地下建筑结构论文

地下建筑结构的理念内容与发展概述

（建筑行业）

地下建筑结构的理念内容与发展概述

摘要：本文作者通过对地下建筑结构相关论文的查找，向读者阐述了地下建筑结构设计的理念与新进展。在文中分别介绍地下建筑结构设计的内容、设计的原则和设计方法，并详细地介绍地下建筑节能设计理念、结构设计中的防潮设计理念、结构防震设计理念、通风与照明设计理念以及结构抗浮设计理念，使读者对地下建筑结构的设计理念有初步的了解，最后对地下建筑结构的发展历史及新发展也做了简要的介绍。

关键字：地下结构 ；设计理念；新发展

ENDERGROUND ARCHITECTURAL STRUCTURE OF DESIGN CONCEPTS AND NEW PROGRESS

Abstract:The author of the underground structure relevant thesis search, expounded the reader to underground architectural structure design and the concept of new progress. In this paper are introduced the underground structure design of content, design principle and design method, and detailed introduction to underground building energy efficiency design concept, structure design of the moistureproof design concept, structure shockproof design concept, ventilation and lighting design concept and structure anti-uplift design concept, make the reader to underground architectural structure design concept to have a preliminary understanding, finally to underground architectural structure and history of new development also gives a brief introduction.

1

Keywords: Underground structure;Design concept; New development

引 言

地下建筑是修建在地层中的建筑物，它可以分为两大类：一类是修建在土层中的地下建筑结构；另一类是修建在岩层中的地下建筑结构。地下建筑通常包括在地下开挖的各种隧道与洞室。铁路、公路、矿山、水电、国防、城市地铁、人行通道、立交地道及城市建设等许多领域，都有大量的地下工程。随着科学技术和国民经济的发展，地下建筑将会有更为广泛的新用途，如地下储气库、地下储热库及地下废料密闭储藏库等。

地下建筑结构，即埋置于地层内部的结构。修建地下建筑物时，首先按照使用要求在地层中挖掘洞室，然后沿洞室周边修建永久性支护结构——衬砌。为了满足使用要求，在衬砌内部尚需修建必要的梁、板、柱、墙体等内部结构。所以，地下建筑结构包括衬砌结构和内部结构两部分[1]。

地下建筑结构分为两大类：岩石地下建筑结构和土层地下建筑结构。岩石地下建筑指在岩体中人工开挖的地下洞室或利用天然溶洞修建的地下厂房、电站、仓库、人防工程等工业与民用建筑，其结构型式包括拱形衬砌结构、锚喷衬砌结构、弯顶衬砌结构。此外，尚有梁、板、柱、墙体等内部结构；土层地下结构型式有地下梁板结构，无梁楼益结构、矩形框架结构、单栱和多跨连拱结构 、圆形结构等[2]。随着土木工程的发展，特别是岩土工程的发展。地下建筑结构在设计理念、施工方法上都有很多新的突破，新的发展。本片论文将在地下建筑结构的设计理念，及新的进展方面向读者进行介绍。

地下建筑结构的设计理念

一、地下建筑结构设计内容

修建地下建筑结构，必须按基本建设的程序进行勘测、设计和施工。设计分工艺设计、规划设计、建筑设计、防护设计、结构设计、设备设计和概预算设计

2

等。每一个工程经过结构方案比较，选定了结构形式和结构平面布置后，再进行结构设计。与本课程相关的是建筑结构形式的选择和结构设计。地下建筑结构设计的主要内容如下： (1)初步拟定截面尺寸

根据施工方法选定结构形式和结构平面布置，根据荷载和使用要求估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸。

初步拟定地下建筑结构形状和尺寸需要考虑以下三个方面：

1）衬砌的内轮廓必须符合地下建筑使用的要求和净空限界，同时要选择符合施工方法的结构断面形式。

2）构轴线应尽可能与在荷载作用下所决定的压力线重合。

3）截面厚度是结构轴线确定以后的重点设计内容，要判断设计厚度的截面是否有足够的强度 (2)确定结构上作用的荷载

根据荷载作用组合的要求确定荷载，必要时要考虑工程的防护等级、三防要求(防核武器、防化学武器、防生物武器)与动载标准。 (3)结构内力计算 (4)结构的稳定性验算

地下结构埋深较大又位于地下水位以下时，要进行抗浮验算；对于明挖深基坑文档结构要进行抗倾覆、抗滑动验算。

选择与工作条件相适宜的计算模型和计算方法，得出各种控制截面的结构内力。 (5)内力组合

在各种荷载作用下分别计算结构内力，在此基础上对最不利的可能情况进行内力组合，求出各控制截面的最大设计内力值，并进行截面强度验算。 (6)配筋计算

核算截面强度和裂缝宽度得出受力钢筋并确定必要的构造钢筋。 (7)安全性评价

如果结构的稳定性或截面强度不符合安全度的要求时，需要重新拟定截面尺寸，并重复以上各个步骤，直至截面均符合稳定性和强度要求为止。

3

(8)绘制施工设计图

并不是所有的地下建筑结构设计都包括上述各项内容，要根据具体情况加以取舍。

地下建筑结构设计中，一般先采用经验类比或推论的方法，初步拟定衬砌结构截面尺寸。按照这个截面尺寸计算在荷载作用下的截面内力，并检验其强度。如果截面强度不足或是截面富裕太多，就得调整截面尺寸重新计算，直至合适为止。

结构设计要考虑什么?结构设计必须将荷载考虑完全，结构强度计算正确，安全风险评估合理，并且符合国家及每个工程项目的相关规范。1994年，西非石油储罐的设计是失误的设计。每个石油储罐高15m，6个安装储罐中的2个在施工过程中由于突发风暴而破坏(图2—1)。这个偶然荷载(突发风暴)在设计阶段已经预示了，但是没有考虑风载压在有扣的储油罐上的情况，致使储油罐惨遭破坏，损失100万美元。另一个实例是由于设计失误导致涡轮发电机组爆炸(图2—2)，设计阶段由于应力分析不精确，600MW涡轮发电机在安全测试时粉碎。主轴有11处遭到了破坏，有3t材料抛射穿过隔离墙，电站列车85％被破坏，损失近4000万美元。1995年，日本神户——大板高速公路由于地震抗力设计可行性研究不足，虽然知道地震可能发生，但是并没有估计，导致在40s地震(里氏7．2)时间里，高速公路基础校剪切破坏，高速公路坍塌(图2—3)，损失l00亿美元。众所周知，对于协和式飞机(图2—4)潜在的爆胎、油箱爆裂等问题，都是由于风险估算不足，导致114人死亡。

伦敦地铁和英吉利海峡隧道是地下建筑结构著名设计。伦敦地铁是世界上第一条地铁。地铁挖掘方法采用明挖法施工，先挖掘了一个宽10m、深6m的深基坑，再建成拱形的砖顶，然后将土回填，在地面上重建道路和房屋。

经过100多年，伦敦地铁随着城市一起不断地扩建，几乎所有的线路都建设了延长线。12条地铁线在城市的地下纵横交错，构成密集的城市轨道交通网，使伦敦成为世界上地铁最发达的城市之一。伦敦地铁设计也因此成为设计最成功的范例之一。

英法海峡隧道长48km，大约有35km是在水下，成为世界上最长 …… 此处隐藏：2551字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……