地下建筑結構的荷載圖文豐富

第2章地下建筑結構的荷載

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

靜荷載：又稱恒載；動荷載：這是瞬時作用的動荷載活荷載：是指在結構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。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）受到約束而產生的內力；

1.荷載種類和組合荷載組合

各種荷載對結構可能不是同時作用，需進行最不利情況的組合。先計算個別荷載單獨作用下的結構各部件截面的內力，再進行最不利的內力組合，得出各設計控制截面的最大內力。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+動載（原子爆炸動載、炮（炸）彈動載）2.荷載的確定方法確定依據(jù).1、依據(jù)規(guī)范：當前在地下建筑結構設計中試行的規(guī)范、技術措施、條例等有多種。有的仍沿用地面建筑的設計規(guī)范，設計時應遵守各有關規(guī)范。2.荷載的確定方法.2、設計標準（1）根據(jù)建筑用途、防護等級、地震等級等確定。（2）地下建筑結構材料的選用（3）地下襯砌結構一般為超靜定結構，其內力在彈性階段可按結構力學計算。（4）截面計算原則（5）安全系數(shù) （6）材料強度指標3.計算理論計算原理.地下結構的計算理論較多地應用以文克爾假定為基礎的局部變形理論以及以彈性理論為基礎的共同變形理論。

地層對結構的彈性抗力限制了結構的變形，故改善了結構的受力情況。3.計算理論地下結構在主動荷載作用下會發(fā)生變形，而地層阻止這種變形發(fā)展，給結構一定的彈性抗力，如下圖所示：拱形、圓形等有跨變結構的彈性抗力作用顯著。而矩形結構的抗力作用較小，在軟土中常忽略不計。

3.計算理論計算方法土層地下建筑結構的計算方法有：一般結構力學法，彈性地基梁法（見本書第3章），矩陣分析法，荷載――結構法，地層――結構法（見本書第4章）。近來發(fā)展用連續(xù)介質力學的有限單元法來計算結構與地層的內力，并進而考慮彈塑性、非線性、粘彈性的計算方法。

荷載的計算地下建筑結構上所承受的荷載有結構自重、地層壓力、彈性抗力、地下靜水壓力、車輛和設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）是至關重要的荷載。墻體位移與土壓力類型E靜止土壓力E0主動土壓力Ea被動土壓力Ep1.靜止土壓力的計算巖土體壓力的計算

a---經(jīng)驗系數(shù)，砂土，粉土取1.0；黏性土、淤泥質土取0.95。￠‘－－－通過CU試驗測定。巖土體壓力的計算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家?guī)靷悾–oulomb,C.A.）于1773年發(fā)表的，主要是針對擋土墻的計算，其計算的基本假定為（圖2.4）①擋土墻墻后土體為均質各向同性的無粘性土；②擋土墻是剛性的且長度很長，屬于平面應變問題；③擋土墻后土體產生主動土壓力或被動土壓力時，土體形成滑動楔體，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無粘性土的主動土壓力WER－WRE-=90--、E2.庫倫土壓力理論

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

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

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

1朗肯極丸限平衡箭應力狀柿態(tài)自重應曬力作用嶼下，半騎無限土趕體內各撫點的應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主動融極限嘩平衡野應力護狀態(tài)s1s345+f/22.朗肯土洞壓力理冠論1fv=雕zK0v被動歇極限煙平衡財應力欠狀態(tài)s1s3s3s145-f/22.朗肯倒土壓跳力理當論主動絨土壓靈力系羅數(shù)被動土莊壓力系稈數(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順，與臺朗肯抓理論錫等價1、分及層土朝的土宮壓力票計算2、不斜同地淹面超擺載作止用下梅的土錢壓力蠻計算編與圖幸式3、考慮隔地下溪水時攏水土沒壓力途計算水土識壓力呼合算此（砂強土，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鳳算g2f2H1H2g1f1f1=f2時g2>g1g2<g1g1=g2時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的贊土壓釋力計藍算局部牌荷載——朗肯擁理論地面末上有樹超載離時的爺土壓朱力計味算名稱指標應用不排水剪(快剪)cu、ucq、q軟土地基快速施工固結不排水剪(固結快剪)ccu、cuccq、cq固結完成后受突然荷載固結排水剪(慢剪)cd、dcs、s地基透水性強施工較慢或正常運行期土的抗薯剪強度監(jiān)試驗方悶法與指望標問題三種涉三軸礦試驗狀的結腸果對雖比飽和粘紡土的固木結排水哭剪（CD）的強香度>固結不陸排水剪(C樂U)強度>不固結逗不排水頁剪(UU題)強度剪切楚破壞凱強度趁是發(fā)號生剪雅切變鑼形破憲壞時敏的強置度。圍巖界壓力考的計合算（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變形雖和破蹄壞而踏作用寫在支錫護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)地質瞞構造(3)支護的援型式和穗剛度(4汁)洞室敢深度(5)時間(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算勝方法1、按孔松散率體理暈論計達算圍易巖壓蛛力1）垂封直圍稍巖壓筑力①淺花埋結構售上的垂分直圍巖四壓力②深侄埋結構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算寒圍巖郊壓力1、按松媽散體理絡論計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米算松動筆圍巖壓蛾力有時蘿也可以拼得到較案好的效耽果。①淺淋埋結構坡上的垂梁直圍巖柿壓力作用頂在地頃下結悲構上怨的圍轉巖壓礦力為歲巖石確柱重隆量與縣兩側跪所提坊供摩釘擦力熊之差沫。從勵洞室稿底面火的兩僚端起脾可能始形成疑伸延煩到地標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，喘這與隙實際聯(lián)不符福。該式僅宴適用于績淺埋結章構。隨著臣深度孔的增爺加，寧兩側版摩阻只力超松過了池滑移桃柱的秩重量鍛。只有AEB以下僵巖體農重量歸對結親構產拋生壓乞力，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搖深埋缺結構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算愁圍巖壓甜力只是對運較松軟爺?shù)膸r石爭才考慮計算時仿先求出流垂直圍作巖壓力恭的集度艷，而后乘娘以側壓租力系數(shù)Ka(主動土掌壓力)通常不項計算2、按帝彈塑緞性體菜理論臘計算簽圍巖秧壓力從理瞇論k講，嫁彈塑堅性理胳論比門前面爺?shù)睦礅n論要楊嚴密遺些，宜但是魔彈塑值性理秋論的經(jīng)數(shù)學瀉運算故較復球雜，前公式攜也較傲繁。在r=例R的可變領范圍內淘出現(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。它表示礦當巖體號性質、喘埋深等游確定的赴情況下耽，非彈搖性變形蜻區(qū)大小吧與支護申對圍巖戰(zhàn)提供的邊反力間蔑的關系在彈性釘區(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)此推芝導出圍特巖壓力金的計算瓣公式2、按授彈塑桐性體集理論泳計算疤圍巖擋壓力3、按爭圍巖隔分級裕和經(jīng)薄驗公婚式確燥定圍稅巖壓濱力初始蹤蝶地應輩力、拋釋放瞞荷載道與開鉛挖效皮應初始地孤應力一失般包括姿自重應時間槽效應傍：Ⅳ級以下口圍巖一個般呈現(xiàn)談塑性和柜流變特孤性1、初始地膝應力的敲確定初始候地應刊力{0}的確定亂常需專敵門研究哥。對巖倍石地層傘，初始麗地應力抹可分為沸自重地保應力和菌構造地殖應力兩豬部分,2、釋放夫荷載捕的計裂算釋放荷塑載：可巴由已知慨初始地濾應力或炮與前一寸步開挖參相應的密應力場褲確定。夕先求得窯預計開般挖邊界葡上各結詳點的應并力，并浩假定各奪結點間飛應力呈畢線性分水布，然陷后反轉村開挖邊遷界上各死結點應準力的方穿