《地下建筑結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)大綱課程編號：031190學(xué)分：3總學(xué)時：51大綱執(zhí)筆人：張子新大綱審核人：丁文其一、課程性質(zhì)與目的《地下建筑結(jié)構(gòu)》是土木工程專業(yè)限定選修課，是從事地下建筑工程設(shè)計與施工的專業(yè)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握或了解地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理和設(shè)計計算方法，能夠根據(jù)地下結(jié)構(gòu)所處的不同介質(zhì)環(huán)境、使用功能和施工方法設(shè)計出安全、經(jīng)濟(jì)和合理的結(jié)構(gòu)。二、課程基本要求通過學(xué)習(xí)，學(xué)生在掌握地下建筑結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用知識方面應(yīng)該達(dá)到如下要求：（其中基礎(chǔ)理論部分為必須達(dá)到；工程應(yīng)用部分因工程類型繁多，可根據(jù)實(shí)際需要按課內(nèi)學(xué)時分配表選用?；A(chǔ)理論部分了解地下建筑結(jié)構(gòu)的概念和作用，熟悉土層和巖石中地下結(jié)構(gòu)的常見結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般程序與內(nèi)容；了解土層和巖石地下襯砌結(jié)構(gòu)的荷載，了解結(jié)構(gòu)彈性抗力的概念和計算理論，掌握常見荷載的計算方法和彈性抗力的局部變形理論計算方法。了解地道式結(jié)構(gòu)適用環(huán)境和構(gòu)造，掌握拱形襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算內(nèi)容和方法；了解地層與地下結(jié)構(gòu)共同作用的概念、分析原則和工程應(yīng)用。工程應(yīng)用部分了解各種隧道結(jié)構(gòu)的適用環(huán)境和構(gòu)造，掌握拱形襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算內(nèi)容和方法。了解淺埋式地道結(jié)構(gòu)的形式、構(gòu)造特點(diǎn)。掌握矩形框架結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計方法。了解附建式地下結(jié)構(gòu)（地下室）的結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計計算內(nèi)容，掌握常見地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方法。了解盾構(gòu)隧道和頂管隧道的功能和適用環(huán)境，了解頂管結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算內(nèi)容和方法，掌握盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方法和構(gòu)造要求。了解沉井、沉管結(jié)構(gòu)的類型和特點(diǎn)，了解沉管結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算內(nèi)容和方法，掌握沉井結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算和構(gòu)造處理。了解噴錨結(jié)構(gòu)的概念和設(shè)計計算方法，熟悉新奧法的原理和實(shí)際運(yùn)用。了解基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要類型和構(gòu)造。掌握水泥土、地下連續(xù)墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法。掌握支撐體系的設(shè)計方法。三、教學(xué)的基本內(nèi)容緒論地下結(jié)構(gòu)的概念和功用地下結(jié)構(gòu)的概念、功用和特點(diǎn)。地下結(jié)構(gòu)的形式地下結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和適用環(huán)境。襯砌結(jié)構(gòu)的荷載荷載分類和組合地下結(jié)構(gòu)的荷載類型、組合原則和方式。土層壓力和圍巖壓力的計算理論和方法土層環(huán)境中不同土質(zhì)下土壓力的確定方法，巖石圍巖壓力的計算方法。地下結(jié)構(gòu)彈性抗力局部變形理論和共同變形理論的基本思想和假定，局部變形理論的具體計算方法。水壓力、地震荷載和人防動荷載等的計算彈性地基中結(jié)構(gòu)物的計算概述彈性地基理論的概念、解析解與數(shù)值方法、優(yōu)缺點(diǎn)與適用場合。彈性地基梁能量原理、有限元表達(dá)式、軟件設(shè)計、工程應(yīng)用。地下框架結(jié)構(gòu)有限元表達(dá)式、軟件設(shè)計、工程應(yīng)用。物殊的課題深梁的計算、桿系結(jié)構(gòu)的幾何非線性、彈性地基板。地層與地下結(jié)構(gòu)的共同作用概述共同作用的概念、分析方法的現(xiàn)狀、地下結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計方法。地層模型彈塑性模型地道式結(jié)構(gòu)概述地道式結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，地道式結(jié)構(gòu)的類型和適用環(huán)境地道式結(jié)構(gòu)的荷載計算水平土壓力和垂直土壓力的計算，圍巖水平壓力和垂直壓力的計算，結(jié)構(gòu)其它荷載的計算。單層單跨拱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和設(shè)計概述，結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸的計算，計算理論和簡圖，構(gòu)造和配筋。單跨雙層和單層多跨連拱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和計算單跨雙層結(jié)構(gòu)計算簡圖和內(nèi)力計算特點(diǎn)，多跨連拱結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算。附建式地下結(jié)構(gòu)（地下室）概述地下室的功用、與基礎(chǔ)的關(guān)系、設(shè)計計算的主要問題和結(jié)構(gòu)類型梁板式地下室結(jié)構(gòu)選型，荷載計算，計算簡圖和內(nèi)力計算，構(gòu)件配筋與構(gòu)造樁箱、樁伐基礎(chǔ)和地下室的結(jié)構(gòu)計算不同上部結(jié)構(gòu)下的地下室結(jié)構(gòu)及其荷載、內(nèi)力計算方法考慮人防要求的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計人防荷載特點(diǎn)和計算方法，人防地下室的設(shè)計內(nèi)容和計算方法，口部處理盾構(gòu)隧道和頂管隧道概述盾構(gòu)隧道和頂管隧道的功用、特點(diǎn)和適用范圍，設(shè)計計算內(nèi)容盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)類型，荷載確定，計算理論，計算簡圖，內(nèi)力計算，構(gòu)造和配筋頂管隧道結(jié)構(gòu)類型，荷載確定，計算理論，計算簡圖，內(nèi)力計算，構(gòu)造和配筋沉井、沉管和地下連續(xù)墻概述沉井、沉管和地下連續(xù)墻的概念、適用范圍和特點(diǎn)，沉井結(jié)構(gòu)沉井的結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)造，設(shè)計計算內(nèi)容，荷載計算，主要構(gòu)件的設(shè)計計算和構(gòu)造配筋，設(shè)計計算的若干問題沉管結(jié)構(gòu)沉管結(jié)構(gòu)的類型和構(gòu)造，結(jié)構(gòu)設(shè)計，管段連接和防水技術(shù)地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻類型，結(jié)構(gòu)設(shè)計，接頭設(shè)計噴錨結(jié)構(gòu)噴錨結(jié)構(gòu)的作用原理錨桿設(shè)計原理和計算方法錨桿加固拱頂危巖的計算，錨桿加固側(cè)墻危巖的計算，錨桿整體加固的計算，噴混凝土設(shè)計原理和計算方法噴混凝土局部加固的設(shè)計原理和計算方法，噴混凝土組合拱的設(shè)計原理和計算方法新奧法原理和運(yùn)用地下結(jié)構(gòu)矩陣分析方法和彈性地基梁桿系有限元方法概述地下結(jié)構(gòu)矩陣分析方法的概念，地下結(jié)構(gòu)彈性地基梁桿系有限元的概念地下結(jié)構(gòu)矩陣分析方法的運(yùn)用矩陣分析方法的計算原理，地下結(jié)構(gòu)矩陣分析法計算步驟，圓形襯砌結(jié)構(gòu)的矩陣力法分析彈性地基梁桿系有限元基本原理，計算方法和步驟，彈性地基上矩形閉合框架的桿系有限元分析四、實(shí)驗(yàn)或上機(jī)內(nèi)容采用計算機(jī)算法語言編制一般的結(jié)構(gòu)計算程序用于地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)、沉管結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)、連拱隧道襯砌結(jié)構(gòu)、彈性地基上矩形閉合框架等的計算。五、前修課程要求土力學(xué)、巖石力學(xué)、彈性力學(xué)有限元材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)六、學(xué)時分配序號內(nèi)容學(xué)時安排小計理論課時實(shí)驗(yàn)課時習(xí)題課時上機(jī)課時1緒論22襯砌結(jié)構(gòu)的荷載載23地道式結(jié)構(gòu)6224地下室的設(shè)計625盾構(gòu)隧道和頂管管隧道66沉井、沉管和地地下連續(xù)墻墻617噴錨結(jié)構(gòu)48地下結(jié)構(gòu)矩陣分分析和彈性性地基梁桿桿系有限元元629復(fù)習(xí)與考試4總計425451七、建議教材和參考書建議教材：《地下建筑結(jié)構(gòu)》，朱合華、張子新，中國建筑工業(yè)出版社，2006年?！兜叵陆ㄖY(jié)構(gòu)》馮紫良等主編，待出版。參考書：巖石地下建筑結(jié)結(jié)構(gòu)，重慶慶建筑工程程學(xué)院等四四校編，中中國建筑工工業(yè)出版社社，1982年。土層巖石地下建建筑結(jié)構(gòu)，同同濟(jì)大學(xué)等等編，中國國建筑工業(yè)業(yè)出版社，1982年。徐干成、白洪才才、洪穎人人、劉朝編編著.《地下工工程支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)》.中國水利利水電出版版社，2002年谷兆祺、彭守拙拙、李仲奎奎編著.《地下洞洞室工程》.清華大學(xué)學(xué)出版社，1994年龔維明、童小東東、繆林昌昌、穆保崗崗編著.蔣永生主主審.《地下結(jié)結(jié)構(gòu)工程》.東南大學(xué)學(xué)出版社，2004年張慶賀主編.朱合華、黃黃宏偉副主主編.《地下工工程》.同濟(jì)大學(xué)學(xué)出版社，2005年習(xí)題第一篇總論論第一章緒論思考題1.1簡述地下下建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念及及其型式。1.2簡述地地下建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計程程序及內(nèi)容容。第二章地下結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載載思考題2.1地下建筑筑荷載分為為哪幾類？？2.2簡述地下下建筑荷載載的計算原原則？2.3簡述土壓壓力可分為為幾種形式式？其大小小關(guān)系如何何？2.4靜止土壓壓力是如何何確定的？？2.5庫倫理論論的基本假假定是什么么？并給出出其一般土土壓力計算算公式？2.6應(yīng)用庫倫倫理論，如如何確定粘粘性土中的的土壓力大大??？2.7簡述朗肯肯土壓力理理論的基本本假定？2.8如何計算算分層土的的土壓力？？2.9不同地面面超載作用用下的土壓壓力是如何何計算的？？2.10考慮地地下水時的的水平壓力力是如何計計算的？2.11簡述圍圍巖壓力的的概念及其其影響因素素。2.12簡述圍圍巖壓力計計算的兩種種理論方法法？二者有有何區(qū)別？？2.13簡述彈彈性抗力的的基本概念念？其值大大小與哪些些因素有關(guān)關(guān)？2.14如何確確定彈性抗抗力？2.15簡述溫溫克爾假定定。第三章彈性性地基梁理理論思考題3.1簡述彈性性地基梁兩兩種計算模模型的區(qū)別別。3.2簡述彈性性地基梁與與普通梁的的區(qū)別。3.3簡述彈性性特征系數(shù)數(shù)的含義及及其確定公公式。3.4何為彈性性地基短梁梁、長梁及及剛性梁？？有什么區(qū)區(qū)別？習(xí)題3.1

如圖圖所示，無無限長彈性性地基梁，在在O點(diǎn)作用集集中力P，求梁的的變位及內(nèi)內(nèi)力公式。

3..2

如如圖所示，兩兩端簡支于于剛性支座座上的彈性性地基梁，沿沿全長受有有場布荷載載q。試導(dǎo)出出梁的變位位及內(nèi)力公公式。3.3

設(shè)在在無限長梁梁上作用四四個集中荷荷載，試求求B點(diǎn)的撓度度及彎矩。已已知。第四章荷載載結(jié)構(gòu)法思考題4.1荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)對受力模模型有何假假設(shè)4.2荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)法將土體體對結(jié)構(gòu)的的作用分為為哪兩部分分4.3荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)法如何考考慮管片與與地基間的的相互作用用第五章地層層結(jié)構(gòu)法思考題5.11地層結(jié)構(gòu)構(gòu)法的受力力模型如何何假設(shè)，與與荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)法有何異異同。

5.22地層結(jié)構(gòu)構(gòu)法中將土土層模擬為為平面材料料，這對結(jié)結(jié)構(gòu)的實(shí)際際受力有何何影響。第六章地下下建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠度理理論思考題

6.11可靠度的的基本概念念，地下工工程的可靠靠度分析的的特點(diǎn)。

6.22地下結(jié)構(gòu)構(gòu)系統(tǒng)可靠靠度評價的的常規(guī)方法法有哪些。

6.33可靠度分分析對地下下施工技術(shù)術(shù)、方案設(shè)設(shè)計有何影影響。第二篇土層地地下建筑結(jié)結(jié)構(gòu)第七章

淺埋式結(jié)結(jié)構(gòu)思考題

7.11淺埋式結(jié)結(jié)構(gòu)的適用用場合。

7.22淺埋式結(jié)結(jié)構(gòu)的地層層荷載如何何考慮。

7.33矩形框架架結(jié)構(gòu)法的的計算原理理。第八章附建建式大樓地地下室思考題

8.11附建式大大樓地下室室的結(jié)構(gòu)形形式有哪些些。

8.22附建式大大樓與主樓樓間的基礎(chǔ)礎(chǔ)連接處如如何處理。

8.33如何考慮慮主樓的基基礎(chǔ)荷載對對附建式大大樓結(jié)構(gòu)受受力的影響響。第九章盾構(gòu)法隧道道結(jié)構(gòu)思考題1．盾構(gòu)法隧道的適適用