土木工程概論復(fù)習(xí)1課件

土木工程概論復(fù)習(xí)2/10/20231

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(duì)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(jìn)行的勘測設(shè)計(jì)、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(jì)中起著非常重要的作用。2/10/20232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(duì)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(jìn)行的勘測設(shè)計(jì)、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)。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(jì)算機(jī)信息技術(shù)，對(duì)工期、人力、材料、機(jī)械、資金、進(jìn)度等信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理和交流，并加以科學(xué)地綜合利用，為施工管理及時(shí)、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(duì)后代人滿足其需要的發(fā)展構(gòu)成危害”。

2/10/202332、土木工程發(fā)展歷史簡述土木工程的發(fā)展經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代三個(gè)階段。現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)有：

①功能要求多樣化；②城市建設(shè)立體化；③交通工程快速化；④工程設(shè)施大型化。2/10/20235土木工程的未來土木工程目前面臨的形勢：①信息(包括計(jì)算機(jī)、通訊、網(wǎng)絡(luò)等)工業(yè)的迅猛發(fā)展。②航空、航天事業(yè)等高科技事業(yè)的發(fā)展。③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(huì)因過度消耗而日益枯竭。④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(jìn)步而人類生存環(huán)境卻日益惡化。2/10/20236土木工程的未來（1）重大工程項(xiàng)目將陸續(xù)興建

①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。②目前高速公路、高速鐵道的建設(shè)仍呈發(fā)展趨勢。③在航空港及海港和內(nèi)河航運(yùn)碼頭的建設(shè)也會(huì)在不久的將來取得巨大的進(jìn)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(qiáng)、多功能化發(fā)展

①傳統(tǒng)材料的改性；②化學(xué)合成材料的應(yīng)用（4）設(shè)計(jì)方法精確化、設(shè)計(jì)工作自動(dòng)化2/10/20237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(shí)的有組織、有系統(tǒng)的知識(shí)?？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(gè)為什么的問題。

技術(shù)則是指將科學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)或傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)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(gè)如何實(shí)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)。2/10/20239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。2/10/202310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(gè)方面去認(rèn)識(shí)：材料對(duì)保證工程質(zhì)量的作用；材料對(duì)工程造價(jià)的影響；材料對(duì)工程技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)作用?；局R(shí)和基本理論2/10/202311（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。2/10/202313

鋼材

鋼材品質(zhì)均勻致密，抗拉、抗壓、抗彎、抗剪切強(qiáng)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。2/10/202314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(jiān)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。2/10/202315混凝土

混凝土(簡寫為砼)是當(dāng)代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(hù)而成的人造石材?；炷ぞ哂性县S富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點(diǎn)；同時(shí)混凝土還具有抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬，使用范圍十分廣泛。2/10/202317①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(ρ>2600

kg／m3)、普通混凝土

(1950~2

600

kg／m3)、輕混凝土(ρ<1950kg／m3)；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、泵送混凝土、振動(dòng)灌漿混凝土等。為了克服混凝土抗拉強(qiáng)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(qiáng)混凝土及聚合物浸漬混凝土等。2/10/202318②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。③特種混凝土A、輕骨料混凝土B、纖維增強(qiáng)混凝土(簡稱FRC)C、聚合物混凝土D、碾壓混凝土E、自密實(shí)混凝土2/10/202319A、建材生產(chǎn)盡量少用天然資源，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衔锏龋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2/10/202321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(gè)長高比較小、整體剛度較好、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(jì)要求，地基需經(jīng)過人工處理的過程。2/10/202322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(duì)建筑地區(qū)作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。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(jì)、施工條件，以及地基處理等工程的具體要求，進(jìn)行技術(shù)論證和評(píng)價(jià)，提出解決問題的決策性具體建議，為設(shè)計(jì)、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(gè)階段。2/10/202323淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)可以按基礎(chǔ)剛度的不同分為：①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)。②擴(kuò)展基礎(chǔ)，當(dāng)剛性基礎(chǔ)不能滿足力學(xué)要求時(shí)，可以做成鋼筋混凝土基礎(chǔ)，稱為擴(kuò)展基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)還可以按構(gòu)造類型的不同分為：①單獨(dú)基礎(chǔ)；②條形基礎(chǔ)；③筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)；④殼體基礎(chǔ)。2/10/2023253、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5

m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。2/10/202326

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)。2/10/202329基本構(gòu)件建筑的基本構(gòu)件可分為板、梁、柱、拱等①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(shí)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和雙向板。單向板指板上的荷載沿一個(gè)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(gè)方向傳遞到支承構(gòu)件上的板。2/10/202330基本構(gòu)件②梁工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，通常水平放置，有時(shí)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1／8~1／16.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。2/10/202331基本構(gòu)件③柱工程結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，有時(shí)也同時(shí)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。

④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)。2/10/202332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(jī)機(jī)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。2/10/202333建筑的結(jié)構(gòu)形式①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(shí)采用。②框架—剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻即為一段鋼筋混凝土墻體，固其抗剪能力很強(qiáng)，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。2/10/202334建筑的結(jié)構(gòu)形式③剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)房屋的層數(shù)更高時(shí)，橫向水平荷載已對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)，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。④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。⑤筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)或多個(gè)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。2/10/202335建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算；構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算和構(gòu)件選擇；施工圖繪制2/10/202336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(dòng)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(dá)城市各個(gè)地區(qū)，供城市內(nèi)交通運(yùn)輸及行人使用，便于居民生活、工作及文化娛樂活動(dòng)，與城市外道路連接并承擔(dān)對(duì)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(dòng)態(tài)作用的結(jié)構(gòu)，是軌道的基礎(chǔ)，是保證列車運(yùn)行的重要建筑物。2/10/202337高速公路的特點(diǎn)a行車速度快、通行能力大b物資周轉(zhuǎn)快、經(jīng)濟(jì)效益高c交通事故少、安全舒適2/10/202338鐵路工程鐵路運(yùn)輸是現(xiàn)代化運(yùn)輸體系之一，也是國家的運(yùn)輸命脈之一。鐵路運(yùn)輸?shù)淖畲髢?yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸能力大、安全可靠、速度較快、成本