§1 緒論
1.特種結構是指除普通的工業與民用建築結構、交通土建工程、礦山、碼頭和水利水電工程結構研究物件以外的，在土木工程中有廣泛用途的、功能比較特殊的、且結構的作用以及結構的形式比較複雜的工程結構。
2.特種結構的研究物件：擋土牆及護坡、深基坑支護結構、貯液池、水塔、筒倉和煙囪。
3.學習方法（簡答）
學習特種結構時應注意：
（1） 要結合相關規範掌握荷載及其他作用的計算方法和組合方法，使荷載及各種作用計算相對準確，為正確的結構分析打下良好的基礎；
（2） 要正確選用結構計算模型。考慮主要因素，忽略次要因素，既要使計算結果能正確反映結構的主要受力特點，又要使計算方法簡單易掌握；
（3） 要採用簡單可行的結構分析方法。既要使分析方法簡單、省時、省力又要使結構分析可靠準確；
（4） 要結合各相關規範掌握各種特種結構設計的基本方法。設計中既要把結構分析的結果作為強度、剛度和穩定性設計的基本要求得到滿足，又要使計算模型和計算方法中未考慮的因素和不足能夠通過構造措施得到滿足；
（5） 須具備紮實的數學力學和結構設計等方面的知識、並能理解各種相關規範的規定和要求。
§2 擋土牆
1.支當結構：為保持結構物兩側的土體、物料有一定高差的結構。
2.擋土牆：以剛性較大的牆體支承填土和物料並保證其穩定的結構。
3.牆體構造：
擋土牆回填土一側稱為牆背，牆的另一側稱為牆面，牆背與基底的相交處稱為牆踵，牆面與基底的相交處稱為牆趾。
牆面、牆背的傾斜度是指兩者與垂直面的夾角，通常工程中採用單位豎直高度與斜面相應水平投影長度之比。
4.擋土牆的分類方法，可按結構形式、建築材料、施工方法及所處環境條件等進行劃分。
5.各種擋土牆的特點及適用範圍：
6.擋土牆設計基本原則（簡答）
（1）擋土牆必須保證結構安全、正常使用，因此①不能滑移 ②不能傾覆 ③牆身要有足夠強度 ④基礎要滿足承載力要求；
（2）根據工程要求以及地形地質條件，確定擋土牆結構的平面布置和高度，選擇擋土牆的型別及截面尺寸；
（3）在滿足規範要求的前提下使擋土牆結構與環境協調；
（4）對擋土牆的施工提出指導性意見。
7.重力式擋土牆是指以擋土牆自身重力來維持擋土牆在力的作用下的平衡和穩定。可用石砌或混凝土澆築，一般截面做成梯形，優點：就地取材，施工方便，經濟效益好。
8.重力式擋土牆可根據牆背的坡度分為：仰斜、垂直、俯斜。按照土壓力理論仰斜牆背的主動土壓力最小，俯斜牆背的主動土壓力最大，垂直牆背介於兩者之間。
9.重力式擋土牆設計：
設計時，應驗算擋土牆在土壓力和其他外荷載作用下沿基底的滑移穩定性；驗算牆身抗傾覆穩定；驗算牆身強度及地基承載力。
10.作用於擋土牆上的荷載：
（1）按作用性質分為：永久載荷、可變載荷
（2）荷載效應組合
11. 計算題p25 例2.1
12.懸臂式擋土牆是鋼筋混凝土擋土牆的主要形式之一，是一種輕型支擋結構物，依靠牆身的重量及底板以上的填土的重量來維持平衡。
13.懸臂式擋土牆是由牆身、牆趾板和牆踵板構成的，由於這種擋土牆抗彎能力強，穩定性好，可用在擋土高度較高的土坡邊上。
14.懸臂式擋土牆設計，分為牆身截面尺寸選定及鋼筋混凝土結構設計兩部分。牆身截面尺寸是通過假定—驗算—修改的方法確定的。
15.扶壁式擋土牆是由立板、底板和扶壁三部分組成。扶壁兩端立板外伸長度，根據外伸懸臂固定段彎矩與中間誇固端彎矩相等的原則確定。
16.扶壁式擋土牆設計
（1）扶壁式擋土牆土壓力計算與懸臂式擋土牆相同；
（2）內力計算：
①立板內力計算：
將立板看成三邊固定、一邊自由的雙向板，作用於立板上的荷載為土壓力和水壓力。計算時，可將立板化為上下兩部分，在離底板頂面1.5li（li為兩扶壁之間的距離）高度一下的立板，可視為三邊固定、一邊自由的雙向板；而以上部分可視為眼高度將其劃分為單位高度的水平板帶，以扶壁為支座，按水平單向連續板計算。
②扶壁內力計算：
扶壁與立板形成共同工作的整體結構，扶壁課按t行介面懸臂梁計算其內力。
17.**區擋土牆根據其重要性及地基土的性質，應驗算抗震強度和穩定性。
18.擋土牆抗震穩定性驗算：
（1）用**角加大牆背和填土表面的坡角公式
（2）按照我國《公路工程抗震設計規範》的擋土牆抗震驗算
19.護坡設計原則：
（1）凡容易風化的或易受雨水沖刷的演示和土質邊坡及嚴重破碎的岩石邊坡，均應防護
（2）軟硬岩層相間的路塹邊坡，應根據岩層情況採用全部和區域性護坡
（3）在多雨地區，用砂類土填築的路堤，其路肩和邊坡坡面易受雨水沖刷流失，應根據具體情況將坡面防護。
20.加筋土擋土牆是由牆面板、拉筋和填料三部分組成。其工作原理是依靠填料與拉筋之間的摩擦力，來平衡牆面所承受的水平土壓力，並以拉筋，填料的復合結構抵抗拉筋尾部填料所產生的土壓力，從而保證擋土牆的穩定。
21.加筋土擋土牆的優點是牆可做很高。他對地基土的承載力要求低，適用於在軟弱地基上建造。
施工簡便，可保證質量，施工速度快，造價低，占地少，外形美觀。但**區的高烈度區和強烈腐蝕環境不宜使用。
22.加筋土擋土牆構造：
面板的主要作用是防止拉筋間填土從側面擠出，並保護拉筋、填料。
面板與拉筋之間除了有必要的堅固可靠連線，還應有與拉筋相同的耐腐蝕性能。
填料為加筋土擋土牆的主體材料，必須易於填充和壓實，使拉筋之間有可靠的摩擦力，且不應對拉筋有腐蝕性。
23.加筋土擋土牆設計基本假定：
（1）牆面板受填料產生的主動土壓力，每塊面板承受其相應範圍內的土壓力，這些土壓力由面板上的拉筋拉力來平衡；
（2）擋土牆內部加筋體分為滑動區和穩定區，這兩區的分介面為土體的破裂面。此破裂面與豎直面的夾角小於非加筋土的主動破裂角。靠近面板的滑動區內的拉筋長度lf為無效長度，在穩定區內的拉筋長度la為有效長度。
（3）拉筋與填料之間的摩擦係數在拉筋全長範圍內相同。
（4）壓在拉筋有效長度上的填料自重及荷載對拉筋均產生有效摩擦力。
24.加筋土擋土牆的全牆穩定驗算：
把拉筋的末端連線與牆面板之間的填料視為一整體牆，按一般重力式擋土牆的設計方法，驗算全牆的抗傾覆穩定和地基承載力，按照滑移面穩定理論驗算加筋土擋土牆的抗滑移穩定性。
§3 深基坑支護結構
1.常見的支護結構有鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鑽孔灌注樁、土釘牆和水泥土深層攪拌樁擋牆等形式。
2.鑽孔灌注樁又分為：
①懸臂式：懸臂式支護結構的擋土深度視地質條件和樁徑而異。特點是場地開闊、挖土效率高、比較經濟。
②內支撐式：在基坑內加鋼支撐或鋼筋混凝土支撐等。內支撐有斜支撐和水平支撐兩類。斜支撐用於支護結構高度不大，所需支撐力較小的情況，一般為單層；水平支撐可單層設定，也可分層設定。
③錨固式：鑽孔灌注樁與土層錨桿技術聯合使用，可用於較深的基坑。特點是開挖效率高，施工方便。
3.深基坑支護結構可分為非重力式支護結構和重力式支護結構。重力式支護結構包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁和鑽孔灌注樁，地下連續牆。重力式支護結構包括深層攪拌水泥土擋牆。
4.非重力式支護結構的破壞形式有：
（1）強度破壞：
①支護結構傾覆破壞 ②支護結構底部向外隆起破壞 ③支護結構受彎破壞
（2）穩定性破壞：
①牆後土體整體滑移失穩 ②坑底隆起破壞 ③管湧或流砂
5.深基坑支護結構的設計原則：
（1）承載力極限狀態：①抗傾覆破壞 ②樁身強度要求 ③抗滑移破壞
（2）正常使用極限狀態：要求支護結構產生的頂點側移必須滿足側向位移的限值，以保證支護結構產生位移時不致使基坑周圍地面產生沉陷而影響相鄰建築物的正常使用或導致這些建築物的破壞。
6.深基坑支護結構設計原理與計算方法：
根據受力特點可將支護結構分為懸臂式支護結構和支撐式支護結構：
（1）懸臂式支護結構的計算：①支護結構上土的側壓力分布 ②最小插入深度的確定方法
（2）單支點支護結構計算：
①單支點淺樁
②單支點深樁——當支護結構下端固定時，土壓力零點位置k與彎矩零點位置很相近，可近似地以k點作為彎矩零點。這樣單支點深樁就可簡化為兩個簡支梁，這種計算方法成為等值樑法。
7.深基坑支護結構穩定性驗算：
支護結構的穩定性包括牆後土體滑移失穩、坑底隆起和管湧。
（1） 整體滑移失穩驗算
（2） 坑底隆起驗算（兩種方法）
①地基穩定性驗算法 ②地基承載力公式驗算法
8.土層錨桿的優點：
（1）進行錨桿施工的作業空間不大，適用於各種地形和場地
（2）由錨桿代替內支撐，可降低造價改善施工條件
（3）錨桿的設計拉力可通過抗拔試驗確定，因此可保證足夠的安全度
（4）可對錨桿施加預應力控制支護結構的側向位移
9.土層錨桿構造：
從傳力機理上分，由錨頭、拉桿及錨固端部分組成。
10.錨桿的布置：
錨桿的水平間距取決於支護結構的荷載和每根錨桿所能承受的拉力，為防止「群錨效應」，一般錨桿水平間距不得小於2m。
§4 貯液池
1.貯液池荷載和荷載效應：包括池外部的側壓力、池內液體的側壓力、池頂蓋上的填土、頂蓋自重及活荷載、池底的液體壓力及地基反力、地下水的浮力、**作用、溫度及溫度變化產生的附加力。
2.作用在水池頂板上的永久荷載，包括頂板自重、防水層重、覆土層重等均按實際計算。
3.池壁荷載：荷載除池壁自重和池頂荷載引起的豎向壓力和可能的端彎矩外，主要是作用於水平方向的水壓力和土壓力。
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