地下建筑结构教案.docx

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地下建筑结构教案

《地下建筑结构》教案

课程：

地下建筑结构（64h）主讲教师：

曹净 教材：

朱合华主编：

《地下建筑结构》

其中课堂教学时数64实验时数0

讲授课程

地下建筑结构（64h）

教学目的

地下建筑结构属土木工程专业的岩土、地下类课群组的专业课程，属专业限定选修课。

其教学目的是：

通过本课程的学习，使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，具体能够根据地下结构所处的不同介质环境，使用功能和施工方法，进行安全、经济和合理的结构设计的初步能力，达到学生能应用地下建筑结构的基本原理和方法解决实际工程问题的目的。

主要知识点

绪论：

地下结构的概念、功能和特点，地下结构的形式和适用环境。

衬砌结构的荷载：

荷载分类和组合，土层压力和围岩压力的计算理论和方法，地下结构弹性抗力，

水压力、地震荷载和人防动荷载等的计算。

弹性地基中结构物的计算：

弹性地基理论的概念、解析解与数值方法、优缺点与适用场合，弹性地基梁，地下框架结构，特殊性课题。

地层与地下结构的共同作用：

共同作用的概念、地下结构的合理设计方法，地层模型，施工进程的模拟，计算模型的简化，监控量测和反分析。

隧道结构：

隧道结构的受力特点，隧道结构的类型和适用环境，隧道结构的荷载计算，单层单跨拱形结构的内力计算和设计，单跨双层和单层多跨连拱结构的构造和计算。

浅埋式结构：

浅埋式结构的型式、应用和设计要求，矩形框架结构，地铁车站结构。

附建式地下结构（地下室）：

地下室的功用、与基础的关系、设计计算的主要问题和结构类型，梁板式地下室，桩基、桩筏基础和地下室结构计算，考虑人防要求的地下室结构设计，设计与施工中的考虑。

盾构隧道和顶管隧道：

盾构隧道和顶管隧道的功用、特点和适用范围，设计计算内容，盾构隧道，、顶管隧道。

沉井结构与沉管结构：

沉井和沉管的概念、适用范围和特点，沉井结构，沉管结构。

喷锚结构：

喷锚支护的概念、喷锚支护的作用、新奥法施工原理，结构的作用原理、现行的设计方法，围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用，喷锚支护的设计，施工信息的反馈，围岩稳定性的分析验算。

基坑围护工程：

基坑工程的概念、形式和设计要求，水泥土围护结构，地下连续墙结构，支撑结构体系，其他类型的维护结构。

重点及难点

重点：

荷载分类和组合，土层压力和围岩压力的计算理论和方法，地下结构弹性抗力，弹性地基梁，共同作用的概念、地下结构的合理设计方法，地层模型，隧道结构的受力特点，隧道结构的类型和适用环境，隧道结构的荷载计算，新奥法施工原理，围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用，各种地下结构的设计计算原理、施工方法。

难点：

土层压力和围岩压力的计算理论和方法，地下结构弹性抗力，弹性地基梁，共同作用的概念、地下结构的合理设计方法，地层模型，隧道结构的受力特点，隧道结构的荷载计算，新奥法施工原理，围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用，各种地下结构的设计计算原理。

。

主要教学方法

多媒体课堂讲授（概念、理论、方法、解题）

讨论、课外作业、课堂作业

辅导答疑

教学手段

与工程实际应用结合进行讲解

教学过程时间分配

教 学 内 容

2h

第一章绪论

6h

第二章衬砌结构的荷载

6h

第三章弹性地基中结构物的计算

8h

第四章地层与地下结构的共同作用

8h

第五章隧道结构

6h

第六章浅埋式结构

6h

第七章附建式地下结构（地下室）

6h

第八章盾构隧道和顶管隧道

4h

第九章沉井结构和沉管结构

6h

第十章喷锚结构

6h

第十章基坑围护工程

 《地下建筑结构》教案

课程：

地下建筑结构（64课时）主讲教师：

曹净 教材：

朱合华主编：

《地下建筑结构》

讲授章节

第一章绪论   

教学目的

介绍地下建筑结构的概念、功能和特点，地下结构的形式和适用环境，熟悉课程的学习内容、要求和学习方法；初步树立学生学习地下建筑结构的信心和兴趣。

重点及难点

重点：

地下建筑结构的概念、功能和特点，地下结构的形式和适用环境

难点：

主要教学方法

多媒体课堂教学

教学手段

课堂讲授

教学时间分配

教学内容

1h

地下建筑结构的概念、功能和特点。

1h

地下结构的形式和适用环境。

讲授章节

第二章 衬砌结构的荷载

教学目的

掌握地下建筑结构的荷载类型、组合原则和方式；熟练掌握土层环境中不同土质下土压力的确定方法，岩石围岩压力的计算方法，以及地下结构弹性抗力，水压力、地震荷载和人防动荷载等的计算。

重点及难点

重点：

地下建筑结构的荷载类型、组合原则和方式，土层压力和围岩压力的计算理论和方法，地下结构弹性抗力。

难点：

土层压力和围岩压力的计算理论和方法，地下结构弹性抗力。

主要教学方法

多媒体讲授、讨论，课下作业

教学手段

课堂讲授、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

荷载分类和组合

 2h

土层压力和围岩压力的计算理论和方法

2h

地下结构弹性抗力

1h

水压力、地震荷载和人防动荷载等的计算

讲授章节

第三章弹性地基中结构物的计算

教学目的

介绍弹性地基理论的概念、解析解与数值方法、优缺点与适用场合；掌握弹性地基梁的能量原理、有限元表达式、工程应用，以及地下框架结构的有限元表达式、工程应用；了解弹性地基梁的特殊课题。

重点及难点

重点：

弹性地基理论的概念，弹性地基梁的能量原理、有限元表达式

难点：

弹性地基梁的能量原理

主要教学方法

多媒体讲授、讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

弹性地基理论的概念、解析解与数值方法、优缺点与适用场合

 2h

弹性地基梁：

能量原理、有限元表达式、软件设计、工程应用

 2h

地下框架结构：

限元表达式、软件设计、工程应用

1h

特殊性课题：

深梁的计算、杆系结构的几何非线性、弹性地基板

讲授章节

第四章地层与地下结构的共同作用

教学目的

了解共同作用的概念、分析方法的现状、地下结构的合理设计方法；熟练掌握和运用地层模型的弹性模型、弹塑性模型、时间效应、非连续介质模型，施工进程模拟的初始应力场的模拟、结构体系演变的模拟，材料模型的简化，边界条件的简化，结构体系的简化；了解监控量测和反分析。

重点及难点

重点：

地层模型的弹性模型、弹塑性模型、时间效应、非连续介质模型，施工进程模拟的初始应力场的模拟，计算模型的简化。

难点：

地层模型，施工进程模拟，计算模型的简化。

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体讲授、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

概述：

共同作用的概念、分析方法的现状、地下结构的合理设计方法

 2h

地层模型：

弹性模型、弹塑性模型、时间效应、非连续介质模型

2h

施工进程的模拟：

初始应力场的模拟、结构体系演变的模拟

2h

计算模型的简化：

材料模型的简化、边界条件的简化、结构体系的简化

1h

监控量测和反分析：

反馈设计的概念、监测的要求、基本的反分析方法及工程应用

讲授章节

第五章 隧道结构

教学目的

了解隧道结构的受力特点，隧道结构的类型和适用环境，熟练掌握和运用隧道结构的荷载计算，单层单跨拱形结构的内力计算和设计；了解单跨双层和单层多跨连拱结构的构造和计算。

重点及难点

重点：

隧道结构的荷载计算，单层单跨拱形结构的内力计算和设计

难点：

隧道结构的荷载计算，单层单跨拱形结构的内力计算和设计

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

概述：

隧道结构的受力特点，隧道结构的类型和适用环境

3h

隧道结构的荷载计算

2h

单层单跨拱形结构的内力计算和设计

2h

单跨双层和单层多跨连拱结构的构造和计算

讲授章节

第六章浅埋式结构

教学目的

了解浅埋式结构的型式、应用和设计要求，掌握矩形框架结构特点、计算简图、内力与变形，地铁车站结构——多层多跨结构构造特点、设计与计算。

重点及难点

重点：

矩形框架结构计算简图、内力与变形，多层多跨结构的设计与计算。

难点：

矩形框架结构计算简图、内力与变形。

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体讲授、作业

教学时间分配

教 学 内 容

2h

概述：

浅埋式结构的型式、应用和设计要求

2h

矩形框架结构特点、计算简图、内力与变形

2h

地铁车站结构——多层多跨结构构造特点、设计与计算

讲授章节

第七章 附建式地下结构（地下室）

教学目的

了解地下室的功用、与基础的关系、设计计算的主要问题和结构类型；掌握梁板式地下室结构选型、荷载计算、计算简图和内力计算、构造配筋与构造，桩基、桩筏基础和地下室结构计算；了解考虑人防要求的地下室，以及设计与施工中的考虑。

重点及难点

重点：

梁板式地下室结构选型、荷载计算、计算简图和内力计算、构造配筋与构造，桩基、桩筏基础和地下室结构计算

难点：

梁板式地下室结构选型、荷载计算、计算简图和内力计算、构造配筋与构造，桩基、桩筏基础和地下室结构计算

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

概述：

地下室的功用、与基础的关系、设计计算的主要问题和结构类型

2h

梁板式地下室：

结构选型，荷载计算，计算简图和内力计算，构造配筋与构造

1h

桩基、桩筏基础和地下室结构计算

1h

考虑人防要求的地下室结构设计

1h

设计与施工中的考虑

讲授章节

第八章 盾构隧道和顶管隧道

教学目的

了解盾构隧道和顶管隧道的功用、特点和适用范围，设计计算内容；掌握盾构隧道和顶管隧道的结构类型、荷载确定、计算理论，计算简图，内力计算，构造和配筋。

重点及难点

重点：

盾构隧道和顶管隧道的荷载确定、计算理论，计算简图，内力计算

难点：

盾构隧道和顶管隧道的荷载确定、计算理论

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

2h

概述：

盾构隧道和顶管隧道的功用、特点和适用范围，设计计算内容

2h

盾构隧道的结构类型，荷载确定，计算理论，计算简图，内力计算，构造和配筋

2h

顶管隧道的结构类型，荷载确定，计算理论，计算简图，内力计算，构造和配筋

讲授章节

第九章沉井结构和沉管结构

教学目的

了解沉井和沉管的概念、适用范围和特点；掌握沉井结构的结构类型和构造，设计计算内容，荷载计算，主要构件的设计计算和构造配筋，设计计算的若干问题；了解沉管结构的类型和构造，结构设计，管理段连接和防水技术。

重点及难点

重点：

沉井结构的设计计算内容，荷载计算；沉管结构的设计

难点：

沉井结构的结构类型和构造，设计计算；沉管结构的设计

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

概述：

沉井和沉管的概念、适用范围和特点；

2h

沉井结构的结构类型和构造，设计计算内容，荷载计算，主要构件的设计计算和构造配筋，设计计算的若干问题；

1h

沉管结构的类型和构造，结构设计，管理段连接和防水技术。

讲授章节

第十章喷锚结构

教学目的

了解喷锚支护的概念、喷锚支护的作用、新奥法施工原理，结构的作用原理、现行的设计方法；掌握围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用，喷锚支护的设计；了解施工信息的反馈和围岩稳定性的分析验算。

重点及难点

重点：

围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用，喷锚支护的设计

难点：

围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用，喷锚支护的设计

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

1h

概述：

喷锚支护的概念、喷锚支护的作用、新奥法施工原理，结构的作用原理、现行的设计方法

2h

围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用

1h

喷锚支护的设计：

一般规定、锚杆支护设计、喷射混凝土支护的设计

1h

施工信息的反馈——地质调查、量测信息反馈

1h

围岩稳定性的分析验算

讲授章节

第十一章基坑围护工程

教学目的

了解基坑工程的概念、形式和设计要求；掌握水泥土围护结构的设计、强度稳定性和抗渗能力的验算、变形的估计，地下连续墙结构的设计、稳定性验算、结构的受力与变形，支撑结构体系的型式、构造要求；了解其他类型的维护结构：

如钢板桩、桩板式、柱列式、土钉墙等支护结构。

。

重点及难点

重点：

基坑工程的概念、形式和设计要求，基坑围护各类结构的设计。

难点：

基坑围护各类结构的设计

主要教学方法

多媒体讲授、课堂讨论、课下作业

教学手段

多媒体、作业

教学时间分配

教 学 内 容

2h

概述：

基坑工程的概念、形式和设计要求

1h

水泥土围护结构：

概述、方案设计，强度稳定性和抗渗能力的验算，变形的估计

1h

地下连续墙结构：

概述、方案设计，稳定性验算、结构的受力与变形

1h

其他类型的维护结构：

钢板桩、桩板式、柱列式、土钉墙等支护结构

1h

支撑结构体系：

概述、型式、构造要求、钢支撑、钢筋混凝土支撑、锚杆支撑