土木工程概論全部課件

土木工程概論

1A土木工程概論1A目錄第一章綜述第二章工程材料第三章土木工程的基本結(jié)構(gòu)形式第四章土木工程與工程結(jié)構(gòu)第五章土木工程荷載第六章基礎(chǔ)工程第七章結(jié)構(gòu)的使用性和耐久性第八章數(shù)學(xué)和力學(xué)與土木工程第九章抗震結(jié)構(gòu)工程第十章工程事故和工程加固以及房屋增層2A目錄第一章綜述2A目錄第十一章建筑施工第十二章工程與經(jīng)濟第十三章施工管理第十四章國際工程承包第十五章建設(shè)監(jiān)理第十六章房地產(chǎn)業(yè)與物業(yè)管理第十七章計算機在土木工程中的應(yīng)用第十八章土木工程的未來第十九章土木工程專業(yè)介紹3A目錄第十一章建筑施工3A第1章緒論§1土木工程基本概念§2土木工程發(fā)展歷史§3土木工程的重要性及建設(shè)與使用§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題§5土木工程偉大的戰(zhàn)略部署§6土木工程的未來4A第1章緒論§1土木工程基本概念4A§1土木工程基本概念一定義1.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，即建設(shè)在地上、地下、水中的各類工程設(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)活動。2土木工程．英語為”CivilEngineering”，直譯是民用工程。3英語的民用工程”CivilEngineering”，怎么會譯成土木工程呢?5A§1土木工程基本概念一定義5A二分類1.地上：房屋建筑工程，道路工程，鐵路工程，橋梁工程，給排水工程，機場工程2.地下：隧道工程，礦山工程，陵墓3.水中：水利工程（運河、大壩、水庫等），港口工程，海洋工程。

房屋建筑水利工程道路工程6A二分類1.地上：房屋建筑工程，道路工程，鐵路工程，橋梁工三、應(yīng)用范圍土木工程的范圍:非常廣泛，與人們的衣、食、住、行和各種工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)。土木工程專業(yè)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容：各種土木工程設(shè)施的規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工、管理和維修。7A三、應(yīng)用范圍土木工程的范圍:非常廣泛，與人們的衣、食、住、四、土木工程的基本屬性1.社會性：（1）任何個人和社會團體都離不開它；（2）隨不同的社會歷史時期的科學(xué)技術(shù)和管理水平而發(fā)展；2.綜合性：多學(xué)科、多工種、多種技術(shù)和材料的綜合；3.實踐性：經(jīng)驗的重要性、對實踐的依賴性。8A四、土木工程的基本屬性1.社會性：8A§2土木工程發(fā)展歷史一古代土木工程二近代土木工程三現(xiàn)代土木工程9A§2土木工程發(fā)展歷史9A1.時間跨度-舊石器時代（公元前5000年起）-17世紀中葉，沒有設(shè)計理論，靠經(jīng)驗，材料自然，工具簡單2.古代土木工程幾種典型的結(jié)構(gòu)形式-磚、石、木。3.中西古建筑之特點：中國多以木構(gòu)架加磚墻為主，而西方大多是磚石結(jié)構(gòu)。

原因是什么？4.代表性工程介紹

(建筑)應(yīng)縣木塔，佛光寺祖師塔

(水利)都江堰水利工程一古代土木工程10A1.時間跨度-舊石器時代（公元前5000年起）-17世紀中葉古代土木工程-山西應(yīng)縣木塔

應(yīng)縣木塔位于山西省應(yīng)縣西街北側(cè)，建于公元1056年，因塔身全部用木質(zhì)構(gòu)成，俗稱木塔。塔為樓閣式，用優(yōu)質(zhì)松木建成，高66米，底層直徑30米，平面呈八角形。塔剎高10米，結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，具有抗震、防災(zāi)、防火和防雷能力，保存至今已近千年，國內(nèi)外現(xiàn)存最古老最高大的木結(jié)構(gòu)塔式建筑

。11A古代土木工程-山西應(yīng)縣木塔應(yīng)縣木塔位于山西省應(yīng)縣西街北古代土木工程-山西佛光寺祖師塔在山西省五臺縣五臺山的佛光寺內(nèi)。祖師塔建于北魏孝文帝時期（公元471-499年），是創(chuàng)建佛光寺的初祖禪師的墓塔，塔身用青磚砌成,高約八米,呈六角平面，磚結(jié)構(gòu)。

12A古代土木工程-山西佛光寺祖師塔在山西省五臺縣五臺山的佛光寺內(nèi)古代土木工程-萬里長城

始建于2000多年前的春秋戰(zhàn)國時期，最初用粘土和亂石建造，秦朝統(tǒng)一中國之后聯(lián)成萬里長城。漢、明兩代又曾大規(guī)模修筑，世界奇跡。長城是為了防備北方游牧民族的工事。兩道平行的城墻，中間用土填滿、夯實。主要用磚石砌筑13A古代土木工程-萬里長城始建于2000多年前的春秋戰(zhàn)國時古代土木工程-埃及金字塔

金字塔是古埃及的國王法老的陵墓。其中，胡夫的金字塔規(guī)模最大，建筑技巧高超。塔身的石塊之間，沒有任何水泥之類的粘著物，而是一塊石頭疊在另一塊石頭上。每塊石頭都磨得很平，至今已歷時數(shù)千年，人們也很難用一把鋒利的刀刃插入石塊之間的縫隙，所以能歷數(shù)千年而不倒，這不能不說是建筑史上的奇跡。巨石結(jié)構(gòu)14A古代土木工程-埃及金字塔金字塔是古埃及的國王法老的陵古代土木工程-都江堰水利工程15A古代土木工程-都江堰水利工程15A古代土木工程-都江堰水利工程公元前256~公元前251年，秦國蜀郡太守李冰父子率眾修建；世界上最長的無壩引水樞紐；由魚嘴、飛沙堰和寶瓶口三部分組成。魚嘴起分流和減災(zāi)作用，將岷江分為內(nèi)外江；飛沙堰起泄洪、排砂作用；寶瓶口起分流和灌溉作用。魚嘴，利用裝滿卵石的竹籠堆放在江心形成的狹長小島，形似魚嘴，江水流經(jīng)魚嘴，便被分為內(nèi)外江。飛沙堰的設(shè)計利用了“回旋流”理論，溢洪道前修有彎道，江水溢洪流經(jīng)這里會形成環(huán)流，從而將泥沙攜裹帶入外江，這樣就不會淤塞內(nèi)江和寶瓶口水道。寶瓶口，寬13.3m、寬26.6m、高53.3m，在玉壘山鑿出的山口，形似瓶口。16A古代土木工程-都江堰水利工程公元前256~公元前251年，秦古代土木工程-京杭大運河我國的京杭大運河北起北京，南到杭州，流經(jīng)冀、魯、蘇、浙四省，溝通海、河、淮、長江、錢塘江五大水系,全長1,794千米，是世界最長的人工河。長度居世界第三的蘇伊士運河，只有它的1／10。這段運河開鑿至今已有2400多年歷史了。是我國歷史上可與萬里長城媲美的偉大工程。17A古代土木工程-京杭大運河我國的京杭大運河北起北京，南到杭州古代土木工程-趙州橋

河北省趙縣，是世界橋梁史上第一座單孔弧形石拱橋，距今已有1400年的歷史。

趙州橋全長64米。通體為巨大花崗巖石塊組成，28道獨立石拱縱向并列砌筑組成單孔孤形。橋大拱兩端之肩上又各設(shè)兩個小拱，這些敞開的小拱減輕橋身重量的同時，又起到了減少流水沖力、加速暢洪的作用，設(shè)計可謂非常科學(xué)合理。世界第12個土木工程里程碑（1991，ASCE）單孔弧形石拱橋18A古代土木工程-趙州橋河北省趙縣，是世界橋梁史上第一座單二近代土木工程1.近代土木工程的時間跨度：

17世紀中葉－>第二次世界大戰(zhàn)前后。2.這一時期土木工程的特點：有力學(xué)和結(jié)構(gòu)理論作為土木工程的設(shè)計指導(dǎo)；磚、瓦、石、木等建筑材料得到廣泛應(yīng)用；混凝土和鋼筋混凝土、鋼材、預(yù)應(yīng)力混凝土得到發(fā)展；施工技術(shù)、施工機械、施工規(guī)模進步很快，施工速度加快。3.推動土木工程的發(fā)展具有重大意義的幾件大事：19A二近代土木工程1.近代土木工程的時間跨度：19A近代土木工程-大事記1《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》的發(fā)表（公元1638年）意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略在公元1638年發(fā)表了《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》，論述了建筑材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強度，首次用公式表達了梁的設(shè)計理論。2力學(xué)三大定律（公元1687年）英國科學(xué)家牛頓在公元1687年總結(jié)出了力學(xué)三大定律，為土木工程的力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。3《曲線的變分法》（公元1744年）瑞士數(shù)學(xué)家歐拉于公元1744年出版了《曲線的變分法》，建立了柱的壓屈理論，得到柱的臨界應(yīng)力公式，為分析土木工程結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定問題奠定了基礎(chǔ)。4波蘭特水泥的出現(xiàn)（公元1824年）英國人阿斯普丁取得了“波蘭特”水泥的專利權(quán)，1850年開始生產(chǎn)。20A近代土木工程-大事記1《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》的發(fā)表（公元1近代土木工程-大事記5《許用應(yīng)力分析法》（公元1825年）

法國科學(xué)家納維建立了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的《許用應(yīng)力分析法》，19世紀末，里特爾等人又提出了《極限平衡分析》的概念，他們都為土木工程結(jié)構(gòu)理論打下了基礎(chǔ)。6轉(zhuǎn)爐煉鋼法（公元1859年）貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法出現(xiàn)，使得鋼材大量應(yīng)用于土木工程之中，促進了土木工程的發(fā)展。7鋼筋混凝土（公元1867年）法國人莫尼埃發(fā)明了鋼筋混凝土，鋼筋混凝土開始應(yīng)用于土木工程中。8鋼筋混凝土樓板和預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的出現(xiàn)公元1886年，美國人杰克遜應(yīng)用鋼筋砼制作樓板并應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土制作配件。21A近代土木工程-大事記5《許用應(yīng)力分析法》（公元1825年）近代土木工程經(jīng)典案例1美國10層保險公司大樓公元1883年-1883年，美國芝加哥建成了世界上第一個用鋼鐵框架作為承重結(jié)構(gòu)的保險公司大樓，是真正意義上的鋼結(jié)構(gòu)，被譽為現(xiàn)代高層建筑的開端。是世界上第一幢按現(xiàn)代鋼框架結(jié)構(gòu)原理建造的高層建筑，共10層，高55米，開摩天大樓建造之先河。

22A近代土木工程經(jīng)典案例1美國10層保險公司大樓22A近代土木工程經(jīng)典案例2法國埃菲爾鐵塔公元1889年，法國工程師古斯塔夫·埃菲爾完成了他的驚世之作—埃菲爾鐵塔。它是巴黎展覽會的標志性建筑。鏤空結(jié)構(gòu)鐵塔，高300米，天線高24米，總高324米。分為3樓，其中1、2樓設(shè)有餐廳，第3樓建有觀景臺。從塔座到塔頂共有1711級階梯，共用去鋼鐵7000噸，12000個金屬部件，259萬只鉚釘。

23A近代土木工程經(jīng)典案例2法國埃菲爾鐵塔23A近代土木工程經(jīng)典案例3鐵路工程的興起公元1825年英國人斯蒂芬森在英格蘭北部斯托克頓和達靈頓之間修筑了世界上第一條長21km的鐵路。4蘇伊士運河和巴拿馬運河的開鑿（1869，1914）公元1859年-1869年，蘇伊士運河開鑿，將地中海和印度洋連接起來；公元1881年-1914年，中美洲的巴拿馬共和國鑿?fù)税湍民R地峽，使從太平洋到大西洋間的航程縮短了1萬余公里。24A近代土木工程經(jīng)典案例3鐵路工程的興起24A近代土木工程經(jīng)典案例蘇伊士運河位于埃及境內(nèi)，扼歐、亞、非三洲交通要道，使大西洋、地中海與印度洋聯(lián)結(jié)起來，大大縮短了東西方航程。蘇伊士運河全長175公里，蘇伊士運河從1859年開鑿1869年峻工，屬海平式水道。與繞道好望角相比，從歐洲大西洋沿岸到印度洋縮短5,500～8,009公里；從地中海各國到印度洋縮短8千～1萬公里；是一條在國際航運中具有重要戰(zhàn)略意義的水道。25A近代土木工程經(jīng)典案例蘇伊士運河位于埃及境內(nèi)，扼歐、亞、非三洲巴拿馬運河橫穿巴拿馬地峽，連接太平洋和大西洋，是重要的航運要道，被譽為世界七大工程奇跡之一和“世界橋梁”。屬于水閘式運河。長度約為65千米，寬度152~304米。整個運河的水位高出兩大洋26米，設(shè)有6座船閘。船舶通過運河一般需要9個小時，可以通航76000噸級的輪船。1914年8月15日巴拿馬運河正式通航，極大地縮短了美國東西海岸間的航程，比繞合恩角縮短了1萬4千8百公里。26A巴拿馬運河橫穿巴拿馬地峽，連接太平洋和大西洋，是重要的航運要世界七大工程奇跡巴拿馬運河荷蘭北海保護工程帝國大廈金門大橋伊泰普水電站加拿大國家電視塔英法海底隧道27A世界七大工程奇跡巴拿馬運河27A近代土木工程經(jīng)典案例5紐約帝國州大廈（1931）1930年動工，1931年落成，只用了410天。102層，總高381米，雄踞世界最高建筑的寶座達40年之久，直到1971年才被世貿(mào)中心超過。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。1945年一架B52轟炸機在濃霧中撞上帝國大廈，機毀人亡，帝國大廈第79層的邊梁受到影響，電梯震落一部，但整體未受到影響。

28A近代土木工程經(jīng)典案例5紐約帝國州大廈（1931）28A近代土木工程經(jīng)典案例6美國舊金山金門大橋于1933年動工，1937年5月竣工，歷時4年和10萬多噸鋼材，耗資達3550萬美元建成了當時世界上最大跨度的懸索橋。從海面到橋中心部的高度約60米，又寬又高，所以即使?jié)q潮時，大型船只也能暢通無阻。

29A近代土木工程經(jīng)典案例6美國舊金山金門大橋29A近代土木工程經(jīng)典案例7中國的京張鐵路（1905-1909）

中國人自己設(shè)計的第一條鐵路，詹天佑在美國耶魯大學(xué)完成鐵路工程的學(xué)業(yè)，于1888年到中國鐵路公司任工程師。1905年，主持修建北京到張家口的鐵路。1909年提前2年完成，在中國和世界鐵路史上留下了光輝的一頁。

30A近代土木工程經(jīng)典案例7中國的京張鐵路（1905-1909）近代土木工程經(jīng)典案例8錢塘江大橋(1937)

錢塘江大橋第一座由中國人自己修建的鋼鐵大橋工程。建成于抗日烽火之中，它不僅在中華民族抗擊外來侵略者的斗爭中書寫了可歌可泣的一頁，是我國橋梁建筑史上的一座里程碑。茅以升主持的錢江大橋工程,前后14年，經(jīng)歷了建橋、炸橋、修橋三個時期，古今中外建橋中上史無先例。31A近代土木工程經(jīng)典案例8錢塘江大橋(1937)31A三、現(xiàn)代土木工程1.現(xiàn)代土木工程的時間跨度第二次世界大戰(zhàn)后至今的五十余年時間。二戰(zhàn)后，許多國家經(jīng)濟大發(fā)展，科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)了飛躍，導(dǎo)致了土木工程的發(fā)展。2.現(xiàn)代土木工程特點（1）功能要求多樣化公共建筑和住宅建筑向智能化小區(qū)方向發(fā)展。工業(yè)建筑向花園型工廠方向發(fā)展。（2）城市建設(shè)立體化高層建筑和超高層建筑的大量興起。地下工程的高速發(fā)展。城市高架公路立交橋。32A三、現(xiàn)代土木工程1.現(xiàn)代土木工程的時間跨度32A三、現(xiàn)代土木工程（3）交通工程快速化

1、高速公路大規(guī)模建設(shè)。2、高速鐵路系統(tǒng)的建設(shè)。3、大型航空港的建立。（4）工程設(shè)施大型化

為滿足能源、環(huán)境、大眾公共活動的需要，二戰(zhàn)后，科技進步使得土木工程向大型多功能方向發(fā)展。33A三、現(xiàn)代土木工程（3）交通工程快速化33A四、世界大型現(xiàn)代土木工程實例1.橋梁2.隧道3.高層建筑34A34A懸索橋世界第一懸索橋世界第一：主橋全長3911米，主跨1991米，跨越日本神戶市和淡路島之間的明石海峽。這座大橋可以抗8.5級地震，而且在每秒風(fēng)速為80米的暴風(fēng)下仍然可以確保安全。35A懸索橋世界第一懸索橋世界第一：主橋全長3911米，主跨199上海環(huán)球金融中心

上海環(huán)球金融中心工程是一幢大型超高層建筑，位于浦東陸家嘴，與金茂大廈相距僅40米。塔樓地上101層，地面以上主體凈高492米。比金茂大廈高72米，2008年春季建成。

36A上海環(huán)球金融中心

上海環(huán)球金融中心工程是一幢大型超高層長大隧道工程國外：1、瑞士圣哥達新鐵路隧道-57km，世界最長，2016年建成2、英吉利海峽隧道-50.3km，三條長50km的平行隧洞組成，總長度153km

3、青函海底隧道(日本本州的青森與北海道的函館

)-53.8km，世界上最長的一條鐵路隧道中國：1、大瑤山隧道-最長雙線電氣化鐵路隧道全長14295米

2、秦嶺隧道-中國最長世界第二公路隧道，18.4公里

3、二郎山隧道-隧道主洞長4176m，開工時是國內(nèi)長度最長，埋藏最深，地應(yīng)力最大，地質(zhì)極為復(fù)雜的山嶺公路隧道。37A長大隧道工程國外：37A38A38A

現(xiàn)代土木工程無論從材料、建設(shè)規(guī)模、施工方法到理論分析和使用功能，無一不體現(xiàn)并滲透現(xiàn)代高科技的發(fā)展，為人類進步做出了重大貢獻。

39A現(xiàn)代土木工程無論從材料、建設(shè)規(guī)模、施工方法到§3土木工程的重要性以及建設(shè)與使用一土木工程的重要性

1與人們的衣、食、住、行息息相關(guān)；

2與國家的工業(yè)建設(shè)密不可分；二土木工程建設(shè)1工程建設(shè)程序：可行性論證-初步設(shè)計-（技術(shù)設(shè)計）-施工圖設(shè)計-施工建設(shè)（1）可行性論證：技術(shù)上是否可行，經(jīng)濟上是否合理；是建設(shè)前期工作的重要步驟，是編制建設(shè)項目設(shè)計任務(wù)書的依據(jù)。（2）初步設(shè)計提出設(shè)計標準、基礎(chǔ)型式、結(jié)構(gòu)方案以及水、電、暖通等各專業(yè)的設(shè)計方案。40A§3土木工程的重要性以及建設(shè)與使用一土木工程的重要性40§3土木工程的重要性以及建設(shè)與使用

（3）技術(shù)設(shè)計：針對初設(shè)中的技術(shù)問題，協(xié)調(diào)編制擬建工程各工種的圖紙、說明和概算，經(jīng)審批后方可進行施設(shè)。（4）施工圖設(shè)計：確定全部工程的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、設(shè)備，據(jù)此可以施工的圖紙、說明書和預(yù)算。

（5）施工建設(shè)2土木工程使用很多發(fā)達國家中，建筑工業(yè)總投資的40%以上用于修復(fù)和維護。所以工程建設(shè)以后的關(guān)鍵是注意維護，主要有以下幾個原因：（1）材料性能的降低：木材，鋼筋，水泥;

（2）結(jié)構(gòu)的耐久性變化：使用壽命縮短，存在缺陷，外力作用。工程結(jié)構(gòu)的加固維護有許多新的課題值得研究.41A§3土木工程的重要性以及建設(shè)與使用（3）技術(shù)設(shè)計：針對§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題42A§4幾個與土木工程相關(guān)的42A§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題一土木工程中的抗災(zāi)1.土木工程中的災(zāi)害分類：

中國是一個災(zāi)害深重的國家，而以下災(zāi)害也是世界性的災(zāi)害。（1）地震；（2）水災(zāi)；（3）火災(zāi)；（4）地質(zhì)災(zāi)害；（5）風(fēng)災(zāi)；（6）海洋災(zāi)難;（7）核泄漏；（8）戰(zhàn)爭等等。43A§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題一土木工程中的抗災(zāi)43A§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題2災(zāi)害原因

★自然原因：自然災(zāi)害

★社會原因：污染，噪聲，交通事故，工礦生產(chǎn)活動等3地震及地震預(yù)報（1）地震的危害:我國是世界上地震災(zāi)害最嚴重的國家；百年來全世界發(fā)生的7級以上地震中，我國占35％。1986年來大陸進入了第五個地震高潮期?！锝ㄖ锏顾?道路塌陷，水電通訊的中斷等;

★次生災(zāi)害-煤氣泄漏、水，火，海嘯等;（2）地震預(yù)防措施★地震預(yù)報；★抗震設(shè)計44A§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題2災(zāi)害原因44A國內(nèi)外土木工程相關(guān)重特大災(zāi)害實例45A國內(nèi)外土木工程相關(guān)45A地震-中國唐山大地震（1976）1976年7月28日3時42分，在河北省唐山、豐南一帶，發(fā)生了7.8級強烈地震，這次地震造成24萬多人喪生。被震毀的唐山市勝利橋

46A地震-中國唐山大地震（1976）1976年7月28日3時42中國汶川5.12大地震（2008）2008年5月12日14時28分04秒，四川汶川、北川，8級強震。這是新中國成立以來破壞性最強、波及范圍最大的一次地震。

截至2008年9月25日12時，四川汶川地震已確認有69227人遇難，374643人受傷，失蹤人數(shù)為17923人。直接經(jīng)濟損失8452億元人民幣。

47A中國汶川5.12大地震（2008）2008年5月12日14時地震-日本阪神和關(guān)東大地震1995年1月17日，7.2級阪神地震，共造成6000多人死亡，3萬多人受傷，數(shù)十萬人無家可歸，經(jīng)濟損失近1000億美元。日本對災(zāi)害預(yù)防體制進行了深刻的反思和改革，使日本防災(zāi)救災(zāi)機制十分先進。1923年9月1日，日本關(guān)東地區(qū)發(fā)生里氏7.9級大地震，造成14萬人死亡，近30萬座建筑化為瓦礫和灰燼。日本是一個地震多發(fā)國家，每天約有300次地震發(fā)生。48A地震-日本阪神和關(guān)東大地震1995年1月17日，7.水災(zāi)-孟加拉國特大水災(zāi)1987年7月，孟加拉國經(jīng)歷了有史以來最大的一次水災(zāi)。造成2000多人死亡，2萬公里道路及772座橋梁和涵洞被沖毀，千萬間房屋倒塌，受災(zāi)人數(shù)達2000萬人。49A水災(zāi)-孟加拉國特大水災(zāi)1987年7月，孟加拉國經(jīng)歷了有史以來火災(zāi)-911美國世貿(mào)大廈恐怖襲擊

國際上一種觀點認為，雖然飛機沖撞對大樓確實造成了一定的破壞，但隨后燃起的大火才是造成樓房倒塌的直接原因。

2001年9月11日，100多層、400多米高的世貿(mào)中心大廈變成了一堆六層樓高的廢墟。很多人認為它是被撞擊力摧毀的，但建筑學(xué)家推測，它自始至終未發(fā)生傾斜，是自上而下垂直坍塌的，因而可能是飛機上大約30噸的油料爆炸燃燒，產(chǎn)生了上千攝氏度的高溫，導(dǎo)致大廈的“筋骨”被燒軟了。50A火災(zāi)-911美國世貿(mào)大廈恐怖襲擊國際上一種觀點認為，雖地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害

☆我國700個縣、約50％的國土發(fā)生過嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，情況日趨嚴重。

☆鐵路2/3以上處于復(fù)雜的地質(zhì)區(qū)，僅滑坡、塌方等每年超過500公里；75％與工程活動有關(guān)。

☆國家“地質(zhì)災(zāi)害防治工作規(guī)劃綱要（2001－2015）”計劃到2015年基本改變我國地質(zhì)災(zāi)害日趨嚴重的局面。

2004年，全國共發(fā)生中等規(guī)模以上地質(zhì)災(zāi)害875起，包括滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫等，直接經(jīng)濟損失20.5億元。51A地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害

☆我國700個縣、約50％的國土發(fā)生過嚴重長江三峽庫區(qū)最大的危巖體鏈子崖危巖體

鏈子崖危巖體位于長江南岸，距三峽大壩僅25公里，被58條寬大裂縫所切割，形成了總體積達300多萬立方米的危巖體。如滑坡體的八分之一滑入江中，將占據(jù)長江過水斷面的45%到85%，嚴重阻礙或阻斷航道。52A長江三峽庫區(qū)最大的危巖體鏈子崖危巖體鏈子崖危巖體位于風(fēng)災(zāi)-塔科馬橋

1940年11月7日，美國華盛頓州塔科馬橋因風(fēng)振致毀。這一嚴重的橋梁事故，開始促使人們對懸索橋結(jié)構(gòu)的空氣動力穩(wěn)定問題進行研究。該橋主跨長853.4m，全長1810.56m，橋?qū)?1.9m，而梁高僅1.3m。通過兩年時間的施工，于1940年7月1日建成通車。但由于當時人們對柔性結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動力響應(yīng)的認識還不深入，該橋的加勁梁型式極不合理（板式鋼梁），導(dǎo)致在中等風(fēng)速(19m/s)下結(jié)構(gòu)就發(fā)生破壞。53A風(fēng)災(zāi)-塔科馬橋1940年11月7日，美國華盛頓州塔科風(fēng)災(zāi)-塔科馬橋54A風(fēng)災(zāi)-塔科馬橋54A海洋災(zāi)難-1960年智利地震海嘯

歷史上最大的海嘯—1960年，智利南部地震(9.5級)

引起的海嘯波以700公里的時速，橫掃了西太平洋島嶼。22小時后，襲擊了1.7萬公里外的日本本州和北海道，浪高4米，沖毀了碼頭和沿岸建筑。55A海洋災(zāi)難-1960年智利地震海嘯歷切爾諾貝利核電站事故于1986年4月26日發(fā)生在烏克蘭境內(nèi)的普里皮亞季市，該電站第4發(fā)電機組爆炸，核反應(yīng)堆全部炸毀，大量放射性物質(zhì)泄漏，成為核電時代以來最大的事故。輻射危害嚴重，導(dǎo)致事故后前3個月內(nèi)有31人死亡，之后15年內(nèi)有6-8萬人死亡，13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨，方圓30公里地區(qū)的11.5萬多民眾被迫疏散。56A切爾諾貝利核電站事故于1986年4月26日發(fā)生在烏克蘭境內(nèi)的4土木工程對抗災(zāi)、減災(zāi)具有不可比擬的優(yōu)勢

幾乎所有災(zāi)害都與土木工程有關(guān)，而土木工程幾乎對所有災(zāi)害都具有極強的積極主動性和不可替代性。（1）地震-建設(shè)上提高地震烈度，采取隔震減震措施；（2）洪水-溢洪、攔洪、泄洪和蓄洪工程；（3）滑坡泥石流-錨索加固和擋土結(jié)構(gòu)；（4）火災(zāi)爆炸-防火隔墻；（5）沙漠化-引水改造沙漠；（6）海嘯颶風(fēng)-修建防波堤和攔水壩；（7）戰(zhàn)爭、核泄漏-防護結(jié)構(gòu)、安全殼等等。

此外，還有災(zāi)后重建……57A4土木工程對抗災(zāi)、減災(zāi)具有不可比擬的優(yōu)勢幾乎二土木工程與可持續(xù)發(fā)展1什么是可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展可在不犧牲后代滿足其需要能力的條件下，滿足當前的需要。英聯(lián)邦政府的《國家生態(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略》將“可持續(xù)發(fā)展’’定義為“既可改善當前和未來的總體生活質(zhì)量，又能維持人類生活賴以生存的生態(tài)進程的發(fā)展”。2可持續(xù)發(fā)展的世界性（1）可持續(xù)發(fā)展工程聯(lián)盟組織（1992）（2）地球憲章行動（1992）（3）21世紀議程（1992）58A二土木工程與可持續(xù)發(fā)展1什么是可持續(xù)發(fā)展58A二土木工程與可持續(xù)發(fā)展3工程師在可持續(xù)發(fā)展中的作用

土木工程建造了維系我們生活方式的基礎(chǔ)設(shè)施。土木工程師有重大影響的幾個主要專業(yè)活動：公路、鐵路、機場、海洋、水、能源、廢棄物、建筑業(yè)。要了解可持續(xù)發(fā)展準則，要接受繼續(xù)教育，以適應(yīng)自己的工作；將長期的環(huán)境影響與代價包括在考慮到的可能的解決方案中。重新規(guī)定工程的責任，將可持續(xù)發(fā)展的原則統(tǒng)一到全世界工程組織的道德規(guī)范中；向公眾解釋可持續(xù)發(fā)展的原則，因為他們與工程師的工作息息相關(guān)?？沙掷m(xù)發(fā)展的兩個關(guān)鍵問題-資源利用與環(huán)境保護。工程師應(yīng)在創(chuàng)新和規(guī)劃與設(shè)計中起主導(dǎo)作用。59A二土木工程與可持續(xù)發(fā)展3工程師在可持續(xù)發(fā)展中的作用5三、土木工程與保護生存環(huán)境地球上的10大環(huán)境禍患

(1)土壤破壞；(2)空氣污染；(3)淡水受到威脅；(4)氣候變化和能源浪費；(5)森林面積減少；(6)生物品種減少；(7)化學(xué)污染；(8)混亂的城市化；（9)海洋的過度開發(fā)和沿海地帶的污染；(10)極地臭氧層空洞。歸根結(jié)底主要為環(huán)境污染問題.土木工程在防治上述災(zāi)害中可以發(fā)揮積極作用。例如廢水污水的危害及處理-水質(zhì)監(jiān)測中心大樓，污水處理廠；城市垃圾的處理-城市垃圾填埋場等，抗災(zāi)害，綠化與碧水連天工程，搶救湖泊，搶救名勝，節(jié)約水資源，保護植被，防止水土流失和保護濕地等等都與土木工程有著緊密的關(guān)系。60A三、土木工程與保護生存環(huán)境地球上的10大環(huán)境禍患(1)土壤三、土木工程與保護生存環(huán)境

中國在經(jīng)濟高速發(fā)展過程中所帶來的環(huán)境問題相當嚴重。森林被毀、河流污染，20%的物種面臨滅絕，土地的沙漠化。環(huán)境惡化是中國飛速發(fā)展的經(jīng)濟苦澀的一面。

中國的環(huán)境問題正在表現(xiàn)出新的特點：污染程度加劇，已在較大范圍內(nèi)威脅到民眾的基本生存。在河南省浚北縣、江蘇省鹽城市、四川遂寧市、淮河流域的河南省沈丘縣、重慶市合川縣、廣東韶關(guān)、天津市等，因為水污染嚴重而陸續(xù)出現(xiàn)多個癌癥村；全國70%的河流水體受到嚴重污染；近700座城市中，三分之二被生活垃圾山所包圍。61A三、土木工程與保護生存環(huán)境中國在經(jīng)濟高速發(fā)展過程中所帶§6土木工程的未來62A§6土木工程的未來62A§6土木工程的未來

土木工程是一門古老的學(xué)科，在歷史上曾經(jīng)取得過巨大的成就，人類社會的前進、科學(xué)技術(shù)的進步使土木工程面臨新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇：1、生產(chǎn)生活方式的變化-信息技術(shù)的影響;2、航空、航天技術(shù)的發(fā)展-月球火星人類生存新空間拓展;3、資源問題-資源的合理配置與利用;4、環(huán)境保護問題-土木工程建設(shè)的環(huán)境意識.63A§6土木工程的未來土木工程是一門古老的學(xué)科，在歷史上曾經(jīng)§6土木工程的未來一、重大項目將繼續(xù)興建向高、深方向發(fā)展-解決土地供求矛盾：高速公路、鐵路：1、高速公路、鐵路-從空間上縮短人類距離，地球村，環(huán)球鐵路，環(huán)球高速公路；2、我國的“五縱”、“七橫”公路網(wǎng)-服務(wù)于中國的經(jīng)濟建設(shè);3、磁懸浮列車-新技術(shù)的引進；64A§6土木工程的未來一、重大項目將繼續(xù)興建64A§6土木工程的未來二、土木工程將向太空、海洋、荒漠地開拓向海洋發(fā)展-解決陸地土地少矛盾,利于油氣礦產(chǎn)開發(fā)1、海上人工島的建立（澳門、關(guān)西機場）；2、海上采油平臺；3、海上浮動城市的構(gòu)想向沙漠拓展-目前開發(fā)空間大，但困難也不少。1、沙漠面積大；2、水資源缺乏。向外太空發(fā)展-月球65A§6土木工程的未來二、土木工程將向太空、海洋、荒漠地開拓6§6土木工程的未來三、工程材料向輕質(zhì)、高強、多功能方向發(fā)展

1傳統(tǒng)材料改變性能并增加品種；（1）墻體材料；（2）混凝土材料-強度低，韌性差，易開裂；（3）金屬材料-銹蝕，耐火；

2化學(xué)合成材料廣泛應(yīng)用-從裝飾到圍護與結(jié)構(gòu)四、設(shè)計方法精確化，設(shè)計工作自動化1計算機分析系統(tǒng)；2計算機繪圖。66A§6土木工程的未來三、工程材料向輕質(zhì)、高強、多功能方向發(fā)展§6土木工程的未來五、信息和智能化技術(shù)全面引入土木工程1、信息化施工--信息采集，處理，交流和反饋。2、智能建筑--計算機的監(jiān)測與自動控制3、智能化交通--信息收集，快速處理和優(yōu)化決策4、土木工程仿真分析系統(tǒng)--節(jié)省開資，指導(dǎo)設(shè)計六、土木工程的可持續(xù)發(fā)展土木工程建設(shè)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。因此，土木工程的建設(shè)，既要滿足當代人的需要，又不能對后代人滿足其需要的發(fā)展構(gòu)成危害。67A§6土木工程的未來五、信息和智能化技術(shù)全面引入土木工程67土木工程舞臺寬闊，大有可為1中國正進行世界上最大規(guī)模的基本建設(shè)2中國的人口占世界人口的22％

3中國是一個自然災(zāi)害多發(fā)的國家4土木工程是一個歷史悠久、生命力強、投入巨大、對國民經(jīng)濟具有拉動作用、專業(yè)覆蓋面和行業(yè)涉及面積廣的一級學(xué)科和大型綜合性產(chǎn)業(yè)！土木工程的發(fā)展從一個側(cè)面反映出我國經(jīng)濟的發(fā)展，顯示中華民族正在復(fù)興，有志于土木工程建設(shè)的同學(xué)們，可望在未來土木工程建設(shè)中貢獻才華，締造亮麗人生。68A土木工程舞臺寬闊，大有可為1中國正進行世界上最大規(guī)模的基本第二章土木工程材料你所知道的土木工程材料有哪些？69A第二章土木工程材料你所知道的土木工程材料有哪些？69A土木工程材料的發(fā)展歷程天然材料土、草、葦、木材、石材、泥等

燒土制品磚、瓦、石灰、玻璃

鋼鐵、水泥、鋼筋砼、人造板、砼、平板玻璃、黏結(jié)劑塑料、鋁合金、不銹鋼、外加劑節(jié)能新型墻體材料、高性能砼等原始材料誕生

現(xiàn)代建材發(fā)展最早人工材料新型材料發(fā)展最早的穴居、巢居用粘土燒制磚瓦用石灰石燒制石膏大規(guī)模的生產(chǎn)發(fā)明創(chuàng)新70A土木工程材料的發(fā)展歷程天然材料土、草、葦、木材、石材、泥等2.1磚、瓦、砂、石、木材1、磚：

1）燒結(jié)粘土磚、煤矸石、粉煤灰磚240×115×53（mm）強度等級為：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10

2）蒸壓灰砂磚、粉煤灰磚240×115×53（mm）強度等級為：MU25、MU20、MU15、MU10

3）燒結(jié)多孔磚M型：190×190×90（mm）

P型：240×115×90（mm）

4）燒結(jié)空心磚2、砌塊：小型混凝土空心砌塊、加氣粉煤灰硅酸鹽砌塊。強度等級：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5

小型(180～350mm)、中型（350～900mm）和大型（900mm～）。71A2.1磚、瓦、砂、石、木材1、磚：71A72A72A73A73A74A74A2瓦1、粘土瓦：以粘土為材料模壓成型、干燥焙燒而成，有紅、青二種。平瓦：400×240360×220

脊瓦：300×1802、水泥瓦：以水泥、砂子為原材料加水攪拌模壓成型，加水養(yǎng)護而成。平瓦：385×235×14

脊瓦：469×17.53、石棉水泥瓦：水泥、石棉配料攪拌壓制成型，養(yǎng)護而成。大、中、小波瓦：4種規(guī)格脊瓦：2種規(guī)格4、鋼絲網(wǎng)水泥瓦：用水泥砂子加水拌和，澆模時中間鋪一層冷拔低炭鋼絲網(wǎng)模壓成型養(yǎng)護而成。75A2瓦75A76A76A77A77A3砂

天然砂河砂、海砂、山砂

人工砂根據(jù)細度模數(shù)大小范圍，把砂劃分為粗砂、中砂、細砂、特細砂。4石

1、毛石亂毛石；平毛石

2、料石毛料石、粗料石、半細料石、細料石

3、飾面石材：大理石板、花崗巖板

4、色石碴：材料：各色大理石、白云石、方解石用途：人造大理石，水磨石、水刷石、假斬石。

5、石子：碎石、卵石：Φ>5mm

用途：配制混凝土。78A3砂78A采砂場79A采砂場79A沙漠里的砂能否用于土木工程？80A沙漠里的砂能否用于土木工程？80A81A81A石材外墻82A石材外墻82A83A83A采石場84A采石場84A5木材種類針葉樹（松、柏、杉）軟木闊葉樹（榆、水曲、柞木）硬木規(guī)格圓木：Φ≥120mm；方木：截面為方形a=100—250；條木：寬度小于或等于厚度的2倍；板材：寬度大于或等于厚度的3倍；薄板：厚度小于35mm。平衡含水率防火、防蛀、防腐85A5木材85A原木86A原木86A木方87A木方87A88A88A2.2鋼材1、品種：

鋼板（板材）：厚板、中厚板、薄板型鋼（型材）：角鋼、槽鋼、工字鋼、扁鋼、管鋼鋼筋（線材）：熱軋鋼筋冷拉鋼筋、熱處理鋼筋、鋼絲

89A2.2鋼材1、品種：89A90A90A2、級別：級別屈服強度光圓鋼筋:HPB300300MPa

變形鋼筋：HRB335335MPaHRB400400MPaRRB400400MPa

鋼絞線400～1400MPa91A2、級別：級別屈服強度91A光圓鋼筋92A光圓鋼筋92A變形鋼筋93A變形鋼筋93A鋼絞線94A鋼絞線94A2.3水泥1水泥的定義和分類

通用水泥；按用途分：專用水泥；特性水泥；

硅酸鹽水泥；鋁酸鹽水泥；按水硬性物質(zhì)名稱劃分：硫鋁酸鹽水泥；氟鋁酸鹽水泥；磷酸鹽水泥；2硅酸鹽類水泥

定義：凡由硅酸水泥熟料，0-5%石灰石或?；叩V渣，適量石膏磨細制成的水硬性膠凝性材料，稱為硅酸鹽水泥。

95A2.3水泥95A96A96A97A97A工藝流程圖：化學(xué)成分：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。普通硅酸鹽水泥（摻活性材料小于15%）硅酸鹽水泥分類：礦渣硅酸鹽水泥（摻活性材料20%-70%）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（摻活性材料20%-50%）粉煤灰硅酸鹽水泥（摻活性材料20%-40%）3其它品種水泥

1、快硬硅酸鹽水泥4、高鋁水泥

2、快凝快硬硅酸鹽水泥5、膨脹水泥

3、白色硅酸鹽水泥石灰石粘土鐵礦粉生料石膏熟料水泥煅燒1450℃按比例混合磨細磨細98A工藝流程圖：石灰石粘土鐵礦粉生料石膏熟料水泥煅燒1450℃按2.4混凝土

一、混凝土種類

水泥混凝土

1、按成分分類瀝青混凝土石膏混凝土聚合物混凝土重混凝土容重>2600kg/m3

2、按表觀密度分類普通混凝土容重=1950-2600kg/m3

輕混凝土容重<1950/m3

結(jié)構(gòu)用混凝土道路用混凝土水工混凝土噴射混凝土

3、按使用功能分類耐熱混凝土4、按施工方法分泵送混凝土耐酸混凝土振動灌漿混凝土防輻射混凝土

99A2.4混凝土99A新拌的混凝土100A新拌的混凝土100A混凝土構(gòu)件101A混凝土構(gòu)件101A二、普通混凝土

水泥：

成分骨料：細骨料（砂Φ<5mm)粗骨料（Φ<35mm)

水：不含酸、堿、鹽、油及污物的水。三、特種混凝土

1、輕骨料混凝土：ρ<1950kg/m3

2、纖維增強混凝土：鋼纖維、聚丙烯纖維聚合物浸漬混凝土

3、聚合物混凝土聚合物水泥混凝土聚合物膠結(jié)混凝土

4、碾壓混凝土

5、自密實混凝土102A二、普通混凝土102A四、鋼筋混凝土組成：鋼材、混凝土特點：既高強、耐久，又具有很好的韌性。五、預(yù)應(yīng)力混凝土

組成：預(yù)應(yīng)力鋼筋、混凝土特點：剛度大，變形小。張拉方法：機械法、電熱法張拉順序：先張法、后張法103A四、鋼筋混凝土103A2.5氣硬性膠凝材料和砂漿1、氣硬性膠凝材料：和水混合成漿后在空氣中能硬化為堅實整體的礦物粉狀材料，石灰、石膏、水玻璃等。石灰：是在土木工程中使用較早的礦物膠凝材料之一。石灰石的主要成分是碳酸鈣，將石灰石煅燒，碳酸鈣將分解成為生石灰。石膏：我國石膏資源豐富，已探明天然石膏儲量為471.5億噸，居世界之首。

常見的有：紙面石膏板、石膏裝飾板、纖維石膏板、石膏空心條板、石膏空心砌塊和石膏夾心砌塊等。石膏還可用來生產(chǎn)各種浮雕和裝飾品。如浮雕飾線、藝術(shù)燈圈、角花等。104A2.5氣硬性膠凝材料和砂漿1、氣硬性膠凝材料：104A石膏制品石膏吊頂105A石膏制品石膏吊頂105A2.5氣硬性膠凝材料和砂漿2.砂漿：砂漿是由膠凝材料、細骨料和水等材料按適當比例配制而成的。砂漿與混凝土的區(qū)別在于不含粗骨料，可認為砂漿是混凝土的一種特例，也可稱為細骨料混凝土。按膠凝材料不同砂漿又可分為水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿。混合砂漿有水泥石灰砂漿、水泥粘土砂漿和石灰粘土砂漿等。根據(jù)砂漿的抗壓強度劃分的若干等級，稱為砂漿的強度，并以“M”和應(yīng)保證的抗壓強度值（MPa）表示，其強度等級分別為M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20。

106A2.5氣硬性膠凝材料和砂漿2.砂漿：106A2.6其他材料1

瀝青和瀝青制品與其他防水材料一、瀝青和瀝青制品瀝青、瀝青砂漿、油毛氈、冷底子油二、其他防水材料改性瀝青、橡膠、高分子材料、聚氨酯防水涂料2玻璃、陶瓷制品

玻璃及玻璃幕墻衛(wèi)生潔具瓷磚3塑料與塑料制品

管材、板材、門窗、壁紙、防水材料、保溫材料107A2.6其他材料1瀝青和瀝青制品與其他防水材料107SBS改性瀝青防水卷材108ASBS改性瀝青防水卷材108AAPP改性瀝青防水卷材109AAPP改性瀝青防水卷材109A自粘橡膠瀝青防水卷材110A自粘橡膠瀝青防水卷材110A2.7絕熱及吸聲材料一、無機絕熱材料1、石棉及其制品2、礦渣棉及其制品3、巖棉及其制品4、膨脹珍珠巖及其制品5、膨脹蛭石及其制品：水泥膨脹蛭石和水玻璃膨脹蛭石6、多孔混凝土：泡沫混凝土和加氣混凝土二、有機絕熱材料1、軟木板2、泡沫塑料3、蜂窩板三、吸聲材料1、無機材料：水泥蛭石板、水泥膨脹珍珠巖板2、有機材料：軟木板、木絲板、穿孔五夾板、三夾板、木質(zhì)纖維板3、多孔材料：泡沫玻璃、泡沫塑料、泡沫水泥111A2.7絕熱及吸聲材料111A四、綠色建材含義：采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，少用天然材料，大量使用城市固體廢料或工業(yè)廢料，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。綠色建材在國內(nèi)的發(fā)展

1、工業(yè)廢渣的利用

2、化學(xué)石膏制板產(chǎn)品

3、充分利用白色污染廢棄物

4、無毒粘結(jié)劑112A四、綠色建材112A本章思考題：土木工程中常用的材料有哪些？試闡述混凝土、鋼筋混凝土、砌體、鋼材等常用材料的在土木工程中的應(yīng)用情況。什么是混凝土的強度等級？混凝土特點是什么？混凝土的材料組成和種類？用于土木工程中的鋼材有哪些類型？是如何劃分的？土木工程中常用的砌塊有哪些？你認為現(xiàn)代土木工程中應(yīng)用最廣泛的建筑材料是什么？試展望一下土木工程材料的發(fā)展趨勢。113A本章思考題：113A討論： 根據(jù)課程中對各種材料的介紹，找到生活中這些材料在哪些場合？根據(jù)材料的特點，思考其適用于土木工程中不同場所的原因？114A討論： 114A土木工程概論

115A土木工程概論1A目錄第一章綜述第二章工程材料第三章土木工程的基本結(jié)構(gòu)形式第四章土木工程與工程結(jié)構(gòu)第五章土木工程荷載第六章基礎(chǔ)工程第七章結(jié)構(gòu)的使用性和耐久性第八章數(shù)學(xué)和力學(xué)與土木工程第九章抗震結(jié)構(gòu)工程第十章工程事故和工程加固以及房屋增層116A目錄第一章綜述2A目錄第十一章建筑施工第十二章工程與經(jīng)濟第十三章施工管理第十四章國際工程承包第十五章建設(shè)監(jiān)理第十六章房地產(chǎn)業(yè)與物業(yè)管理第十七章計算機在土木工程中的應(yīng)用第十八章土木工程的未來第十九章土木工程專業(yè)介紹117A目錄第十一章建筑施工3A第1章緒論§1土木工程基本概念§2土木工程發(fā)展歷史§3土木工程的重要性及建設(shè)與使用§4幾個與土木工程相關(guān)的重大問題§5土木工程偉大的戰(zhàn)略部署§6土木工程的未來118A第1章緒論§1土木工程基本概念4A§1土木工程基本概念一定義1.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，即建設(shè)在地上、地下、水中的各類工程設(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)活動。2土木工程．英語為”CivilEngineering”，直譯是民用工程。3英語的民用工程”CivilEngineering”，怎么會譯成土木工程呢?119A§1土木工程基本概念一定義5A二分類1.地上：房屋建筑工程，道路工程，鐵路工程，橋梁工程，給排水工程，機場工程2.地下：隧道工程，礦山工程，陵墓3.水中：水利工程（運河、大壩、水庫等），港口工程，海洋工程。

房屋建筑水利工程道路工程120A二分類1.地上：房屋建筑工程，道路工程，鐵路工程，橋梁工三、應(yīng)用范圍土木工程的范圍:非常廣泛，與人們的衣、食、住、行和各種工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)。土木工程專業(yè)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容：各種土木工程設(shè)施的規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工、管理和維修。121A三、應(yīng)用范圍土木工程的范圍:非常廣泛，與人們的衣、食、住、四、土木工程的基本屬性1.社會性：（1）任何個人和社會團體都離不開它；（2）隨不同的社會歷史時期的科學(xué)技術(shù)和管理水平而發(fā)展；2.綜合性：多學(xué)科、多工種、多種技術(shù)和材料的綜合；3.實踐性：經(jīng)驗的重要性、對實踐的依賴性。122A四、土木工程的基本屬性1.社會性：8A§2土木工程發(fā)展歷史一古代土木工程二近代土木工程三現(xiàn)代土木工程123A§2土木工程發(fā)展歷史9A1.時間跨度-舊石器時代（公元前5000年起）-17世紀中葉，沒有設(shè)計理論，靠經(jīng)驗，材料自然，工具簡單2.古代土木工程幾種典型的結(jié)構(gòu)形式-磚、石、木。3.中西古建筑之特點：中國多以木構(gòu)架加磚墻為主，而西方大多是磚石結(jié)構(gòu)。

原因是什么？4.代表性工程介紹

(建筑)應(yīng)縣木塔，佛光寺祖師塔

(水利)都江堰水利工程一古代土木工程124A1.時間跨度-舊石器時代（公元前5000年起）-17世紀中葉古代土木工程-山西應(yīng)縣木塔

應(yīng)縣木塔位于山西省應(yīng)縣西街北側(cè)，建于公元1056年，因塔身全部用木質(zhì)構(gòu)成，俗稱木塔。塔為樓閣式，用優(yōu)質(zhì)松木建成，高66米，底層直徑30米，平面呈八角形。塔剎高10米，結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，具有抗震、防災(zāi)、防火和防雷能力，保存至今已近千年，國內(nèi)外現(xiàn)存最古老最高大的木結(jié)構(gòu)塔式建筑

。125A古代土木工程-山西應(yīng)縣木塔應(yīng)縣木塔位于山西省應(yīng)縣西街北古代土木工程-山西佛光寺祖師塔在山西省五臺縣五臺山的佛光寺內(nèi)。祖師塔建于北魏孝文帝時期（公元471-499年），是創(chuàng)建佛光寺的初祖禪師的墓塔，塔身用青磚砌成,高約八米,呈六角平面，磚結(jié)構(gòu)。

126A古代土木工程-山西佛光寺祖師塔在山西省五臺縣五臺山的佛光寺內(nèi)古代土木工程-萬里長城

始建于2000多年前的春秋戰(zhàn)國時期，最初用粘土和亂石建造，秦朝統(tǒng)一中國之后聯(lián)成萬里長城。漢、明兩代又曾大規(guī)模修筑，世界奇跡。長城是為了防備北方游牧民族的工事。兩道平行的城墻，中間用土填滿、夯實。主要用磚石砌筑127A古代土木工程-萬里長城始建于2000多年前的春秋戰(zhàn)國時古代土木工程-埃及金字塔

金字塔是古埃及的國王法老的陵墓。其中，胡夫的金字塔規(guī)模最大，建筑技巧高超。塔身的石塊之間，沒有任何水泥之類的粘著物，而是一塊石頭疊在另一塊石頭上。每塊石頭都磨得很平，至今已歷時數(shù)千年，人們也很難用一把鋒利的刀刃插入石塊之間的縫隙，所以能歷數(shù)千年而不倒，這不能不說是建筑史上的奇跡。巨石結(jié)構(gòu)128A古代土木工程-埃及金字塔金字塔是古埃及的國王法老的陵古代土木工程-都江堰水利工程129A古代土木工程-都江堰水利工程15A古代土木工程-都江堰水利工程公元前256~公元前251年，秦國蜀郡太守李冰父子率眾修建；世界上最長的無壩引水樞紐；由魚嘴、飛沙堰和寶瓶口三部分組成。魚嘴起分流和減災(zāi)作用，將岷江分為內(nèi)外江；飛沙堰起泄洪、排砂作用；寶瓶口起分流和灌溉作用。魚嘴，利用裝滿卵石的竹籠堆放在江心形成的狹長小島，形似魚嘴，江水流經(jīng)魚嘴，便被分為內(nèi)外江。飛沙堰的設(shè)計利用了“回旋流”理論，溢洪道前修有彎道，江水溢洪流經(jīng)這里會形成環(huán)流，從而將泥沙攜裹帶入外江，這樣就不會淤塞內(nèi)江和寶瓶口水道。寶瓶口，寬13.3m、寬26.6m、高53.3m，在玉壘山鑿出的山口，形似瓶口。130A古代土木工程-都江堰水利工程公元前256~公元前251年，秦古代土木工程-京杭大運河我國的京杭大運河北起北京，南到杭州，流經(jīng)冀、魯、蘇、浙四省，溝通海、河、淮、長江、錢塘江五大水系,全長1,794千米，是世界最長的人工河。長度居世界第三的蘇伊士運河，只有它的1／10。這段運河開鑿至今已有2400多年歷史了。是我國歷史上可與萬里長城媲美的偉大工程。131A古代土木工程-京杭大運河我國的京杭大運河北起北京，南到杭州古代土木工程-趙州橋

河北省趙縣，是世界橋梁史上第一座單孔弧形石拱橋，距今已有1400年的歷史。

趙州橋全長64米。通體為巨大花崗巖石塊組成，28道獨立石拱縱向并列砌筑組成單孔孤形。橋大拱兩端之肩上又各設(shè)兩個小拱，這些敞開的小拱減輕橋身重量的同時，又起到了減少流水沖力、加速暢洪的作用，設(shè)計可謂非?？茖W(xué)合理。世界第12個土木工程里程碑（1991，ASCE）單孔弧形石拱橋132A古代土木工程-趙州橋河北省趙縣，是世界橋梁史上第一座單二近代土木工程1.近代土木工程的時間跨度：

17世紀中葉－>第二次世界大戰(zhàn)前后。2.這一時期土木工程的特點：有力學(xué)和結(jié)構(gòu)理論作為土木工程的設(shè)計指導(dǎo)；磚、瓦、石、木等建筑材料得到廣泛應(yīng)用；混凝土和鋼筋混凝土、鋼材、預(yù)應(yīng)力混凝土得到發(fā)展；施工技術(shù)、施工機械、施工規(guī)模進步很快，施工速度加快。3.推動土木工程的發(fā)展具有重大意義的幾件大事：133A二近代土木工程1.近代土木工程的時間跨度：19A近代土木工程-大事記1《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》的發(fā)表（公元1638年）意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略在公元1638年發(fā)表了《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》，論述了建筑材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強度，首次用公式表達了梁的設(shè)計理論。2力學(xué)三大定律（公元1687年）英國科學(xué)家牛頓在公元1687年總結(jié)出了力學(xué)三大定律，為土木工程的力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。3《曲線的變分法》（公元1744年）瑞士數(shù)學(xué)家歐拉于公元1744年出版了《曲線的變分法》，建立了柱的壓屈理論，得到柱的臨界應(yīng)力公式，為分析土木工程結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定問題奠定了基礎(chǔ)。4波蘭特水泥的出現(xiàn)（公元1824年）英國人阿斯普丁取得了“波蘭特”水泥的專利權(quán)，1850年開始生產(chǎn)。134A近代土木工程-大事記1《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》的發(fā)表（公元1近代土木工程-大事記5《許用應(yīng)力分析法》（公元1825年）

法國科學(xué)家納維建立了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的《許用應(yīng)力分析法》，19世紀末，里特爾等人又提出了《極限平衡分析》的概念，他們都為土木工程結(jié)構(gòu)理論打下了基礎(chǔ)。6轉(zhuǎn)爐煉鋼法（公元1859年）貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法出現(xiàn)，使得鋼材大量應(yīng)用于土木工程之中，促進了土木工程的發(fā)展。7鋼筋混凝土（公元1867年）法國人莫尼埃發(fā)明了鋼筋混凝土，鋼筋混凝土開始應(yīng)用于土木工程中。8鋼筋混凝土樓板和預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的出現(xiàn)公元1886年，美國人杰克遜應(yīng)用鋼筋砼制作樓板并應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土制作配件。135A近代土木工程-大事記5《許用應(yīng)力分析法》（公元1825年）近代土木工程經(jīng)典案例1美國10層保險公司大樓公元1883年-1883年，美國芝加哥建成了世界上第一個用鋼鐵框架作為承重結(jié)構(gòu)的保險公司大樓，是真正意義上的鋼結(jié)構(gòu)，被譽為現(xiàn)代高層建筑的開端。是世界上第一幢按現(xiàn)代鋼框架結(jié)構(gòu)原理建造的高層建筑，共10層，高55米，開摩天大樓建造之先河。

136A近代土木工程經(jīng)典案例1美國10層保險公司大樓22A近代土木工程經(jīng)典案例2法國埃菲爾鐵塔公元1889年，法國工程師古斯塔夫·埃菲爾完成了他的驚世之作—埃菲爾鐵塔。它是巴黎展覽會的標志性建筑。鏤空結(jié)構(gòu)鐵塔，高300米，天線高24米，總高324米。分為3樓，其中1、2樓設(shè)有餐廳，第3樓建有觀景臺。從塔座到塔頂共有1711級階梯，共用去鋼鐵7000噸，12000個金屬部件，259萬只鉚釘。

137A近代土木工程經(jīng)典案例2法國埃菲爾鐵塔23A近代土木工程經(jīng)典案例3鐵路工程的興起公元1825年英國人斯蒂芬森在英格蘭北部斯托克頓和達靈頓之間修筑了世界上第一條長21km的鐵路。4蘇伊士運河和巴拿馬運河的開鑿（1869，1914）公元1859年-1869年，蘇伊士運河開鑿，將地中海和印度洋連接起來；公元1881年-1914年，中美洲的巴拿馬共和國鑿?fù)税湍民R地峽，使從太平洋到大西洋間的航程縮短了1萬余公里。138A近代土木工程經(jīng)典案例3鐵路工程的興起24A近代土木工程經(jīng)典案例蘇伊士運河位于埃及境內(nèi)，扼歐、亞、非三洲交通要道，使大西洋、地中海與印度洋聯(lián)結(jié)起來，大大縮短了東西方航程。蘇伊士運河全長175公里，蘇伊士運河從1859年開鑿1869年峻工，屬海平式水道。與繞道好望角相比，從歐洲大西洋沿岸到印度洋縮短5,500～8,009公里；從地中海各國到印度洋縮短8千～1萬公里；是一條在國際航運中具有重要戰(zhàn)略意義的水道。139A近代土木工程經(jīng)典案例蘇伊士運河位于埃及境內(nèi)，扼歐、亞、非三洲巴拿馬運河橫穿巴拿馬地峽，連接太平洋和大西洋，是重要的航運要道，被譽為世界七大工程奇跡之一和“世界橋梁”。屬于水閘式運河。長度約為65千米，寬度152~304米。整個運河的水位高出兩大洋26米，設(shè)有6座船閘。船舶通過運河一般需要9個小時，可以通航76000噸級的輪船。1914年8月15日巴拿馬運河正式通航，極大地縮短了美國東西海岸間的航程，比繞合恩角縮短了1萬4千8百公里。140A巴拿馬運河橫穿巴拿馬地峽，連接太平洋和大西洋，是重要的航運要世界七大工程奇跡巴拿馬運河荷蘭北海保護工程帝國大廈金門大橋伊泰普水電站加拿大國家電視塔英法海底隧道141A世界七大工程奇跡巴拿馬運河27A近代土木工程經(jīng)典案例5紐約帝國州大廈（1931）1930年動工，1931年落成，只用了410天。102層，總高381米，雄踞世界最高建筑的寶座達40年之久，直到1971年才被世貿(mào)中心超過。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。1945年一架B52轟炸機在濃霧中撞上帝國大廈，機毀人亡，帝國大廈第79層的邊梁受到影響，電梯震落一部，但整體未受到影響。

142A近代土木工程經(jīng)典案例5紐約帝國州大廈（1931）28A近代土木工程經(jīng)典案例6美國舊金山金門大橋于1933年動工，1937年5月竣工，歷時4年和10萬多噸鋼材，耗資達3550萬美元建成了當時世界上最大跨度的懸索橋。從海面到橋中心部的高度約60米，又寬又高，所以即使?jié)q潮時，大型船只也能暢通無阻。

143A近代土木工程經(jīng)典案例6美國舊金山金門大橋29A近代土木工程經(jīng)典案例7中國的京張鐵路（1905-1909）

中國人自己設(shè)計的第一條鐵路，詹天佑在美國耶魯大學(xué)完成鐵路工程的學(xué)業(yè)，于1888年到中國鐵路公司任工程師。1905年，主持修建北京到張家口的鐵路。1909年提前2年完成，在中國和世界鐵路史上留下了光輝的一頁。

144A近代土木工程經(jīng)典案例7中國的京張鐵路（1905-1909）近代土木工程經(jīng)典案例8錢塘江大橋(1937)

錢塘江大橋第一座由中國人自己修建的鋼鐵大橋工程。建成于抗日烽火之中，它不僅在中華民族抗擊外來侵略者的斗爭中書寫了可歌可泣的一頁，是我國橋梁建筑史上的一座里程碑。茅以升主持的錢江大橋工程,前后14年，經(jīng)歷了建橋、炸橋、修橋三個時期，古今中外建橋中上史無先例。145A近代土木工程經(jīng)典案例8錢塘江大橋(1937)31A三、現(xiàn)代土木工程1.現(xiàn)代土木工程的時間跨度第二次世界大戰(zhàn)后至今的五十余年時間。二戰(zhàn)后，許多國家經(jīng)濟大發(fā)展，科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)了飛躍，導(dǎo)致了土木工程的發(fā)展。2.現(xiàn)代土木工程特點（1）功能要求多樣化公共建筑和住宅建筑向智能化小區(qū)方向發(fā)展。工業(yè)建筑向花園型工廠方向發(fā)展。（2）城市建設(shè)立體化高層建筑和超高層建筑的大量興起。地下工程的高速發(fā)展。城市高架公路立交橋。146A三、現(xiàn)代土木工程1.現(xiàn)代土木工程的時間跨度32A三、現(xiàn)代土木工程（3）交通工程快速化

1、高速公路大規(guī)模建設(shè)。2、高速鐵路系統(tǒng)的建設(shè)。3、大型航空港的建立。（4）工程設(shè)施大型化

為滿足能源、環(huán)境、大眾公共活動的需要，二戰(zhàn)后，科技進步使得土木工程向大型多功能方向發(fā)展。147A三、現(xiàn)代土木工程（3）交通工程快速化33A四、世界大型現(xiàn)代土木工程實例1.橋梁2.隧道3.高層建筑148A34A懸索橋世界第一懸索橋世界第一：主橋全長3911米，主跨1991米，跨越日本神戶市和淡路島之間的明石海峽。這座大橋可以抗8.5級地震，而且在每秒風(fēng)速為80米的暴風(fēng)下仍然可以確保安全。149A懸索橋世界第一懸索橋世界第一：主橋全長3911米，主跨199上海環(huán)球金融中心

上海環(huán)球金融中心工程是一幢大型超高層建筑，位于浦東陸家嘴，與金茂大廈相距僅40米。塔樓地上101層，地面以上主體凈高492米。比金茂大廈高72米，2008年春季建成。

150A上海環(huán)球金融中心

上海環(huán)球金融中心工程是一幢大型超高層長大隧道工程國外：1、瑞士圣哥達新鐵路隧道-57km，世界最長，2016年建成2、英吉利海峽隧道-50.3km，三條長50km的平行隧洞組成，總長度153km

3、青函海底隧道(日本本州的青森與北海道的函館

)-53.8km，世界上最長的一條鐵路隧道中國：1、大瑤山隧道-最長雙線電氣化鐵路隧道全長14295米

2、秦嶺隧道-中國最長世界第二公路隧道，18.4公里

3、二郎山隧道-隧道主洞長4176m，開工時是國內(nèi)長度最長，埋藏最深，地應(yīng)力最大，地質(zhì)極為復(fù)雜的山嶺公路隧道。151A長大隧道工程國外：37A152A38A

現(xiàn)代土木工程無論從材料、建設(shè)規(guī)模、施工方法到理論分