地下建筑结构

第一篇　总论

1　绪论

§1.1　地下建筑结构的概念及其作用

§1.2　地下建筑结构的形式

§1.3　地下建筑结构的设计程序及内容

思考题

2　地下建筑结构的荷载

§2.1　荷载种类和组合

§2.2　荷载确定方法

§2.3　岩土体压力的计算

§2.4　初始地应力、释放荷载与开挖效应

§2.5　地层弹性抗力

§2.6　结构自重及其他荷载

思考题

3　弹性地基梁理论2100433B

内容简介 本书参考国内外相关文献，并结合新规范，着重从基本概念、基本理论和方法介绍地下建筑结构的成熟成果与观点。全书重点突出，各篇章相互衔接，每章均附有思考题及习题。

本书主要内容包括：绪论、地下建筑结构的荷载、弹性地基梁理论、地下建筑结构的计算方法、地下建筑结构可靠度理论、浅埋式结构、附建式地下结构、沉井与沉箱结构、地下连续墙结构、盾构法隧道结构、沉管结构、基坑围护结构、顶管、管幕及箱涵结构、整体式隧道结构、喷锚支护、特殊结构等。

本教材适用于地下工程、工民建、公路工程、铁路工程、桥梁与隧道工程、水利水电工程等专业的本科生，也适用于大专院校师生，并可供相关工程技术人员参考。

本书系统地介绍了目前代表全球主流大学土木工程相关地下建筑结构设计教学中的最主要的、流行的地下建筑结构设计种类、设计理论、设计原理及设计方法，突出地下建筑结构的设计，旨在培养地下建筑结构的设计人才。全书共分10章，内容包括绪论；地下建筑结构设计方法；地下建筑结构设计计算理论；盾构法隧道衬砌结构设计；钻爆法隧道结构设计；非开挖顶管结构设计；明挖基坑支护结构设计；沉井结构设计；沉管结构设计；地下建筑工程降水与防水设计。 全书集成的大量图表、公式、例题、复习思考题和习题方便读者理解书中的内容。本书可作为大土木工程地下建筑工程本科生、研究生教材，供地下工程、地质工程、岩土工程、隧道工程等新土木工程领域相关专业高校师生及广大科技工作者使用或参考。2100433B

2006年，我在加拿大McGill University做访问学者的时候，考察了McGill University和University of Toronto的土木工程方向的科研方向、教学和教材，于2007年组织了燕山大学的王树仁、北方工业大学的孙世国、河北大学的杨万斌、北京航空航天大学的朱建明同行编著了第一版的《地下建筑结构设计》。2008年《地下建筑结构设计》被评为北京高等教育精品教材。2009年对本书补充了大量的例题和复习思考题及习题，出版了第二版。2014年我再次赴美国Michigan Technological University做访问学者，先后又考察了世界前50强美国大学中的7所大学（依据http://cwur.org)，对美国土木工程排名前列的Massachusetts Institute of Technology，University of Illinois at UrbanaChampaign,University of CaliforniaBerkeley，Columbia University, Princeton University, Texas A&M University, University of Washington的土木工程的科研方向、教学和教材再次进行考察和研究，决定对本书进行第三次修订，出版第三版。

第三版书中所谈到的设计计算理论，虽然有的文献年代稍早，看似陈旧，但是明白

经典的土力学和岩石力学理论经过几十年的发展，仍然没有重大的突破，大家也就可以理

解。能够有所发展的是计算机技术在土力学和岩石力学中的应用，如有限元、边界元等应

用在地下建筑结构的设计中，这使得这个古老的学科能够赶上时代，得以重生。很难想象，假如今天没有计算机技术，我们会增加多少成本来实现想要的研究结果。为了适应计算机技术在地下建筑结构设计中的应用，我已经购买了处理地下建筑结构设计中的岩土体问题设计和分析的完整商业软件,包括主要处理岩体问题的Dips 60,Examine3D 40,Phase2 70，RocData 50,RocFall 50,RocPlane 30,RocSupport 30,Settle3D 30,Slide 60,　Swedge 60,Unwedge 30; 处理土体问题的DCfoundation,DCsoil;处理爆破工程设计和分析的2DBench,2DFace,2DRing,2Dview,JKBMS; 用于各种材料的、目前公认的、最优秀的显性动力分析软件LSDYNA。用于钢筋混凝土结构设计的spBeam v350,spColumn v450,spFrame v150,spWall v400,spMats v800,spSlab v350。第三版书的PPT文本将再现计算机技术在地下建筑结构设计中的魅力，并将数值分析的研究成果增加在PPT里面。这个PPT也将不断地升级，通过电子邮件的方式配送到那些教学需要的大学老师的手中。

新版教材中，图片413张，公式335个，表格107个，例题36题，复习思考题54题，习题22题。内容尽可能以形象的图表格式表现，方便自学。考虑到全书的字数限制，对第二版书中的例题、复习思考题和习题进行了优化筛选。地下建筑结构设计的理论和实践随着计算机技术的发展日新月异，除了经典的理论，新技术、新方法和新理论也不断涌现，吸收和讲授新的内容，追求正确的、先进的、可以持续地使用的理论和技术，一直是本书的目标。

王树理

2014年10月

居民住宅、娱乐场所、商业与教育设施、特殊建筑、地下停车场、工业设施、军事民防、储藏建筑、交通运输、公共隧道、地下采矿巷道、明挖基坑。

地下建筑结构设计是土木工程的重要分支。设计方法与原理安全可靠、技术可行、经济合理。本书系统介绍了目前最主要的、流行的地下建筑结构设计种类、设计理论、设计原理、设计方法和设计规范，突出地下建筑支护结构的设计，旨在培养地下建筑结构的设计人才。全书共分10章，内容包括地下建筑结构及设计的概念；地下建筑结构设计的基本方法、设计内容、设计原则；地下建筑结构设计的计算理论；盾构法隧道衬砌结构设计；钻爆法隧道支护结构设计；非开挖顶管施工与设计；明挖基坑支护结构设计；沉井基础构造和结构设计计算；沉管结构设计计算；地下建筑工程降水与防水设计。

全书内容丰富、理论先进、设计可行，可作为大土木工程地下建筑工程本科生教材，供地下工程、地质工程、岩土工程等领域相关专业高校师生及广大科技工作者使用或参考。