本發明屬于地下結構構建技術領域，具體提供了一種城市地下大跨結構安全系數的確定方法，包括：建立一跨度為L的地下跨度結構模型，模擬計算當地下跨度結構模型中撓度達到極限值時的極限荷載P_u；在地下跨度結構模型上預加載上覆土重來選定最不利荷載時的取值，得到地下跨度結構模型的容許荷載P_a；根據安全系數K的定義公式K＝P_u/P_a得到該地下跨度結構模型的安全系數K；改變跨度L值，重復上述步驟以得到不同跨度L值下與安全系數K的函數關系F₁；改變地下跨度結構的工況條件以調整容許荷載P_a，解析出多個以跨度L和容許荷載P_a為變量的函數族F₂。對于復雜的城市地下大跨結構，當結構跨度變化時，可以快速確定合理的安全系數以滿足工程安全設計需求。

技術領域

本發明屬于地下結構構建技術領域，具體涉及一種城市地下大跨結構安全系數的確定方法。

背景技術

在一般結構設計中，由于荷載和抗力均有其不確定性，科學合理的設計應考慮兩者的概率分布情況合理取值以保證失效概率足夠小，具體設計表達式一般采用荷載及抗力分項系數的方法。而對于地下結構，由于巖土體性質的高度復雜性和不確定性、相應測試方法的精度以及設計計算方法的成熟程度等多方面因素的影響，目前還難以采用基于概率統計的可靠度設計，采用單一安全系數的設計方法在當前情況下仍不失為一種實事求是的合理選擇。目前我國城市地鐵等地下工程迅猛發展，城市地下空間的建設朝著大跨度方向發展，如何針對這種新型的城市地下大跨結構選取合適的承載能力安全系數就顯得至關重要。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中地下大跨度結構安全設計難的問題。

為此，本發明提供了一種城市地下大跨結構安全系數的確定方法，包括步驟：

S1：建立一跨度為L的地下跨度結構模型，通過模擬計算當所述地下跨度結構模型中撓度達到極限值時的極限荷載P_u；

S2：通過在所述地下跨度結構模型上預加載上覆土重來選定最不利荷載時的取值，得到所述地下跨度結構模型的容許荷載P_a；

S3：根據安全系數K的定義公式：

K＝P_u/P_a

得到該地下跨度結構模型的安全系數K；

S4：改變跨度L值，重復上述步驟S1至S3，得到不同跨度L值下與安全系數K的函數關系F₁；

S5：改變所述地下跨度結構的工況條件以調整容許荷載P_a，解析出多個以跨度L和容許荷載P_a為變量的函數族F₂。

優選地，所述上覆土重為所述地下跨度結構模型的上方地面建筑的自重豎直荷載。

優選地，所述工況條件為所述地下跨度結構模型的埋深。

優選地，所述最不利荷載為最能夠破壞所述地下跨度結構模型的荷載值。

優選地，所述步驟S1具體包括：

構建地下大跨結構模型，以結構失穩變形破壞為判別依據，不斷增加該地下大跨結構模型的承受荷載，當該地下大跨結構模型的撓度達到規范容許的最大值時，以這時的荷載作為所述地下跨度結構模型的極限荷載P_u。

優選地，所述極限荷載P_u及所述容許荷載P_a分別為在以各自模擬計算精度最高值為中心的上下浮動區間。

優選地，所述步驟S3具體包括：