《地下建筑结构》课程作业评讲（1）

重庆电大建筑学院 蒋代波

本次作业对应于教材第1章、第2章、第3章的内容。我将后面的大题列举出来，供大

家参考。希望对大家的学习有所帮助。下面文字，黑色的是问题，其它颜色是说明和解释。 三、简答题

1．简述地下建筑的类型

（1）考核知识点：本题考查地下建筑结构的类型

（2）常见错误：地下建筑的类型种类繁多，同学们应该按照不同的分类方式作答。 （3）答案要点：①按使用功能分类：工业建筑、民用建筑、交通建筑、水工建筑、矿山建筑、军事建筑、公用和服务性建筑。②按所处的地质条件和建造方式分类:岩石中的地下建筑、土层中的地下建筑。③按习惯称谓分类：单建式地下建筑、附建式地下建筑。④按埋置深度分类：深埋地下建筑、浅埋地下建筑。 2．与地面建筑相比，地下建筑具有哪些特点？ （1）考核知识点：本题考查地下建筑的特点 （2）常见错误：地下建筑特点较多，请不要遗漏。

（3）答案要点：（1）自然防护力强；（2）受外界条件影响小；（3）受地质条件影响大；（3）需要通风、防排水、防潮、防噪声和照明等处理；（4）施工条件特殊. 3．简述地下结构的主要形式

（1）考核知识点：本题考查地下建筑的概念和功用 （2）常见错误：地下建筑结构的形式较多，请不要遗漏。

（3）参考答案：地下结构的主要形式有：（1）拱形结构 包括有：A.半衬砌、B.厚拱薄墙衬砌、C.直墙拱顶衬砌、D.曲墙拱顶衬砌、E.离臂式衬砌、F.装配式衬砌、G.复合式衬砌。(2)梁板式结构；(3)框架结构；(4)圆管形结构；(5)地下空间结构；(6)锚喷支护；(7)地下连续墙结构；(8)开式结构

4．地下结构设计理论的发展可以划分为哪几个阶段？各有什么特点？ （1）考核知识点：本题考查地下建筑设计理论

（2）常见错误：注意各个阶段不同，它的特点也不相同，请同学们分别作答。

（3）解题思路：（1）刚性结构阶段 特点是这个时期的地下建筑物大都是用砖石等材料砌筑的拱形圬工结构，这类材料的抗拉强度很低，为了保持结构的稳定，其截面尺寸通常很大，结构受力后的弹性变形很小。刚性设计方法只考虑衬砌承受其围岩土所施加的荷载，没有考

虑围岩自身的承载能力，也不计围岩对衬砌变形的约束和由此产生的围岩被动抗力，在一般情况下设计出的衬砌厚度偏大。（2）弹性结构阶段 特点是此阶段发展到了按共同变形理论计算地下结构，其优点在于它是以地层的物理力学特征为依据，并考虑了各部分地层沉陷的相互影响，在理论上比局部变形理论有所改进。（3）连续介质阶段 特点是用连续介质理论较好地反映了支护与围岩的共同作用，符合地下结构的力学原理。（4）现代支护理论阶段 特点是此阶段发展到了喷射混凝土和锚杆被用于隧道支护，也兴起了一整套新奥地利隧道设计方法。用新奥法设计 的支护都是柔性的，能较好地适应围岩的变形。 5．地下结构上的永久作用主要有哪几种？

（1）考核知识点：本题考查地下结构的功用的相关知识点。

（2）常见错误：地下结构上的永久作用除了有一般的结构自重以外，还有地层的压力。 （3）解题思路：（1）地层压力；（2）结构自重；（3）混凝土收缩和徐变的影响. 6．在确定地下结构上的作用时，需要考虑的因素有哪些？ （1）考核知识点：本题考查地下结构作用计算的相关知识点

（2）常见错误：我们在确定地下结构上得荷载时要考虑各方面的因素，答题时请不要遗漏掉了。

（3）解题思路：（1）地下建筑所处的地形、地质条件：偏压或膨胀压力、或松散压力。（2）地下建筑的埋置深度：深埋或浅埋。（3）地下建筑的支护结构类型及工作条件:喷锚支护或模注混凝土衬砌等。（4）地下建筑的施工方法：钻爆法开挖或明挖法，或挖掘机开挖等。 7．地下结构的计算中应考虑哪些方面？

（1）考核知识点：本题同样考查地下结构作用计算的相关知识点

（2）常见错误：回答此题时，要弄清结构计算中各个方面应该考虑到的因素，不要遗漏了。 （3）解题思路：（1）地层压力；（2）结构自重;(3)使用荷载;(4)地震荷载;(5)核爆炸地面冲击波和土中压缩波系数;(6)水压力;(7)灌浆压力;(8)温度变化、混凝土收缩和徐变作用的影响;(9)施工荷载;(10)冻胀力;(11)落石冲击力.

8．试述什么是特殊组合？在什么情况下需要进行特殊组合？

（1）考核知识点：本题考查地下结构作用（荷载）组合的相关知识点。

（2）常见错误： 特殊组合是在特定情况下采用的，请大家了解在什么样情况下我们才采用特殊组合。

（3）解题思路：采用主要荷载＋附加荷载作为一种荷载代表值的组合称为特殊组合。 一般来说，在地下结构的荷载组合中，最重要的是结构的自重和地层压力，只有在特殊情况

下（如地震烈度达到7度以上的地区，严寒地区具冻胀性土壤的洞口段衬砌）才有必要进行特殊组合。此外，城市中的地下结构常常根据战备要求，考虑一定的防护等级，也需要按瞬时作用的特殊荷载进行短期效应的荷载组合。

9．对于明洞荷载组合，相应的设计计算应符合哪些规定？

（1）考核知识点：本题同样考查地下结构作用（荷载）组合的相关知识点。

（2）常见错误： 对于明洞荷载得组合，设计计算与暗洞是有区别得，这些区别请同学们注意，不要搞混淆了。

（3）解题思路：（1）计算明洞顶回填土压力，当有落石危害需检算冲击力时，可只计洞定填土重力（不包括塌方堆积体土石重力）和落石冲击力的影响。（2）当设置立交明洞时，应分不同情况计算列车活载，公路活载或渡槽流水压力。（3）当明洞上方与铁路立交、填土厚度小于1m时，应计算列车冲击力；洞顶无填土时，应计算制动力的影响。当计算作用于深基础明洞外墙的列车荷载时，可不考虑列车的冲击力、制动力。 四、计算题（共24分）

如图所示，两端自由的弹性地基梁，长l=4m，宽b=0.2m，EI=1333×103N·m2，地基的弹性压缩系数k=4.0×104kN/m3,求梁1、2及3截面的弯矩。

（1）考核知识点：本题考查弹性地基梁的计算的相关知识点。

（2）常见错误：弹性地基梁计算分为几种情况，有长梁有短梁，在做题的第一步我们就应该判断给出的是长梁还是短梁，接着再计算初参数，根据公式来计算，注意，公式较复杂，在做题时一定要细心，最后再计算各个截面的弯矩。具体的例子可以参见教材3-1，有详细的解答过程。 （3）解题思路：