地下建筑结构教案.docx
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地下建筑结构教案
重庆交通大学教案
课程名称：
地下建筑结构
授课对象：
轨道班
开课单位：
土木建筑学院
教研室：
隧道及岩土工程教研室
教师姓名：
王先义
年月日
《地下建筑结构》课程第1章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第1章绪论
学时数
2学时
教学目的
1、了解地下空间开发与地下空间的利用形态
2、熟悉地下结构的概念及其作用、地下结构的形式与特点
3、掌握本课程学习的目的、内容和方法
教学重点
本课程的特点、学习的内容和方法
教学难点
本课程的特点、学习的内容和方法
教学进程
1、隧道的定义、用途与分类2学时
2、结构的概念及其作用、地下结构的形式与特点1学时
3、本课程的特点、学习的目的、内容、方法和要求0.5学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕。
（多媒体教室）
过程提问
1、教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2、教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
讲课过程中多用工程实例照片进行讲解，并通过提问和做作业的方式了解学生的掌握程度
参考资料
（1）《地下建筑结构》，朱合华主编，张子新、廖少明副主编，中国建筑工业出版社，2009。
（2）《地下结构设计模型》，曾亚武编著，武汉大学出版社，2006。
思考题
何谓地下结构？
地下结构与地下空间的相互依存关系？
《地下建筑结构》课程第2章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第2章地下结构荷载
学时数
2学时
教学目的
1、掌握地下结构荷载类型及其组合;
2、熟悉围岩及其分级，围岩初始应力、释放荷载与地层抗力
3、熟悉浅理和深埋地下结构上的垂直围岩压力
教学重点
1、地下结构荷载类型及其组合;
2、围岩及其分级，围宕初始应力、释放荷载与地层抗力
教学难点
围岩及其分级，围岩初始应力、释放荷载与地层抗力
教学进程
1、地下结构荷载类型及其组合0.5学时
2、围岩及其分级，围宕初始应力、释放荷载与地层抗力1.0学时
3、熟悉浅理和深埋地下结构上的垂直围岩压力1.0学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕（多媒体教室）
过程提问
3、教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出2～4个问题；
4、教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时1～2次；
课后总结
用4～6分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
为了避免讲课枯糙化，讲课过程中多用工程实例照片进行讲解，达到讲课生动、吸引学生的目的。
参考资料
1.《隧道工程》王毅才主编人民交通出版社，2004年
2.《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
作业
地下建筑结构荷载分为哪几类？
有哪些组合方案及其使用场合？
《地下建筑结构》课程第3章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第三章地下结构可靠度理论
学时数
2学时
教学目的
（1）熟悉地下工程结构分析的不确定因素、地下工程结构可靠度分析原理及特点;
（2）熟悉结构极限状态、结构可靠度、结构可靠指标等墓本概念和极限状态方程的表示方法;
（3）了解地下工程结构可靠指标的近似计算方法，包括一次二阶矩法、验算点法、JC法等;
（4）熟悉地下工程结构体系的可靠度分析评价
教学重点
（1）地下工程结构分析的不确定因素、地下工程结构可靠度分析原理及特点;
（2）结构极限状态、结构可靠度、结构可靠指标等墓本概念和极限状态方程的表示方法;
（3）熟悉地下工程结构体系的可靠度分析评价
教学难点
地下工程结构可靠指标的近似计算方法，包括一次二阶矩法、验算点法、JC法等;
教学进程
（1）地下工程结构分析的不确定因素、地下工程结构可靠度分析原理及特点，1学时;
（2）结构极限状态、结构可靠度、结构可靠指标等墓本概念和极限状态方程的表示方法，1学时;
（3）地下工程结构可靠指标的近似计算方法，包括一次二阶矩法、验算点法、JC法等，1学时;
（4）地下工程结构体系的可靠度分析评价，1学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕。
（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
由于本章的内容比较抽象，讲课过程中多用工程实例照片进行讲解，并通过提问和做作业的方式了解学生的掌握程度
参考资料
1.《结构可靠度理论》赵国藩，中国建筑出版社，2000年
作业
1.地下工程结构可靠度分析的特点?
2.结构可靠度分析方法有哪几种？
各有什么特点和不同？
《地下建筑结构》课程第4章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第4章地下工程结构设计理论与方法
学时数
2学时
教学目的
要求熟悉经验设计法的基本原则，并能够依据这些原则，结合工程经验制定支护参数，同时能够依据现场监则数据指导设计和施工。
要求掌握荷载一结构模型的建立和常用的计算方法。
了解地层一结构法，能够针时不同的地下工程结构类型进行相应的合理简化，并采用相对适合的本构模型进行数值模拟。
教学重点
荷载一结构法和地层一结构法
教学难点
荷载一结构法和地层一结构法
教学进程
1、概述0.5学时
2、经验设计法0.5学时
3、荷载一结构法0.5学时
4、地层一结构法0.5学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图、板书辅助讲解；
3、提问启发。
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出2～3个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时1～2次。
课后总结
用5～6分钟小结本节课的重点、难点
参考资料
1、《地下结构设计模型》，曾亚武，武汉大学出版社，2006年；
2、《地下建筑结构设计》，王树理，清华大学出版社，2007年。
作业
1、荷载一结构法和地层一结构法的基本含义和主要区别？
2.叙述荷载一结构法和地层一结构法的计算过程?
《地下建筑结构》课程第5章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第5章浅埋式地下结构
学时数
4学时
教学目的
掌握明挖法施工的三种浅埋式地下结构——直墙拱形结构、矩形闭合结构和梁板式结构的结构形式、特点及应用场合等;熟悉矩形闭合结构的设计要点、构造要求。
教学重点
1、明挖法施工的三种浅埋式地下结构的结构形式、特点及应用场合等；
2、矩形闭合结构的设计要点、构造要求
教学难点
1.矩形闭合结构的设计要点、构造要求，设计要点包括计算简图、内力计算、设计内力、截而设计、抗浮验算等，构造要求主要涉及配筋形式、混凝土保护层、受力与构造钢筋、箍筋、刚性节点及变形缝等内容
教学进程
1、明挖法施工的三种浅埋式地下结构的结构形式、特点及应用场合等1学时；
2、矩形闭合结构的设计要点、构造要求2学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
1.计算公式的推导用多媒教学，效果不一定很好，应注意学生的掌握程度，必要时用粉笔在黑板上推导；
2.多结合工程实际照片进行教学。
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《隧道工程》王毅才主编人民交通出版社，2004年。
作业
1、矩形闭合结构有哪些主要构造要求？
2、地下结构的设计计算包括哪三大方面内容？
分别阐述其设计要点？
《地下建筑结构》课程第6章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第6章附建式地下结构
学时数
4学时
教学目的
本章概述附建式地下结构的概念、内涵及防空地下室结构设计的设计特点，介绍附建式地下结构的形式及各自特点、适用性。
要求学生在学习荷载组合、内力计算与截面设计方法的基础上，着重掌握附建式梁板式地下结构和防空地下室的主要口部构件的设计要点，并熟悉构造要求。
教学重点
1、附建式地下结构荷载组合、内力计算与截面设计方法
2、附建式梁板式地下结构和防空地下室的主要口部构件的设计要点，结构构造要求
教学难点
附建式地下结构内力计算与截面设计方法
教学进程
1、概述0.5学时
2、附建式地下结构的结构形式0.5学时
3、附建式地下结构的设计要点1.0学时
4、板梁结构1.0学时
5、防空地下室的主要口部构件与构造要求1.0学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出2～3个问题；
2.教师提出问题，抽1～3个学生单独回答，一般每学时1～3次；
课后总结
用5～6分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
1.计算等推导采用粉笔黑板上推导与多媒体显示相结合的方式，以便学生加深理解。
2.多结合工程实际进行讲解。
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《地下建筑结构》门玉明主编人民交通出版社，2007年
作业
1、附件式地下结构的形式有哪些？
各自特点及适用性如何？
2、何谓临空墙和通道墙？
他们在设计上得主要区别在哪里？
《地下建筑结构》课程第7章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第7章逆作法地下结构
学时数
4学时
教学目的
本章阐述逆作法施工技术的概貌与特点，并由此引入逆作法地下结构的地下连续墙、中间支承柱、各连接接头及地下室结构的浇筑方法。
地下连续墙的主要内容包括其施工方法、特点及适用性，地下连续墙的主要设计内容和地下连续墙兼作外墙时的内力计算方法。
中间支承柱是逆作法施工的一个重要构件，应充分理解其作用，掌握其结构形式、施工做法及施工阶段的承载力验算。
做好各连接接头是逆作法结构的关键，包括墙段之间、墙与梁之间、墙与底板之间、中间支承柱与梁之间等的连接接头，应熟悉和掌握其构造及特点。
此外，还应熟悉逆作法地下室结构的浇筑方法。
教学重点
1.地下连续墙的主要设计内容和地下连续墙兼作外墙时的内力计算方法；
2.中间支承柱的结构形式、施工做法及施工阶段的承载力验算；
3.墙段之间、墙与梁之间、墙与底板之间、中间支承柱与梁之间等的连接接头的构造及特点。
4熟悉逆作法地下室结构的浇筑方法
教学难点
1.地下连续墙的主要设计内容和地下连续墙兼作外墙时的内力计算方法；
2.中间支承柱的结构形式、施工做法及施工阶段的承载力验算；
教学进程
1.概述.0.5学时
2.地下连续墙1.0学时
3.中间支撑柱1.0学时
4.逆作法施工的连接接头1.0学时
5.逆作法地下室结构的浇筑0.5学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出1～3个问题；
2.教师提出问题，抽2～3个学生单独回答，一般每学时1～2次；
课后总结
用5～6分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
由于本章只有4学时的教学时间，而内容相对较多，因而仅对重点、难点问题进行讲解，其余部分由学生自学，通过课后答疑等方式了解学生掌握的情况
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《逆作法设计与施工》徐致均、赵锡宏，机械工业出版社，2002年
《地下建筑结构》课程第8章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第8章基坑围护及支撑结构
学时数
6学时
教学目的
熟悉常见的基坑围护结构类型及其特点和适用范围，掌握基坑支撑结构类型与支撑体系的组成以及基坑围护和支撑结构的选择，熟悉几种常见基坑围护结构构造及计算、基坑稳定性验算、基坑变形计算。
教学重点
1．常见基坑围护结构及构造
2．基坑稳定性验算
教学难点
1.计算基坑稳定性验算
教学进程
1.概述.0.5学时
2.常见基坑围护结构及构造2.0学时
3.基坑稳定性验算2.0学时
4.基坑变形计算1.5学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑、数字投影仪、屏幕（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出1～3个问题；
2.教师提出问题，抽2～3个学生单独回答，一般每学时1～2次；
课后总结
用5～6分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
由于本章只有6学时的教学时间，而内容相对较多，因而仅对每节中的重点、难点问题进行讲解，其余部分由学生自学，通过课后答疑等方式了解学生掌握的情况
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《深基坑工程设计施手册工》龚晓南，中国建筑工业出版社，1999年
作业
基坑围护设计包括哪些内容？
《地下建筑结构》课程第9章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第9章沉井结构
学时数
6学时
教学目的
要求学生了解沉井结构的概念、特点及应用以及沉井设计一般要求及施工工艺;熟悉沉井结构的类型、构造组成及一般构造要求;掌握沉井结构的施工计算，包括下沉系数验算、抗浮稳定验算、刃脚受力验算、井壁受力计算、底节受力验算、底板及封底受万计算等;了解沉井施工引起的周围土体移动的诸方面原因、影响范围确定及相应的工程措施。
教学重点
1.井结构的类型、构造组成及一般构造要求；
2.沉井结构的施工计算，包括下沉系数验算、抗浮稳定验算、刃脚受力验算、井壁受力计算、底节受力验算、底板及封底受万计算等。
教学难点
沉井结构的施工计算，包括下沉系数验算、抗浮稳定验算、刃脚受力验算、井壁受力计算、底节受力验算、底板及封底受万计算等。
教学进程
1.概述1.0学时；
2.沉井结构的类型和构造1.0学时；
3.沉井结构的施工计算2.0学时
4.沉井施工引起的土体移动2.0学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕。
（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
1.讲课过程中重点对其本质的东西、基本形式进行阐述。
2.在对一些基本的原理、方法讲述清楚后，结合工程实际对一些典型案例进行分析，最后举1～2个案例由学生分析，老师补充完善。
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《地下建筑结构》门玉明主编人民交通出版社，2007年
作业
1.简述沉井结构设计的一般要求和施工步骤？
2.简述沉井结构设计计算的内容？
《地下建筑结构》课程第10章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第10章盾构隧道结构
学时数
6学时
教学目的
本章主要介绍盾构法的发展概况、施工原理及主要优缺点，在了解盾构的基本组成和盾构的主要类型及特点基础上，熟悉盾构几何尺寸的选定及推力确定;熟悉衬砌类型和构造，包括衬砌的形式与选型、衬砌的分类与比较、装配式钢筋混凝土管片及接头构造等;了解衬砌管片的设计原则，内力计算方法，荷载与内力计算，管片截面设计;熟悉有关隧道防水的衬砌抗渗、管片制作精度、接缝防水材料、二次衬砌等内容。
教学重点
1.盾构几何尺寸的选定及推力确定；
2.衬砌类型和构造
3.有关隧道防水的衬砌抗渗、管片制作精度、接缝防水材料、二次衬砌等内容。
教学难点
衬砌管片的设计原则，内力计算方法，荷载与内力计算，管片截面设计
教学进程
1.盾构法0.5学时；
2.衬砌类型和构造1.5学时；
3.衬砌管片结构设计2.0学时
4.隧道防水2.0学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕。
（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
1.讲课过程中重点对其本质的东西、基本形式进行阐述。
2.在对一些基本的原理、方法讲述清楚后，结合工程实际对一些典型案例进行分析，最后举1～2个案例由学生分析，老师补充完善。
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《盾构法隧道》刘建航，侯学渊中国铁道出版社，1991年
作业
1.简述盾构的基本组成和各组成部分的作用？
2.简述盾构隧道的衬砌可以采取哪些防水措施？
《地下建筑结构》课程第12章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第12章沉管结构
学时数
6学时
教学目的
在了解沉管法施工原理、方法及特点基础上，本章重点介绍了沉管结构设计、管段防水、管段沉放与水下连接、沉管基础处理等内容。
沉管结构设计，主要包括沉管结构类型、沉管结构荷载、管段浮力设计、结构分析与配筋方法等内容;管段防水，主要包括钢壳与钢板防水、卷材防水与涂料防水、变形缝与止水缝带等内容;管段沉放与水下连接，主要包括管段出坞、浮运、沉放、水下连接等环节的技术措施。
教学重点
沉管结构设计、管段防水、管段沉放与水下连接、沉管基础处理等内容
教学难点
沉管结构荷载、管段浮力设计、结构分析与配筋方法
教学进程
1.概述0.5学时；
2.沉管结构设计2.5学时；
3.管段防水1.0学时；
4.管段沉放与水下连接1.0学时；
5.沉管基础1.0学时
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕。
（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
1.讲课过程中重点对其本质的东西、基本形式进行阐述。
2.在对一些基本的原理、方法讲述清楚后，结合工程实际对一些典型案例进行分析，最后举1～2个案例由学生分析，老师补充完善。
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年
2、《地下建筑结构》门玉明主编人民交通出版社，2007年
作业
1.简述沉管结构设计的方法和原则？
2.在一般情况下，沉管基础处理的目的是什么？
有哪些处理措施？
《地下建筑结构》课程第13章教案
学生专业班级
轨道班
教学内容
第13章顶管结构及箱涵结构
学时数
2学时
教学目的
本章介绍顶管结构的基本特点、顶管结构的分类、顶管施工的主要设备和常用顶管施工工具。
在理解顶管结构施工基本原理的基拙上，要求掌握顶管工程使用荷载的计算、顶管顶力的计算、顶管后靠墙的稳定验算、开挖工作面稳定性验算及后靠背结构等设计计算方法。
了解长距离顶管施工的中继接力原理、中继环构造和中继环自动拉制等。
了解顶管施工顶进中的方向拉制，以及减少顶进阻力等技术措施。
了解箱涵结构的基本形式，掌握箱涵结构的设计阶段、设计内容和设计步骤。
了解作用在箱涵上的荷载、沉降缝的设置、涵管顶进施工法等施工技术措施。
教学重点
1.顶管工程使用荷载的计算、顶管顶力的计算、顶管后靠墙的稳定验算、开挖工作面稳定性验算及后靠背结构等设计计算方法
2.箱涵结构的设计阶段、设计内容和设计步骤
教学难点
顶管工程设计计算、箱涵结构的设计阶段、设计内容和设计步骤
教学进程
1.顶管结构1.0学时；
2.箱涵结构1.0学时。
教学方法
1、多媒体课件演示教学；
2、黑板画图辅助讲解
3、提问启发
教具
电脑，数字投影仪，屏幕。
（多媒体教室）
过程提问
1.教师提出问题，学生统一回答，每学时大约提出3～4个问题；
2.教师提出问题，抽1～2个学生单独回答，一般每学时2～3次；
课后总结
用3～5分钟小结本节课的重点、难点
需要注意的问题
1.讲课过程中重点对其本质的东西、基本形式进行阐述。
2.在对一些基本的原理、方法讲述清楚后，结合工程实际对一些典型案例进行分析，最后举1～2个案例由学生分析，老师补充完善。
参考资料
1、《地下建筑结构》朱合华主编中国建筑出版社，2005年；
2、《顶管和微型隧道技术》马宝松人民交通出版社，2004年；
3、《顶管技术》高乃熙，张小珠中国建筑工业出版社，1984年。
作业
顶管结构设计的设计内容有哪些？
其关键是什么？
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