地下建筑结构论文(4)

很大发展。古埃及、巴比伦、印度及中国先后建立了奴隶制国家。随着生产关系的改变和劳动工具的进步，人类开始把开发地下空间用于满足居住以外的多种需求。埃及金字塔、巴比伦幼发拉底河引水隧道，均为这一时代的建筑典范。

第三时代，从公元5世纪至14世纪的中世纪时期。欧洲在中世纪经历了封建社会的最黑暗的千年文化低潮，地下空间的开发利用也基本上处于停滞状态。在这一时期，我国地下空间的开发多用于建造陵墓和满足宗教建筑的一些特殊要求。相继建成的云冈石窟、龙门石窟(北魏)，敦煌莫高窟(从北魏到隋、唐、宋、元各朝)，以及甘肃麦积山和河北邯郸响堂山石窟(北齐)等，这些石窟的形成和加工与以佛教故事为题材的浮雕艺术和壁画艺术融为一体，使石窟逐渐由单一的佛殿加僧房功能发展为集建筑和壁画于一体的佛教石窟文化综合体，成为人类文化宝库中极为珍贵的部分。这时期，用于屯兵和储粮的地下空间也有建造。如隋朝(7世纪)在洛阳东北建造了面积达600m×700m的近200个地下粮仓，其中第160号仓直径Um，深11m，容量445m2，可存粮2500—3000t；宋朝在河北峰峰建造的军用地道，约长40km。

第四时代，从15世纪开始的近代和现代。14世纪至16世纪出现的欧洲文艺复兴，促进了社会生产力的提高和资本主义生产关系的萌芽。从此，欧洲的产业革命、科学技术开始走在世界的前列，地下空间的开发利用也进入了新的发展时期。17世纪火药的大范围应用，使人们在坚硬岩层中挖掘隧道成为可能，从而进一步扩大了开发利用地下空间的诸多领域。1613年建成伦敦地下水道，1681年修建了地中海比斯开湾长170m的连接隧道，1843年伦敦建成越河隧道，1863年伦敦建成世界第一条城市地下铁道，1871年穿越阿尔卑斯山，连接法国和意大利的全长12．8km的公路隧道开通。到本世纪初，世界上已有46个国家所属的126座城市建成了地下铁道，线路总长度达到6964km。我国大瑶山铁路隧道，长14295m，自1981年11月开始施工，于1987年5月建成。日本青函隧道连接北海道与本州，总长53850m，穿越律轻海峡，其海底长度达13．3km，青函隧道工程自1939年开始规划，1946年实施调查，1971年正式施工，至l 988年3月投入运营，经历了半个世纪。英法海峡隧道总长50km，海底长度37km，于1987年动工，1994年5月投入运营。各类地下电站也迅速增长，其中地下水力发电站的数目，全世界已超过400座，其发电量达45亿W以上。地下电站的建设是

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十分庞大的地下工程，原苏联的罗戈水电站，土石方量5lo万m3，混凝土用量160万m3，开凿的隧道、洞室294个，总长度达62km[15]。

第二次世界大战期间，参战国的地面工厂和民用建筑都遭到了严重破坏，而构筑在隧道、岩洞和矿井内的地下工厂、军事设施等则安然无悲。战后，许多国家都有计划地把一些重要工业和军事工程转入地下。特别是在20世纪70年代的冷战时期，各国为了防御核战争的袭击，修建了大量的地下防御工事和民防建筑。 近年来，世界各国对于地下空间的开发利用都十分重视。城市地下空间的开发利用，已经成为城市建设的一项重要内容，一些工业发达国家，逐渐将地下商业街、地下停车场、地下铁道及地下管线等连为一体，成为多功能的地下综合体。国际上有许多专家称“2l世纪是人类开发利用地下空间的新时代”。预计2l世纪的城市在向高空发展的同时，也将加大开发地下空间的力度和深度，向地下索取更大的空间，以期创造更加美好的地下世界[16]。

二、地下建筑的发展前景

随着社会生产力的巨大发展，人口出现快速增长，城市化的进程也在不断加剧，由于城市人口密度的增加和城市建设的扩容，可利用的地面空间越来越趋于紧张，城市建设对土地需求的增长与地面土地资源日益紧张之间的矛盾越来越显得突出，因此，探索开拓新的生存空间的途径，已成为城市建设者们的一项重要的研究课题。

地下空间是迄今尚未被充分利用的一种自然资源，具有很大的开发潜力。以目前的施工技术和维持人的生存所需花费的代价来看，地下空间的合理开发深度以2km为宜。考虑到在实体岩层中开挖地下空间，需要一定的支承条件，即在两个相邻岩洞之间应保留相当于岩洞尺寸1一1．5倍的岩体；以1．5倍计，则在当前和今后一段时间内的技术条件下，在地下2km以内可供合理开发的地下空间资源总量为4．12×lo’y m：。由于人类的生存与生活主要集中在陆地表面积20％左右的可就地、城市和村镇用地的范围内，因此，可供有效利用的地下空间资源应为2．40×10’e m：。在我国，可耕地、城市和乡村居民点用地的面积约占国土总面积的15％，按照上面的计算方法，我国可供有效利用的地下空间资源总量接近1．15×10“m3。由此可见，可供有效利用的地下空间资源的绝对数量十分巨大，从拓展人类生存空间的意义上看，无疑是一种具有很大潜力的自然资源。

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开发城市地下空间以满足未来城市发展的需要，是解决城市发展与土地资源紧张矛盾的最现实的途径。可以预言，对地下空间的开发利用将成为21世纪的重大技术领域。

结 语

人类从利用天然洞穴，到人工构筑地下洞室，从观察、体验和推理中，逐步对地下结构的工作特性有所了解。本文也是通过相关论文的查找，对地下建筑结构的设计理念与新发展做了简要的介绍，相信随着人们对地下未知世界的探索，地下建筑结构会有更好的发展。

参考文献

[1] 《地下建筑结构》 朱合华主编

[2] 《土木工程专业毕业设计指南隧道及地下工程分册》 张庆贺 朱合华 第32页

[3] 《地下建筑结构设计》 王树理主编 第15页 [4] 公共建筑节能设计标准[S]

[5] 地下建筑节能设计浅析 刘文杰、缪小平、程宝义《工业建筑》 2009年第39卷第二期

[6] 培根.地下建筑和高层建筑用空气调节[D].南京:解放军理工大学工程兵工程学院,2000·

[7]于翔.地下建筑结构应充分考虑抗震问题[J].工程抗震,2002,(4):17—20. [8]宫必宁,赵大鹏. 地下结构与土动力相互作用实验研究[J]. [9]常虹，尹春超，地下建筑结构的抗震设计长春工程学院学报 2005,Vol.6,No3 [10]《土木工程专业毕业设计指南隧道及地下工程分册》 作者: 张庆贺 朱合华

[11] 黄 强,刘金砺,高文生,等. JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[12]黄熙龄,滕延京,王铁宏,等.GB 50007-2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[13]程良奎,郑生庆,贾金青,等. CEC S22: 2005岩土锚杆(索)技术规程[S].北京:中国计划出版社, 2007.

[14]华 昆 地下建筑结构抗浮桩的应用及施工技术 浙江建筑,第26卷,第5期, 2009年5月

[15]门玉明 王启耀主编.高等学校规划教材 地下建筑结构.人民交通出版社,2007年08月第1版.

[16]《高等学校规划教材 地下建筑结构》 作者: 门玉明 王启耀主编

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