(jié)構(gòu)與圍巖關系非常復雜！一方面，圍巖給地下結(jié)構(gòu)施加圍巖壓力，即荷載；另一方面，圍巖又幫助地下結(jié)構(gòu)承受荷載，減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。注意以下幾個問題：

1、地下結(jié)構(gòu)荷載特征：圍巖與地下結(jié)構(gòu)相互作用。有別于地面結(jié)構(gòu)的顯著特征。

2、相互作用的效果主要取決于地層條件以及結(jié)構(gòu)與地層的相對剛度。對于穩(wěn)固地層，地層剛度大于結(jié)構(gòu)剛度，地層約束作用大，而產(chǎn)生的圍巖壓力小。對于不穩(wěn)固地層，結(jié)構(gòu)剛度大于地層剛度，地層約束作用小，甚至忽略不計，則產(chǎn)生的圍巖壓力大。5.3荷載確定

難題：荷載計算，特別是圍巖壓力計算復雜，地下結(jié)構(gòu)與圍巖關系非3、圍巖與地下結(jié)構(gòu)相互作用非常復雜！加上地下結(jié)構(gòu)受力特征還與施工工藝有關，導致所謂的“結(jié)構(gòu)計算”無法成為精確的設計依據(jù)。

4、地下結(jié)構(gòu)設計通用做法：采用結(jié)構(gòu)計算、經(jīng)驗判斷和實測相結(jié)合的信息化設計施工方法。5.3荷載確定

3、圍巖與地下結(jié)構(gòu)相互作用非常復雜！加上地下結(jié)構(gòu)受力特征還與5.3.1荷載種類：

（一）永久荷載：也稱恒載：長期作用在結(jié)構(gòu)上且大小、方向與作用點不變，如結(jié)構(gòu)自重、圍巖（土）壓力和地下水壓力等，還有彈性抗力（地下結(jié)構(gòu)特有的）。（二）可變荷載：也稱活荷載：在結(jié)構(gòu)物施工和使用期間可能存在的變動荷載，其大小和作用位置都可能變化。又可細分為基本可變（經(jīng)常作用的）和其它可變（非經(jīng)常作用的）荷載。（三）偶然荷載：原子武器和常規(guī)武器（炸彈、火箭）爆炸沖擊波壓力荷載；在抗震區(qū)計算地震波作用下的動荷載作用。特別說明：各種荷載不一定同時存在！采用可能的荷載組合。荷載組合：取最不利組合作為設計荷載，以最危險截面中最大內(nèi)力值作為設計依據(jù)。5.3荷載確定

5.3.1荷載種類：5.3荷載確定地下建筑結(jié)構(gòu)設計5課件5.3.2荷載確定方法：一般按使用的規(guī)范和設計標準確定。

使用規(guī)范：設計時遵守各有關規(guī)范。有的沿用地面建筑的設計規(guī)范。設計標準：（一）根據(jù)建筑用途、防護等級、地震等級等確定建筑物荷載。（二）建筑材料選用：滿足規(guī)范和工程實際要求。（三）一般為超靜定結(jié)構(gòu)，彈性階段按結(jié)構(gòu)力學計算。（四）截面計算原則：按總安全系數(shù)法進行，對強度、裂縫和變形進行驗算。（五）安全系數(shù)：可參見規(guī)范。一般施工條件差，比如現(xiàn)澆混凝土要考慮附加安全系數(shù)。（六）材料強度指標：按相關規(guī)范規(guī)定。5.3荷載確定

5.3.2荷載確定方法：一般按使用的規(guī)范和設計標準確定。5.3.3巖土體壓力計算對大多數(shù)地下工程，是至關重要的荷載。其一，結(jié)構(gòu)設計計算的控制性因素；其二，復雜性和不確定性，不敢，也不能掉以輕心。一、土壓力的計算核心內(nèi)容：“土力學”中涉及的土各種壓力計算。且以淺“土”為主，問題要簡單一些。

問題：淺“土力學”和深“土力學”問題？巖石的“淺”、“深”問題更嚴重！5.3荷載確定

5.3.3巖土體壓力計算5.3荷載確定二、圍巖壓力的計算（參見教材P63～69）有多種計算理論與方法，常用有兩種：１、按松散體理論計算（１）垂直圍巖壓力的計算１）淺埋結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)上部全部巖體重量作用于結(jié)構(gòu)上。垂直圍巖壓力：

問題：上式計算是一種最不利的情況！

5.3荷載確定

二、圍巖壓力的計算（參見教材P63～69）5.3荷載確定通過圖（b)分析計算：當深度大到一定時，圍巖壓力消失，顯然不合理。２）深埋結(jié)構(gòu)：5.3荷載確定

通過圖（b)分析計算：5.3荷載確定拱高度計算：該公式為２０世紀初開始應用的，由普洛托季雅科諾夫提出，稱普氏理論。其中，為普氏系數(shù)，可通過工程經(jīng)驗或規(guī)范中得到。特別指出：在地下結(jié)構(gòu)設計中，圍巖壓力取均布形式，并按h計算，可以得到類似教材Ｐ64圖3-1的結(jié)果。5.3荷載確定

拱高度計算：5.3荷載確定問題：深埋和淺埋的界定（P63）：重要概念：圍巖分類（完整性）

5.3荷載確定

問題：深埋和淺埋的界定（P63）：5.3荷載確定（2）水平圍巖壓力的計算對松軟巖層要考慮水平圍巖壓力！一般計算：垂直圍巖壓力乘以側(cè)壓力系數(shù)（按主動土壓力計算系數(shù)）這樣可以分別得到淺埋和深埋結(jié)構(gòu)的水平圍巖壓力：

1、P67公式3-13（有錯誤）；

2、P64公式3-14。注意：P67公式3-13參數(shù)注釋中的“S”是多余的！錯誤！5.3荷載確定

（2）水平圍巖壓力的計算5.3荷載確定

2按圍巖分級和經(jīng)驗公式確定圍巖壓力理論計算均在簡化模型基礎上得到的，有局限性。根據(jù)工程實踐，提出經(jīng)驗公式，更貼近工程實際！

1）公路隧道設計規(guī)范（JTJ026-90）（P65～66,特別標注2004版新規(guī)范已出）：

2）鐵路隧道設計規(guī)范（TB10003-2001，J117-2001）（P66～67,特別標注2005版新規(guī)范已出）：

圍巖壓力確定點評：我國多采用工程類比法，并采用現(xiàn)場實測和理論計算的方法進行驗算！5.3荷載確定

2按圍巖分級和經(jīng)驗公式確定圍巖壓力5.3荷載確定5.3.4彈性抗力計算（P71）

地下建筑結(jié)構(gòu)特有的，區(qū)別于地面結(jié)構(gòu)的顯著特點之一。圍巖與結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果。彈性抗力的描述方法有：以彈性理論為基礎的共同變形理論。較合理。以文克爾假定為基礎的局部變形理論。計算較簡單，一般能滿足工程精度要求，多采用。彈性抗力系數(shù)確定：工程經(jīng)驗