土木工程概論復(fù)習(xí)

1、土木工程概論復(fù)習(xí),土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，它既指工程建設(shè)的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進行的勘測設(shè)計、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。土木工程的內(nèi)容非常廣泛，它和廣大人民群眾的日常生活密切相關(guān)，在國民經(jīng)濟中起著非常重要的作用,緒 論,1、土木工程：土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，它既指工程建設(shè)的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進行的勘測設(shè)計、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。 2、基本建設(shè)：國家將工廠、礦井、鐵道、公路、橋梁、農(nóng)田水利、商店、住宅、醫(yī)院、學(xué)校、給水排水、煤氣輸送等工程建設(shè)稱為基本建設(shè)。

2、 3、信息化施工：在施工過程中所涉及的各部分各階段廣泛應(yīng)用計算機信息技術(shù)，對工期、人力、材料、機械、資金、進度等信息進行收集、存儲、處理和交流，并加以科學(xué)地綜合利用，為施工管理及時、準(zhǔn)確地提供決策依據(jù)。 4、可持續(xù)發(fā)展：是指“既滿足當(dāng)代人的需要，又不對后代人滿足其需要的發(fā)展構(gòu)成危害,基本知識和基本理論,1、土木工程概論課程的范圍 土木工程的內(nèi)容非常廣泛，它和廣大人民群眾的日常生活密切相關(guān)，在國民經(jīng)濟中起著非常重要的作用。 土木工程的范圍包括房屋建筑工程、公路與城市道路工程，鐵路工程，橋梁工程，隧道工程，機場工程，地下工程，給水排水工程，港口、碼頭工程等,2、土木工程發(fā)展歷史簡述 土木工程的發(fā)展

3、經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代三個階段。 現(xiàn)代土木工程的特點有： 功能要求多樣化； 城市建設(shè)立體化； 交通工程快速化； 工程設(shè)施大型化,土木工程的未來,土木工程目前面臨的形勢： 信息(包括計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò)等)工業(yè)的迅猛發(fā)展。 航空、航天事業(yè)等高科技事業(yè)的發(fā)展。 地球上居住人口激增，而地球上的土地資源是有限的，并且會因過度消耗而日益枯竭。 生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，隨著工業(yè)的發(fā)展、技術(shù)的進步而人類生存環(huán)境卻日益惡化,土木工程的未來,1）重大工程項目將陸續(xù)興建 為了解決城市土地供求矛盾，城市建設(shè)將向高、深方向發(fā)展。 目前高速公路、高速鐵道的建設(shè)仍呈發(fā)展趨勢。 在航空港及海港和內(nèi)河航運碼頭的建設(shè)也會在不久的將

4、來取得巨大的進步。 （2）土木工程將向太空、海洋、荒漠地開拓。 （3）工程材料向輕質(zhì)、高強、多功能化發(fā)展 傳統(tǒng)材料的改性；化學(xué)合成材料的應(yīng)用 （4）設(shè)計方法精確化、設(shè)計工作自動化,土木工程的未來,5）信息和智能化技術(shù)全面引入土木工程 信息化施工 智能化建筑 智能化交通 土木工程分析的仿真系統(tǒng) （6）土木工程的可持續(xù)發(fā)展 在建設(shè)與使用土木工程過程中與能源消耗，資源利用，環(huán)境保護，生態(tài)平衡有密切關(guān)系，對貫徹“可持續(xù)發(fā)展”原則影響很大,科學(xué)、技術(shù)與工程的關(guān)系,科學(xué)是關(guān)于事物的基本原理和事實的有組織、有系統(tǒng)的知識?？茖W(xué)的主要任務(wù)是研究世界萬物發(fā)展變化的客觀規(guī)律，它解決一個為什么的問題。 技術(shù)則是指將科

5、學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)或傳統(tǒng)經(jīng)驗所證明的規(guī)律轉(zhuǎn)化成為各種生產(chǎn)工藝，作業(yè)方法，設(shè)備裝置等，它解決一個如何實現(xiàn)的問題。技術(shù)的主要任務(wù)是為生產(chǎn)某種滿足人類需要的產(chǎn)品而服務(wù)。 工程是指自然科學(xué)或各種專門技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)部門去而形成的各種學(xué)科的總稱，其目的在于利用和改造自然來為人類服務(wù),土木工程材料,1、土木工程材料：任何土木工程建(構(gòu))筑物(包括道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等)都是用相應(yīng)材料按一定的要求建造成的，土木工程中所使用的各種材料統(tǒng)稱為土木工程材料。 2、天然砂：由自然條件作用(主要是巖石風(fēng)化)而形成的，粒徑在5mm以下的巖石顆粒，稱為天然砂。 3、綠色建材：其含義是指：采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，少用天然

6、資源、大量使用工業(yè)或城市固體廢棄物和農(nóng)植物秸稈，生產(chǎn)無毒，無污染、無放射性，有利于環(huán)保與人體健康的建材,材料一般分為金屬材料和非金屬材料兩大類。 材料按功能分類般分為結(jié)構(gòu)材料(承受荷載作用的材料)和功能材料(具有專門功能的材料)。 材料按用途分類，如建筑結(jié)構(gòu)材料；橋梁結(jié)構(gòu)材料；水工結(jié)構(gòu)材料；路面結(jié)構(gòu)材料；建筑墻體材料；建筑裝飾材料；建筑防水材料；建筑保溫隔聲材料等。 了解材料在土木工程中的作用主要應(yīng)從三個方面去認(rèn)識：材料對保證工程質(zhì)量的作用；材料對工程造價的影響；材料對工程技術(shù)進步的促進作用,基本知識和基本理論,1）磚 磚是一種常用的砌筑材料。廣泛地用于墻體、基礎(chǔ)、柱等砌筑工程中。 按照生產(chǎn)工

7、藝分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚；按所用原材料分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等；按有無孔洞分為空心磚、多孔磚和實心磚,2）砂 砂是組成混凝土和砂漿的主要組成材料之一，是土木工程的大宗材料。砂一般分為天然砂和人工砂兩類。按其產(chǎn)源不同，天然砂可分為：河砂、海砂和山砂,鋼材 鋼材品質(zhì)均勻致密，抗拉、抗壓、抗彎、抗剪切強度都很高。有一定的塑性和很好的韌性、良好的加工性能。土木工程所使用的鋼材大多為低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼,水泥,水泥是水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑性漿體，能在空氣中和水中凝結(jié)硬化，可將其他材料膠結(jié)成整體，并形成堅硬石材的材料。 （1）水泥的定義和分類 水泥按其用途及性能分為三

8、類：通用水泥、專用水泥、特性水泥。 水泥按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為：硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥，磷酸鹽水泥，以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥,水泥,2）硅酸鹽水泥水泥漿體在常溫下會逐漸變稠直到開始失去塑性，這一現(xiàn)象稱為水泥的初凝；隨著塑性的消失，水泥漿體開始產(chǎn)生強度，此時稱為水泥的終凝；水泥漿體由初凝到終凝的過程稱為水泥的凝結(jié)。水泥漿體終凝后，其強度會隨著時間的延長不斷增長，并形成堅硬的水泥石，這一過程稱為水泥的硬化。 （3）其他品種水泥有：快硬硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、高鋁水泥、膨脹水泥,混凝土,混凝土(簡寫為砼)是當(dāng)代

9、最主要的土木工程材料之一。它是由膠結(jié)材料、骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材?；炷ぞ哂性县S富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點；同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬，使用范圍十分廣泛,混凝土的種類 按膠凝材料不同，分為水泥混凝土(又叫普通混凝土)、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同，分為重混凝土(2600kgm3)、普通混凝土(19502600kgm3)、輕混凝土(1950kgm3)；按使用功能不同，分為結(jié)構(gòu)用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同，又分為噴射混凝土、泵送混凝

10、土、振動灌漿混凝土等。 為了克服混凝土抗拉強度低的缺陷，將水泥混凝土與其他材料復(fù)合，出現(xiàn)了鋼筋混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土，各種纖維增強混凝土及聚合物浸漬混凝土等,普通混凝土 普通混凝土是由水泥、粗骨料、細(xì)骨料和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。 特種混凝土 A、輕骨料混凝土 B、纖維增強混凝土(簡稱FRC) C、聚合物混凝土 D、碾壓混凝土 E、自密實混凝土,鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 鋼筋混凝土是指配置鋼筋的混凝土。 預(yù)應(yīng)力混凝土一般指預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，通過張拉鋼筋，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力的產(chǎn)生，按張拉鋼筋的方法可分為機械法、電熱法和化學(xué)法；按施加預(yù)應(yīng)力的順序可分為先張法和后張法,A、建材生產(chǎn)盡量少

11、用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物。 B、采用低能耗、無污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)。 C、在生產(chǎn)中不得使用甲醛、芳香族、碳?xì)浠衔锏炔坏檬褂勉U、鎘、鉻及其化合物制成的顏料、添加劑和制品。 D、產(chǎn)品不僅不損害人體健康，而且有益于人體健康。 E、產(chǎn)品具有多功能，如抗菌、滅菌、除霉、除臭、隔熱、保溫、防火；調(diào)溫、消磁、防射線、抗靜電等功能。 F、產(chǎn)品可循環(huán)和回收利用，廢棄物無污染以防止造成二次污染,綠色建材的基本特征,基礎(chǔ)工程,1、基礎(chǔ)：將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基、連接上部結(jié)構(gòu)與地基的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)，地基是指承托基礎(chǔ)的場地。 2、沉降縫：是指從建筑物的屋頂?shù)交A(chǔ)全部分開，分割成若干個長高比較小、整

12、體剛度較好、體型簡單和自成沉降體系的單元。 3、地基處理：是指天然地基很軟弱，不能滿足地基承載力和變形的設(shè)計要求，地基需經(jīng)過人工處理的過程,工程地質(zhì)勘察,1、工程地質(zhì)勘察的目的主要是查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，對建筑地區(qū)作出工程地質(zhì)評價。 工程地質(zhì)勘察的任務(wù)是按照不同勘察階段的要求，正確反映場地的工程地質(zhì)條件及巖土體性狀的影響，并結(jié)合工程設(shè)計、施工條件，以及地基處理等工程的具體要求，進行技術(shù)論證和評價，提出解決問題的決策性具體建議，為設(shè)計、施工提供依據(jù)，服務(wù)于工程建設(shè)的全過程。 工程地質(zhì)勘察可分為可行性研究勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察三個階段,2、淺基礎(chǔ) 通常把位于天然地基上、埋置深度小

13、于5m的一般基礎(chǔ)(柱基或墻基)以及埋置深度雖超過5m，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)(如箱形基礎(chǔ))，統(tǒng)稱為天然地基上的淺基礎(chǔ),淺基礎(chǔ)的類型 淺基礎(chǔ)可以按基礎(chǔ)剛度的不同分為： 剛性基礎(chǔ)，是由磚、毛石、素混凝土和灰土等材料做成的基礎(chǔ)。 擴展基礎(chǔ)，當(dāng)剛性基礎(chǔ)不能滿足力學(xué)要求時，可以做成鋼筋混凝土基礎(chǔ)，稱為擴展基礎(chǔ)。 淺基礎(chǔ)還可以按構(gòu)造類型的不同分為： 單獨基礎(chǔ)；條形基礎(chǔ)；筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)；殼體基礎(chǔ),3、深基礎(chǔ) 位于地基深處承載力較高的土層上，埋置深度大于5m或大于基礎(chǔ)寬度的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)。深基礎(chǔ)有樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻和墩基礎(chǔ)四種常用類型,4、減少不均勻沉降的措施 當(dāng)遇到地基不均勻、建筑物平面

14、形狀復(fù)雜、高差懸殊等情況時，在建筑物的特定部位設(shè)置沉降縫； 還應(yīng)合理安排建筑物間的距離； 盡可能采用輕型結(jié)構(gòu)以減輕建筑物的自重； 在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置圈梁以增強結(jié)構(gòu)整體性； 合理安排施工順序和采用合理的施工方法等,地基處理方法 換填法、預(yù)壓法、強夯法、振沖法、土或灰土擠密樁法、砂石樁法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法,建筑工程,混合結(jié)構(gòu) 指用不同的材料建造的房屋，通常墻體采用磚砌體，屋面和樓板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，故稱磚混結(jié)構(gòu),基本構(gòu)件,建筑的基本構(gòu)件可分為板、梁、柱、拱等 板 指平面尺寸較大而厚度較小的受彎構(gòu)件，通常水平放置，但有時也斜向設(shè)置(如樓梯板)或豎向設(shè)置(如墻板)。 板按受力形式可分為單向板

15、和雙向板。單向板指板上的荷載沿一個方向傳遞到支承構(gòu)件上的板，雙向板指板上的荷載沿兩個方向傳遞到支承構(gòu)件上的板,基本構(gòu)件,梁 工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，通常水平放置，有時也斜向設(shè)置以滿足使用要求。 梁的截面高度與跨度之比一般為18116 . 梁按截面形式可分為矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、疊合梁等。按所用材料可分為鋼梁、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、木梁以及鋼與混凝土組成的組合梁等。 按梁的常見支承方式可分為：簡支梁、懸臂梁、一端簡支另一端固定梁、兩端固定梁、連續(xù)梁。 梁按其在結(jié)構(gòu)中的位置可分為主梁、次梁、連梁、圈梁、過梁等,基本構(gòu)件,柱 工程結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，

16、有時也同時承受彎矩的豎向構(gòu)件。 鋼筋混凝土柱是最常見的柱，廣泛應(yīng)用于各種建筑。鋼筋混凝土柱按制造和施工方法可分為現(xiàn)澆柱和預(yù)制柱。 拱 曲線結(jié)構(gòu)，主要承受軸向壓力，廣泛應(yīng)用于拱橋，在建筑中應(yīng)用較少，其典型應(yīng)用為磚混結(jié)構(gòu)中的磚砌門窗拱形過梁，亦有拱形的大跨度結(jié)構(gòu),大跨度結(jié)構(gòu),大跨度結(jié)構(gòu)常用于展覽館、體育館、飛機機庫等，其結(jié)構(gòu)體系有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、應(yīng)力膜皮結(jié)構(gòu)、混凝土拱形桁架等,建筑的結(jié)構(gòu)形式,框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)因其受力體系由梁和柱組成，用以承受豎向荷載是合理的，在承受水平荷載方面能力很差。因此僅適用于房屋高度不大、層數(shù)不多時采用。 框架剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻即為一段鋼筋混凝土墻體

17、，固其抗剪能力很強，故稱為剪力墻。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架與剪力墻協(xié)同受力，剪力墻承擔(dān)絕大部分水平荷載，框架則以承擔(dān)豎向荷載為主，這樣，可以大大減小柱子的截面,建筑的結(jié)構(gòu)形式,剪力墻結(jié)構(gòu) 當(dāng)房屋的層數(shù)更高時，橫向水平荷載已對結(jié)構(gòu)設(shè)計起控制作用，如仍采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻將需布置得非常密集，這時，宜采用剪力墻結(jié)構(gòu)，即全部采用縱橫布置的剪力墻組成，剪力墻不僅承受水平荷載，亦用來承受豎向荷載。 框支剪力墻結(jié)構(gòu) 兩種建筑的功能完全不同，為完成這兩種體系的轉(zhuǎn)換，需在其交界位置設(shè)置巨型的轉(zhuǎn)換大梁，將上部剪力墻的荷載傳到下部柱子上。這種結(jié)構(gòu)體系，我們稱之為框支剪力墻體系。 筒體結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)是由一個或多

18、個筒體作承重結(jié)構(gòu)的高層建筑體系，適用于層數(shù)較多的高層建筑。筒體結(jié)構(gòu)可分為框筒體系、筒中筒體系、桁架筒體系、成束筒體系等,建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟,一般可分為建筑結(jié)構(gòu)模型的建立； 結(jié)構(gòu)荷載的計算； 構(gòu)件內(nèi)力計算和構(gòu)件選擇； 施工圖繪制,交通工程,1、高速公路 是一種具有四條以上車道，路中央設(shè)有隔離帶，分隔雙向車輛行駛，互不干擾，全封閉，全立交，控制出入口，嚴(yán)禁產(chǎn)生橫向干擾，為汽車專用，設(shè)有自動化監(jiān)控系統(tǒng)，以及沿線設(shè)有必要服務(wù)設(shè)施的道路。 2、城市道路 通達城市各個地區(qū)，供城市內(nèi)交通運輸及行人使用，便于居民生活、工作及文化娛樂活動，與城市外道路連接并承擔(dān)對外交通的道路稱為城市道路。 3、鐵路路基 承受并傳遞軌道重力及列車動態(tài)作用的結(jié)構(gòu)，是軌道的基礎(chǔ)，是保證列車運行的重要建筑物,高速公路的特點,a行車速度快、通行能力大 b物資周轉(zhuǎn)快、經(jīng)濟效益高 c交通事故少、安全舒適,鐵路工程,鐵路運輸是現(xiàn)代