地下建筑結(jié)構(gòu)的荷載圖文豐富

第2章地下建筑結(jié)構(gòu)的荷載

本講內(nèi)容荷載種類和組合荷載確定方法巖土體壓力的計(jì)算方法初始地應(yīng)力、釋放荷載與開挖效應(yīng)彈性抗力其他荷載1234561.荷載種類和組合荷載種類按存在狀態(tài)可分為：靜荷載、動(dòng)荷載和活荷載等

靜荷載：又稱恒載；動(dòng)荷載：這是瞬時(shí)作用的動(dòng)荷載活荷載：是指在結(jié)構(gòu)物施工和使用期間可能存在的變動(dòng)荷載，其大小和作用位置都可能變化。其它荷載：混凝土材料收縮（包括早期混凝土的凝縮與日后的干縮）受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)力；

1.荷載種類和組合荷載組合

各種荷載對結(jié)構(gòu)可能不是同時(shí)作用，需進(jìn)行最不利情況的組合。先計(jì)算個(gè)別荷載單獨(dú)作用下的結(jié)構(gòu)各部件截面的內(nèi)力，再進(jìn)行最不利的內(nèi)力組合，得出各設(shè)計(jì)控制截面的最大內(nèi)力。最不利的荷載組合一般有以下幾種情況：（一）靜載；（二）靜載+活載；（三）靜載+動(dòng)載（原子爆炸動(dòng)載、炮（炸）彈動(dòng)載）2.荷載的確定方法確定依據(jù).1、依據(jù)規(guī)范：當(dāng)前在地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中試行的規(guī)范、技術(shù)措施、條例等有多種。有的仍沿用地面建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵守各有關(guān)規(guī)范。2.荷載的確定方法.2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）根據(jù)建筑用途、防護(hù)等級、地震等級等確定。（2）地下建筑結(jié)構(gòu)材料的選用（3）地下襯砌結(jié)構(gòu)一般為超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力在彈性階段可按結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算。（4）截面計(jì)算原則（5）安全系數(shù) （6）材料強(qiáng)度指標(biāo)3.計(jì)算理論計(jì)算原理.地下結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論較多地應(yīng)用以文克爾假定為基礎(chǔ)的局部變形理論以及以彈性理論為基礎(chǔ)的共同變形理論。

地層對結(jié)構(gòu)的彈性抗力限制了結(jié)構(gòu)的變形，故改善了結(jié)構(gòu)的受力情況。3.計(jì)算理論地下結(jié)構(gòu)在主動(dòng)荷載作用下會(huì)發(fā)生變形，而地層阻止這種變形發(fā)展，給結(jié)構(gòu)一定的彈性抗力，如下圖所示：拱形、圓形等有跨變結(jié)構(gòu)的彈性抗力作用顯著。而矩形結(jié)構(gòu)的抗力作用較小，在軟土中常忽略不計(jì)。

3.計(jì)算理論計(jì)算方法土層地下建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法有：一般結(jié)構(gòu)力學(xué)法，彈性地基梁法（見本書第3章），矩陣分析法，荷載――結(jié)構(gòu)法，地層――結(jié)構(gòu)法（見本書第4章）。近來發(fā)展用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的有限單元法來計(jì)算結(jié)構(gòu)與地層的內(nèi)力，并進(jìn)而考慮彈塑性、非線性、粘彈性的計(jì)算方法。

荷載的計(jì)算地下建筑結(jié)構(gòu)上所承受的荷載有結(jié)構(gòu)自重、地層壓力、彈性抗力、地下靜水壓力、車輛和設(shè)備重量及其他使用荷載等。其中地層壓力（包括土壓力和圍巖壓力）是至關(guān)重要的荷載。墻體位移與土壓力類型E靜止土壓力E0主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)土壓力Ep1.靜止土壓力的計(jì)算巖土體壓力的計(jì)算

a---經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，砂土，粉土取1.0；黏性土、淤泥質(zhì)土取0.95?！椤ㄟ^CU試驗(yàn)測定。巖土體壓力的計(jì)算2.庫倫土壓力理論

庫倫理論的基本假定庫倫理論是由法國科學(xué)家?guī)靷悾–oulomb,C.A.）于1773年發(fā)表的，主要是針對擋土墻的計(jì)算，其計(jì)算的基本假定為（圖2.4）①擋土墻墻后土體為均質(zhì)各向同性的無粘性土；②擋土墻是剛性的且長度很長，屬于平面應(yīng)變問題；③擋土墻后土體產(chǎn)生主動(dòng)土壓力或被動(dòng)土壓力時(shí)，土體形成滑動(dòng)楔體，滑裂面為通過墻踵的平面；④墻頂處土體表面可以是水平面，也可以為傾斜面，傾斜面與水平面的夾角為β角；⑤在滑裂面和墻背面上的切向力分別滿足極限平衡條件ACHB無粘性土的主動(dòng)土壓力WER－WRE-=90--、E2.庫倫土壓力理論

EEa－庫侖主動(dòng)土壓力系數(shù)Ea土壓力分布：三角形分布2.庫倫土壓力理論

ABCH無粘性土的被動(dòng)土壓力WRE+=90+-WER－庫侖被動(dòng)土壓力系數(shù)2.庫倫土壓力理論

說明：1、根據(jù)庫侖土壓力理論，計(jì)算土壓力的關(guān)鍵是如何確定主動(dòng)土壓力系數(shù)和被動(dòng)土壓力系數(shù)。2、3.朗肯土壓力理論

1朗肯極丸限平衡箭應(yīng)力狀柿態(tài)自重應(yīng)曬力作用嶼下，半騎無限土趕體內(nèi)各撫點(diǎn)的應(yīng)適力從彈碌性平衡即狀態(tài)發(fā)只展為極刪限平衡熊狀態(tài)的查情況。3fv=zK0v主動(dòng)融極限嘩平衡野應(yīng)力護(hù)狀態(tài)s1s345+f/22.朗肯土洞壓力理冠論1fv=雕zK0v被動(dòng)歇極限煙平衡財(cái)應(yīng)力欠狀態(tài)s1s3s3s145-f/22.朗肯倒土壓跳力理當(dāng)論主動(dòng)絨土壓靈力系羅數(shù)被動(dòng)土莊壓力系稈數(shù)靜止腫土壓歉力系烏數(shù)2.朗肯土詳壓力理職論在庫營侖理矮論中犬：===0，即珠墻背桂垂直腹光滑喜，填插土表溉面水姥平時(shí)順，與臺(tái)朗肯抓理論錫等價(jià)1、分及層土朝的土宮壓力票計(jì)算2、不斜同地淹面超擺載作止用下梅的土錢壓力蠻計(jì)算編與圖幸式3、考慮隔地下溪水時(shí)攏水土沒壓力途計(jì)算水土識(shí)壓力呼合算此（砂強(qiáng)土，怖粉土攤）、箏水土旺壓力柿分算坊（黏勿性土芽）特殊營情況籍下的撕土壓剩力f2<f1f2>f1分層贏土的毀土壓酬力計(jì)鳳算g2f2H1H2g1f1f1=f2時(shí)g2>g1g2<g1g1=g2時(shí)1填土拔上有叢荷載s145+f/2pa=3fv=稈z+董qK0vzpa=s3q朗肯書土壓年力理嶼論地面撤上有逃超載鈔時(shí)的贊土壓釋力計(jì)藍(lán)算局部牌荷載——朗肯擁理論地面末上有樹超載離時(shí)的爺土壓朱力計(jì)味算名稱指標(biāo)應(yīng)用不排水剪(快剪)cu、ucq、q軟土地基快速施工固結(jié)不排水剪(固結(jié)快剪)ccu、cuccq、cq固結(jié)完成后受突然荷載固結(jié)排水剪(慢剪)cd、dcs、s地基透水性強(qiáng)施工較慢或正常運(yùn)行期土的抗薯剪強(qiáng)度監(jiān)試驗(yàn)方悶法與指望標(biāo)問題三種涉三軸礦試驗(yàn)狀的結(jié)腸果對雖比飽和粘紡?fù)恋墓棠窘Y(jié)排水哭剪（CD）的強(qiáng)香度>固結(jié)不陸排水剪(C樂U)強(qiáng)度>不固結(jié)逗不排水頁剪(UU題)強(qiáng)度剪切楚破壞凱強(qiáng)度趁是發(fā)號(hào)生剪雅切變鑼形破憲壞時(shí)敏的強(qiáng)置度。圍巖界壓力考的計(jì)合算（一衰）圍恭巖壓拴力及云其影罵響因雅素1、圍巖根壓力的礦概念即所糠謂由阻于洞碎室圍喝巖的機(jī)變形雖和破蹄壞而踏作用寫在支錫護(hù)或賴襯砌炸上的秘壓力的圍巖幸壓力霜。圍巖扛壓力愚可分械為圍巖錦垂直賺壓力梁、圍管巖水紹平壓弄力及危圍巖械底部向壓力。2、影盜響圍南巖壓泥力的呆因素影響山擺巖壓力具的因素(1悟)洞室毅的形摟狀和極大小(2特)地質(zhì)瞞構(gòu)造(3)支護(hù)的援型式和穗剛度(4汁)洞室敢深度(5)時(shí)間(6繼)施工方以法圍巖蔬壓力遼及其銹影響庭因素（二惕）圍植巖壓束力的搞計(jì)算勝方法1、按孔松散率體理暈論計(jì)達(dá)算圍易巖壓蛛力1）垂封直圍稍巖壓筑力①淺花埋結(jié)構(gòu)售上的垂分直圍巖四壓力②深侄埋結(jié)構(gòu)筆上的垂晴直圍巖議壓力2）水可平圍決巖壓見力3）底部嗚圍巖壓賀力2、按狂彈塑欺性體辛理論丙計(jì)算寒圍巖郊壓力1、按松媽散體理絡(luò)論計(jì)算令圍巖壓鞋力由于巖縣體一般旬總是有劃一定的陵裂隙節(jié)縣理，又奔由于洞迷室開挖年施工的釘影響，緩其圍巖搶不可能修是一個(gè)描非常完竹整的整慣體，而錄松散體疤理論中代假定巖暖石為散君粒體，仰并具有敲一定的趨凝聚力杏，所以欄用這一寇理論計(jì)米算松動(dòng)筆圍巖壓蛾力有時(shí)蘿也可以拼得到較案好的效耽果。①淺淋埋結(jié)構(gòu)坡上的垂梁直圍巖柿壓力作用頂在地頃下結(jié)悲構(gòu)上怨的圍轉(zhuǎn)巖壓礦力為歲巖石確柱重隆量與縣兩側(cè)跪所提坊供摩釘擦力熊之差沫。從勵(lì)洞室稿底面火的兩僚端起脾可能始形成疑伸延煩到地標(biāo)面的稿傾斜肯破裂尋面，毒見下靈圖中昆的AB和CD。從上速式可霧以看杏出隨寶著深凡度的丙增加山，圍騰巖壓梢力逐鞋漸減崖小，喘這與隙實(shí)際聯(lián)不符福。該式僅宴適用于績淺埋結(jié)章構(gòu)。隨著臣深度孔的增爺加，寧兩側(cè)版摩阻只力超松過了池滑移桃柱的秩重量鍛。只有AEB以下僵巖體農(nóng)重量歸對結(jié)親構(gòu)產(chǎn)拋生壓乞力，牲又稱映為壓力拱壓力拱臟能夠自解然穩(wěn)定束平衡，京其上任很何一點(diǎn)草均無力膝矩。只要秤確定虜壓力命拱的切形狀旁及高英度就屋可以陣確定頂出圍元巖壓它力q=γh1②搖深埋缺結(jié)構(gòu)例上的惠垂直陪圍巖椒壓力2）水藥平圍塌巖壓描力3）底部拒圍巖壓禿力1、按松酷散體理始論計(jì)算愁圍巖壓甜力只是對運(yùn)較松軟爺?shù)膸r石爭才考慮計(jì)算時(shí)仿先求出流垂直圍作巖壓力恭的集度艷，而后乘娘以側(cè)壓租力系數(shù)Ka(主動(dòng)土掌壓力)通常不項(xiàng)計(jì)算2、按帝彈塑緞性體菜理論臘計(jì)算簽圍巖秧壓力從理瞇論k講，嫁彈塑堅(jiān)性理胳論比門前面爺?shù)睦礅n論要楊嚴(yán)密遺些，宜但是魔彈塑值性理秋論的經(jīng)數(shù)學(xué)瀉運(yùn)算故較復(fù)球雜，前公式攜也較傲繁。在r=例R的可變領(lǐng)范圍內(nèi)淘出現(xiàn)了覽塑性區(qū)況。這就謊是著接名的蠻修正配了的芬諾公零式。它表示礦當(dāng)巖體號(hào)性質(zhì)、喘埋深等游確定的赴情況下耽，非彈搖性變形蜻區(qū)大小吧與支護(hù)申對圍巖戰(zhàn)提供的邊反力間蔑的關(guān)系在彈性釘區(qū)和塑乞性區(qū)的辯交界處攀分別滿鞋足彈性腦解和塑獲性解，據(jù)此推芝導(dǎo)出圍特巖壓力金的計(jì)算瓣公式2、按授彈塑桐性體集理論泳計(jì)算疤圍巖擋壓力3、按爭圍巖隔分級裕和經(jīng)薄驗(yàn)公婚式確燥定圍稅巖壓濱力初始蹤蝶地應(yīng)輩力、拋釋放瞞荷載道與開鉛挖效皮應(yīng)初始地孤應(yīng)力一失般包括姿自重應(yīng)時(shí)間槽效應(yīng)傍：Ⅳ級以下口圍巖一個(gè)般呈現(xiàn)談塑性和柜流變特孤性1、初始地膝應(yīng)力的敲確定初始候地應(yīng)刊力{0}的確定亂常需專敵門研究哥。對巖倍石地層傘，初始麗地應(yīng)力抹可分為沸自重地保應(yīng)力和菌構(gòu)造地殖應(yīng)力兩豬部分,2、釋放夫荷載捕的計(jì)裂算釋放荷塑載：可巴由已知慨初始地濾應(yīng)力或炮與前一寸步開挖參相應(yīng)的密應(yīng)力場褲確定。夕先求得窯預(yù)計(jì)開般挖邊界葡上各結(jié)詳點(diǎn)的應(yīng)并力，并浩假定各奪結(jié)點(diǎn)間飛應(yīng)力呈畢線性分水布，然陷后反轉(zhuǎn)村開挖邊遷界上各死結(jié)點(diǎn)應(yīng)準(zhǔn)力的方穿