1、土木工程概论教学大纲一、本课程的教学目的：通过本课程的学习，使学生对土木工程专业的了解和热爱，产生深厚的兴趣，巩固专业思想，激发学习的主动性和积极性，为今后的学习奠定必要的基础。二、本课程的教学要求：1、要求学生了解土木工程、测量工程专业培养目标的人材素质要求；2、使学生了解土木工程的发展历史及主要类型；3、使学生了解土木工程中的一般知识，了解建筑工程、地下工程、桥梁工程和道路工程等基础知识，并对土木工程建设中的设计、施工和管理等一般概念及土木工程的新技术和发展趋势有一定的了解。三、本课程的教学内容第一章 绪论（3 学时） 1.了解土木工程的定义； 2.了解土木工程的历史和重要性； 第二章 土
2、木工程材料（3 学时） 1.了解土木工程使用的各种材料及其应用概况； 2.了解工程结构与材料发展的关系； 3.材料工业的新发展及展望。第三章 基础工程（3 学时）1. 了解工程地质勘察的意义；2掌握不同的基础形式：浅基础和深基础；3掌握不均匀沉降的危害； 4了解地基处理的方式。第四章 建筑工程（4 学时）1. 掌握基本构件；2. 掌握单层建筑，多层与高层建筑；3. 了解建筑特种结构； 第五章 交通土建工程（4 学时）1了解道路工程中涉及的各项工程的种类；2了解铁路工程中涉及的各项工程的种类；3. 了解飞机场的规划与建设；4. 了解隧道工程。 第六章 桥梁工程（1 学时）1. 掌握桥梁的分类与运
3、用；2. 了解桥梁工程的总体规划和设计要点；3. 掌握桥梁结构形式、桥墩与桥台、桥梁基础。第七章 港口工程（1 学时）1. 掌握港口工程规划与布置；2. 了解码头建筑；3. 了解防波堤和护岸建筑的设计、施工。第八章 地下工程（1 学时）1. 了解地下工程的种类； 2. 了解地下综合体的建设；3. 了解地下空间的开发和利用过程。 第九章 水利水电工程（2 学时）1. 了解农田水利工程； 2. 了解水电工程； 3. 了解防洪工程。第十章 给排水工程（1 学时） 1了解城市给排水工程的组成；2. 了解建筑给水及排水机理。第十一章 土木工程施工（3 学时） 1. 掌握基础工程和结构工程的施工技术和工艺
4、； 2. 了解现代施工技术；3. 了解土木工程的施工组织设计；第十二章 建设项目管理（1 学时） 1. 了解建设程序和建设法规；2. 了解建设项目管理、建设监理的概念等内容；3. 了解工程项目的招标与投标的内容和特点第十三章 土木工程防灾与减灾（1 学时）1. 了解什么是工程灾害； 2. 了解工程结构抗灾与改造加固技术。第十四章 数字化技术在土木工程中的应用（1 学时）1. 了解计算机辅助设计的软件应用； 2. 了解信息化施工、智能化建筑与交通的概念；3. 了解计算机仿真系统的应用。 第十五章 土木工程师设计方法（1 学时） 1. 了解设计的基本理念； 2. 掌握荷载、应力、应变和弹性的概念；
5、 3. 了解结构设计的一般理论和方法；4. 了解结构安全、极限状态设计和设计过程四、本课程的教学重点与难点根据大土木专业的设置特点和概论类课程重在建立概念、内容宽泛、深入浅出的安排，本课程的重、难点为：第一章 绪论 ：土木工程的定义和相关工程实例的介绍；第二章 土木工程材料：土木工程材料的基本力学性能；第三章 基础工程：浅基础、深基础和不均匀沉降的类型和特点；第四章 建筑工程：房屋建筑的基本构造和单层、多层与高层建筑；第五章 交通土建工程：道路工程和铁路工程的基本体系；第六章 桥梁工程：桥梁的分类、形式与基本结构体系；第七章 港口工程：港口工程的类型与选用；第八章 地下工程：地下工程的分类和特
6、点；第九章 水利水电工程：水利水电工程的类型、组成和作用；第十章 给排水工程：给水方式与排水方式的选择与比较；第十一章 土木工程施工：基础工程和结构工程的常见施工技术；第十二章 建设项目管理：基本建设程序与法规、工程承包及监理制度；第十三章 土木工程防灾与减灾：工程灾害的内容与防治；第十四章 数字化技术在土木工程中的应用：计算机辅助技术在土木工程中的应用的基本概念；第十五章 土木工程师设计方法：土木工程设计思维方法与理念等。五、本课程的教学方法以课堂多媒体教学为主，黑板和实例视频学习为辅。六、教材和参考书目：教材：土木工程概论，第 3 版，叶志明主编，高等教育出版社；参考书：土木工程（专业）概
7、论第三版，罗午福主编，武汉工业大学出版社。七、教学计划学时和进程安排表：序号 章节教学内容 学时1 第一章 绪论 32 第二章 土木工程材料 33 第三章 基础工程 34 第四章 建筑工程 45 第五章 交通土建工程 46 第六章 桥梁工程 17 第七章 港口工程 18 第八章 地下工程 19 第九章 水利水电工程 210 第十章 给排水工程 111 第十一章 土木工程施工 312 第十二章 建设项目管理 113 第十三章 土木工程防灾与减灾 114 第十四章 数字化技术在土木工程中的应用 115 第十五章 土木工程师设计方法 1合计 30第 1 章教学章节 第一章 绪论 教学目的 理解土木工
8、程的定义，了解土木工程的发展历史。教学要求1、了解土木工程的定义和内涵；2、了解土木工程的发展简史；3、理解土木工程专业在国民经济建设中的地位和重要性；4、了解土木工程的发展趋势。教学重点 土木工程的定义和相关工程实例的介绍教学难点 近现代典型土木工程项目的基本资料。教学方式 多媒体为主、板书为辅计划学时 2 学时教学内容1.1 土木工程概论课程的任务 1.2 土木工程发展历史概述1、古代土木工程 2、近代土木工程 3、土木工程的现状 1.3 土木工程的未来 1.4 土木工程的学习建议 思考题1、根据对土木工程定义的理解，思考身边有哪些属于土木工程？教学内容1.1 土木工程概论课程的任务“土木
9、工程”包括哪些内容?“土木工程”专业的学生要学习哪些知识、掌握哪些基本技能、具备哪些能力?怎样才能学好等 ?回答这些问题便是本书的主要任务。土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。土木工程的范围包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。1.2 土木工程发展历史简述土木工程的发展经历了古代、近代和现代三个阶段。现代土木工程的特点有：功能要求多样化；城市建设立体化；交通工程快速化；工程设施大型化。1.3 土木工程的未来土木工程目前面临的形势是：信息(包括计算机、通讯、网
10、络等)工业的迅猛发展。航空、航天事业等高科技事业的发展。地球上居住人口激增，而地球上的土地资源是有限的，并且会因过度消耗而日益枯竭。生态环境受到严重破坏，随着工业的发展、技术的进步而人类生存环境却日益恶化。（1）重大工程项目将陆续兴建为了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。目前高速公路、高速铁道的建设仍呈发展趋势。在航空港及海港和内河航运码头的建设也会在不久的将来取得巨大的进步。（2）土木工程将向太空、海洋、荒漠地开拓。（3）工程材料向轻质、高强、多功能化发展（21 世纪在工程材料方面希望有较大突破：传统材料的改性；化学合成材料的应用）（4）设计方法精确化、设计工作自动化（5）信
11、息和智能化技术全面引入土木工程将信息、计算机、智能化技术等高新技术用于土木工程将是今后相当长时间内的重要发展方向。信息化施工信息化施工还可通过网络与其他国家和地区的工程数据库联系，在遇到新的疑难问题时可及时查询解决。信息化施工可大幅度提高施工效率和保证工程质量，减少工程事故，有效控制成本，实现施工管理现代化。智能化建筑智能化建筑满足的要求：一是房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动优化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效。二是安装了对居住者的自动服务系统。智能化交通智能化交通一般包括以下几个系统：A、先进的交通管理系统； B、交通信息服务系统；C、车辆控制系统；D、车辆调度系
12、统； F、公共交通系统等。它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。土木工程分析的仿真系统用此技术指导设计可大大提高工程结构的可靠性。（6）土木工程的可持续发展在建设与使用土木工程过程中与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。1.4 土木工程的学习建议（1）科学、技术与工程的关系科学是关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统的知识。科学的主要任务是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决一个为什么的问题。技术则是指将科学研究所发现或传统经验所证明的规律转化成为各种生产工艺，作业方法，设备装置等，它解决一个如何实现的问题。技术的主要任
13、务是为生产某种满足人类需要的产品而服务。工程是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门去而形成的各种学科的总称，其目的在于利用和改造自然来为人类服务。（2）土木工程的知识、能力和素质要求我国高等土木工程专业的培养目标是：培养适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展、掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程工程师基本训练，具有创新精神的高级工程科学技术人才，毕业后能从事土木工程设计、施工与管理工作，具有初步的工程规划与研究开发的能力。在土木工程学科的系统学习中，实践经验中得出以下几点值得重视：自主学习能力；综合解决问题的能力；争强、创新能力；协调、管理能力。第 2 章教学章节 第二章
14、土木工程材料 教学目的 了解土木工程材料的一般性质和主要工程材料的优缺点教学要求1、了解土木工程材料的种类、特点使用范围；2、了解常用土木工程材料的使用范围。教学重点 混凝土材料和钢材等常见土木工程材料的特点。教学难点 土木工程材料的基本力学性能教学方式 多媒体为主、板书为辅。计划学时 3 学时教学内容2.1 早期土木工程材料 2.2 近代土木工程材料 2.3 现代土木工程材料 思考题1、你家的房子是采用哪种土木工程材料？2、你所了解的新型土木工程材料有哪些，都应用在哪了？教学内容材料一般分为金属材料和非金属材料两大类。材料按功能分为：结构材料(承受荷载作用的材料)和功能材料(具有专门功能的材
15、料)。材料按用途分：如建筑结构材料；桥梁结构材料；水工结构材料；路面结构材料；建筑墙体材料；建筑装饰材料；建筑防水材料；建筑保温隔声材料等。了解材料在土木工程中的作用主要应从三个方面去认识：材料对保证工程质量的作用；材料对工程造价的影响；材料对工程技术进步的促进作用。2.1 早期土木工程材料（砖、瓦、砂、石、灰、木材）砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格低，一般都在当地或附近地区采购。1、砖砖是一种常用的砌筑材料。广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为
16、空心砖、多孔砖和实心砖。2、瓦瓦是屋面材料。瓦的种类较多，按所用材料分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；按形状分，有平瓦和波形瓦两类。3、砂砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。砂一般分为天然砂和人工砂两类。按其产源不同，天然砂可分为：河砂、海砂和山砂。4、石凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。包括：毛石料石饰面石材色石渣石子5、灰凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。胶凝材料可分为无机与有机两大类。无机胶凝材料可按照其硬化条件分为气硬性
17、与水硬性两种。只能在空气中硬化的称为气硬性胶凝材料，如石膏、石灰。既能在空气中又能在水中硬化的称为水硬性胶凝材料，如水泥。6、木材木材具有很多优点，如轻质高强；易于加工；有较高的弹性和韧性；能承受冲击和振动作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。但木材也有缺点，如构造不均匀，各向异性；易吸湿、吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形；易燃、易腐等。影响木材强度的主要因素为含水率(一般含水率高，强度降低)，温度(温度高，强度降低) ，荷载作用时间(持续荷载时间长，强度下降)及木材的缺陷(木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等)。工程中木材又常分为原木、锯材及各类人造板材。2.2 近代土木工程材料1、钢
18、材钢材品质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高。有一定的塑性和很好的韧性、良好的加工性能。土木工程所使用的钢材大多为低碳钢和低合金结构钢。2、水泥 水泥是水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其他材料胶结成整体，并形成坚硬石材的材料。（1）水泥的定义和分类水泥按其用途及性能分为三类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。水泥按其主要水硬性物质名称分为：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，氟铝酸盐水泥，磷酸盐水泥，以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。（2）硅酸盐水泥水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性，这一现象称为水泥的初凝；随着塑性
19、的消失，水泥浆体开始产生强度，此时称为水泥的终凝；水泥浆体由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。水泥浆体终凝后，其强度会随着时间的延长不断增长，并形成坚硬的水泥石，这一过程称为水泥的硬化。（3）其他品种水泥有：快硬硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥。3、混凝土混凝土(简写为砼) 是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝工具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使用范围十分广泛。（1）混凝土的种类按胶凝材料不同，分为水泥混凝土(
20、又叫普通混凝土)、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表观密度不同，分为重混凝土(2600 kgm3)、普通混凝土 (19502 600 kgm3) 、轻混凝土(1950kgm3)；按使用功能不同，分为结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；按施工工艺不同，又分为喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土等。为了克服混凝土抗拉强度低的缺陷，将水泥混凝土与其他材料复合，出现了钢筋混凝土，预应力混凝土，各种纤维增强混凝土及聚合物浸渍混凝土等。（2）普通混凝土普通混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。（3）特种混凝土A、轻骨料混凝土
21、B、纤维增强混凝土(简称 FRC)C、聚合物混凝土D、碾压混凝土E、自密实混凝土（ 4）钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土钢筋混凝土是指配置钢筋的混凝土。预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土，通过张拉钢筋，产生预应力。预应力的产生，按张拉钢筋的方法可分为机械法、电热法和化学法；按施加预应力的顺序可分为先张法和后张法。2.3 现代土木工程材料1、新型混凝土（1）高强度混凝土；（2）高性能混凝土；（3）纤维混凝土；2、高分子和新型材料（1）沥青、沥青制品与其他防水材料沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属衍生物所组成的混合物。高分子新型防水卷材有三大类：橡胶类防水卷材，塑料类防
22、水卷材，橡塑共混型防水卷材。 （2）玻璃、陶瓷制品玻璃不仅有采光和防护的功能，而且是良好的吸声、隔热及装饰材料。陶瓷是由适当成分的粘土经成型、烧结而成的较密实材料。常用陶瓷材料的品种可分为：陶瓷锦砖(马赛克)，陶瓷墙地砖，陶瓷釉面砖，卫生陶瓷。（3）塑料与塑料制品塑料是以有机高分子化合物为基本材料，加入各种改性添加剂后，在一定的温度和压力下塑制而成的材料。（4）绝热材料将不易传热的材料，即对热流有显著阻抗性的材料或材料复合体称为绝热材料。绝热材料是保温、隔热材料的总称。分为无机绝热材料和有机绝热材料两大类。（5）吸声材料吸声材料是指能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的材料。常用的吸声材料有
23、：无机材料有机材料多孔材料纤维材料。（6）装饰材料对建筑物主要起装饰作用的材料称装饰材料，装饰材料应具有装饰功能、保护功能及其他特殊功能。装饰功能即装饰效果，是由质感、线条和色彩三个因素构成的。按其在建筑物的装饰部位予以分类：外墙、内墙、地面、吊顶装饰材料。（7）新型复合板材铜丝网水泥类夹芯复合板材彩钢夹芯板材3、绿色建材（1） “绿色建材”的基本概念及其特征绿色建材的基本特征有：A、建材生产尽量少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物。B、采用低能耗、无污染环境的生产技术。C、在生产中不得使用甲醛、芳香族、碳氢化合物等不得使用铅、镉、铬及其化合物制成的颜料、添加剂和制品。D、产品不仅不
24、损害人体健康，而且有益于人体健康。E、产品具有多功能，如抗菌、灭菌、除霉、除臭、隔热、保温、防火；调温、消磁、防射线、抗静电等功能。F、产品可循环和回收利用，废弃物无污染以防止造成二次污染。（2）绿色建材在国外的发展（3） “绿色建材”在国内的发展发展“绿色建材” ，改变长期以来存在的粗放型生产方式，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的生产方式是 21 世纪我国建材工业的必然出路。我国发展“绿色建材”取得的初步成果有：A、利用废渣类：废弃物为基料研制的砖制品取代粘土砖已趋于成熟，工程中已大量应用；B、采用化学石膏制板产品，以磷石膏、脱硫石膏、氟石膏代替天然石膏生产“绿色建材”
25、；C、充分利用白色污染废弃物，经粉碎后，采用刨花板(或中密度板)生产技术生产保温板系列产品、复合夹心板材产品来代替木材。D、利用稻草或农植物秸秆为填料，加水泥蒸压生产水泥草板。E、采用高新技术生产有益于人体健康的多功能“ 绿色建材” 。F、水泥的生产从综合治理寻求出路。第 3 章教学章节 第三章 基础工程教学目的了解工程勘察的基本方法和类型；了解两类基础的特点；了解不均匀沉降的危害和地基处理的常用方法。教学要求1. 了解工程地质勘察的意义；2掌握不同的基础形式：浅基础和深基础；3掌握不均匀沉降的危害； 4了解地基处理的方式。教学重点 浅基础、深基础和不均匀沉降的类型和特点教学难点 浅基础、深基
26、础和不均匀沉降的类型和特点教学方式 多媒体为主、板书为辅计划学时 3 学时教学内容3.1 岩土工程勘察 3.2 浅基础 3.3 深基础 3.4 不均匀沉降 3.5 地基处理 思考题1、你认为地基不均匀沉降的危害大吗，试举例说明？2、什么是工程地质勘察？教学内容岩土工程勘察、基础工程、地基处理是土木工程专业知识的重要组成部分。3.1 岩土工程勘察岩土工程勘察的目的主要是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区做出工程地质评价。岩土工程勘察的任务是按照不同勘察阶段的要求，正确反映场地的工程地质条件及岩土体性状的影响，并结合工程设计、施工条件，以及地基处理等工程的具体要求，进行技术论证和评价
27、，提出解决问题的决策性具体建议，为设计、施工提供依据，服务于工程建设的全过程。岩土工程勘察可分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。1、工程地质测绘工程地质测绘就是填绘工程地质图，根据野外调查综合研究勘察区的地质条件，填绘在适当比例尺地形图上加以综合反映。工程地质测绘方法有像片成图法和实地测绘法。2、岩土工程勘探方法勘探的方法主要有坑、槽探，钻探，地球物理勘探等。3、原位测试原位测试是指在岩土层原来所处的位置，基本保持的天然结构,天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标。原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试
28、验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。（1）载荷试验（2）旁压试验适用于粘性土、粉土、碎石土、砂土、残积土、极软岩和软岩等。（3）静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。3.2 浅基础通常把位于天然地基上、埋置深度小于 5 m 的一般基础 (柱基或墙基)以及埋置深度虽超过 5 m，但小于基础宽度的大尺寸基础 (如箱形基础)，统称为天然地基上的浅基础。如果地基属于软弱土层(通常指承载力低于 100kPa 的土层)，或者上部有较厚的软弱土层，不适于做天然地基上的浅基础时，也可将浅基础做在人工地基上。1、浅基础的类型（1）浅基础可以按基础刚度的不同分为：刚性基础，是
29、由砖、毛石、素混凝土和灰土等材料做成的基础。扩展基础，当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础。（2）浅基础还可以按构造类型的不同分为：单独基础；条形基础；筏板基础和箱形基础；壳体基础。3.3 深基础位于地基深处承载力较高的土层上，埋置深度大于 5 m 或大于基础宽度的基础，称为深基础。深基础有桩基础、沉井基础、地下连续墙和墩基础四种常用类型。1、桩基础按桩身材料划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩等。按施工方法分为预制桩、灌注桩两大类。按成桩过程中的挤土效应分为挤土桩、小量挤土桩和非挤土桩。按达到承载力极限状态时桩的荷载传递主要方式分为端承型桩和
30、摩擦型桩。2、沉井基础沉井按不同的下沉方式分为就地制造下沉的沉井与浮运沉井。3、沉箱基础沉箱基础又称气压沉箱基础，是一种无底的箱形结构，因为需要输入压缩空气来提供工作条件而得名，常用作桥梁墩台或其它构筑物的基础。3.4 不均匀沉降1、不均匀沉降不均匀沉降是反映土木工程结构地基变形的重要指标。一般是指在同一结构体中，相邻的两个基础沉降量的差值。如果差值过大，就会使相应的上部结构产生额外应力；当超过一定的限度时，还会产生裂缝、倾斜甚至破坏。2、减少不均匀沉降的措施当遇到地基不均匀、建筑物平面形状复杂、高差悬殊等情况时，在建筑物的特定部位设置沉降缝；还应合理安排建筑物间的距离；尽可能采用轻型结构以减
31、轻建筑物的自重；在砌体结构中设置圈梁以增强结构整体性；合理安排施工顺序和采用合理的施工方法等。3.5 地基处理1、地基处理的对象与目的地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。地基处理的目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件，这些措施包括：A、改善剪切特性；B、改善压缩特性；C、改善透水特性；D 、改善动力特性；E、改善特殊土不良地基的特性。2、地基处理方法与方案选择地基处理方法：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土或灰土挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法。地基处理的方案选择3、地基处理技术的发展第 4 章教学章节 第四章 建筑工程 教学目的以房屋建筑为例，介绍梁、板、柱、墙等基本构件
32、；单层建筑、大跨结构的基本构造；多层及高层的结构类型及分类；烟囱、水塔、水池、筒仓等特种结构的基本构造。教学要求1、了解建筑工程的基本构件类型和特点；2、了解建筑工程的主要类型；3、了解大跨建筑的特点，了解多层建筑的主要构成及特点；4、了解高层建筑的特点和发展；5、了解特种结构类型和特点；教学重点 房屋建筑的基本构造和单层、多层与高层建筑教学难点 房屋建筑的基本构造和单层、多层与高层建筑教学方式 多媒体为主、板书为辅计划学时 4 学时教学内容4.1 基本构件 4.2 单层与多层建筑 4.3 高层与超高层建筑 4.4 特种建筑 4.5 未来展望 思考题1、我校的教学楼由哪些部分组成的？2、你认为
33、建筑结构必须满足哪些功能要求？3、高层结构的主要结构形式及特点？教学内容建筑工程按层数可分为单层建筑、多层建筑和高层建筑。4.1 基本构件建筑的基本构件可分为板、梁、柱、拱等。1、板，指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置(如楼梯板) 或竖向设置(如墙板) 。板按受力形式可分为单向板和双向板。单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板，双向板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板。2、梁，是工程结构中的受弯构件，通常水平放置，有时也斜向设置以满足使用要求。梁的截面高度与跨度之比一般为 18116，高跨比大于 14 的称为深梁。梁的截面高度通常大于截面的宽度
34、，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁。梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。梁按截面形式可分为矩形梁、T 形梁、倒 T 形梁、L 形梁、z 形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。按所用材料可分为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等。按梁的常见支承方式可分为：简支梁、悬臂梁、一端简支另一端固定梁、两端固定梁、连续梁。梁按其在结构中的位置可分为主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。3、柱，是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。柱按截面形式可分为方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H 形柱、L 形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱；按所用材料可分为石柱、砖柱
35、、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱；按柱的破坏特征或长细比可分为短柱、长柱及中长柱；按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱。钢筋混凝土柱是最常见的柱，广泛应用于各种建筑。钢筋混凝土柱按制造和施工方法可分为现浇柱和预制柱。4、拱，曲线结构，主要承受轴向压力，广泛应用于拱桥，在建筑中应用较少，典型应用为砖混结构中的砖砌门窗拱形过梁，亦有拱形的大跨度结构。4.2 单层建筑与多层建筑1、单层建筑：可分为一般单层建筑和大跨度建筑。（1）一般单层建筑一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢
36、筋混凝土板，多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。单层工业厂房一般采用钢筋混凝土柱或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。按结构形式可分排架结构和刚架结构。单层工业厂房通常由屋盖结构、吊车梁、柱子、支撑、基础和维护结构组成。（2）大跨度结构大跨度结构常用于展览馆、体育馆、飞机机库等，其结构体系有网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等。2、多层建筑多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。我国以 8 层为界限，低于 8 层者称为多层建筑， 多层建筑常用的结构形式为混合结构、框架结构。框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体
37、性和抗震性能好。因其采用梁柱承重，因此建筑平面布置灵活，可获得较大的使用空间。多层建筑可采用现浇，也可采用装配式或装配整体式结构。4.3 高层建筑与超高层建筑高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m 或 7 层以上视为高层建筑；在日本，31m 或 8 层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于 24.3m 得建筑视为高层建筑。中国自 2005 年起规定超过 10 层的住宅建筑和超过 24 米高的其他民用建筑为高层建筑。高层结构的主要结构形式有：框架结构，框架剪力墙结构，剪力墙结构，框支剪力墙结构，筒体结构等。框架结构框架结构因其受力体系由梁和柱组成，用以承受竖向荷载是合理的，
38、在承受水平荷载方面能力很差。因此仅适用于房屋高度不大、层数不多时采用。框架剪力墙结构剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，固其抗剪能力很强，故称为剪力墙。在框架剪力墙结构中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样，可以大大减小柱子的截面。剪力墙结构当房屋的层数更高时，横向水平荷载已对结构设计起控制作用，如仍采用框架剪力墙结构，剪力墙将需布置得非常密集，这时，宜采用剪力墙结构，即全部采用纵横布置的剪力墙组成，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受竖向荷载。框支剪力墙结构两种建筑的功能完全不同，为完成这两种体系的转换，需在其交界位置设置巨型的转换大梁，将上部剪力墙的荷
39、载传到下部柱子上。这种结构体系，我们称之为框支剪力墙体系。筒体结构筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑。筒体结构可分为框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。4.4 特种结构特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。1、烟囱烟囱分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。砖烟囱的高度一般不超过 50 m；钢筋混凝土烟囱多用于高度超过 50m 的烟囱，一般采用滑模施工。钢筋混凝土烟囱按内衬布置方式的不同，可分为单筒式、双筒式和多筒式。钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地，但耐腐蚀性差，需经常维
40、护。钢烟囱按其结构可分为拉线式、自立式和塔架式。2、水塔水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石塔身与钢筋混凝土水箱组合的水塔。（3）水池水池同水塔一样用于储水；水池多建造在地面或地下。水池的分类A、按水池的材料分为：钢水池、钢筋混凝土水池、钢丝网水泥水池、砖石水池等。B、按水池的平面形状分为：矩形水池和圆形水池。C、按水池的施工方法分为：顶制装配式水池和现浇整体式水池。D、按水池的配筋形式分为：预应力钢筋混凝土水池和非预应力钢筋混凝土水池。水池的构造组成圆形水池由顶盖、池壁和底板三部分组成。（4）筒仓根据所用的材料，筒仓可做成钢筋混凝土筒仓、钢筒仓和砖砌筒仓。钢筋混凝土筒仓又可分为整体
41、式浇筑和预制装配、预应力和非预应力的筒仓。我国目前应用最广泛的是整体浇筑的普通钢筋混凝土筒仓。（5）核电站4.5 未来展望建筑的发展要综合利用多种要素以满足人类居住需要的完整形象，走可持续发展之路。因此，新建筑运动的发展包括建筑科学技术的进步和艺术的创新两部分，具体包括以下五方面：（1）生态观正视生态困难，加强生态意识（2）经济观力臻人居环境建设活动与经济发展良性互动（3）科技观充分利用科学技术，推动经济发展和社会繁荣（4）社会观关怀最广大的人民群众，重视社会发展的整体利益（5）文化观积极推动建筑文化和艺术的创造、发展和繁荣第 5 章教学章节 第五章 交通土建工程教学目的明确道路公路、铁路工程
42、和隧道工程的分类和基本组成；了解机场工程的内容和特点。教学要求1、明确隧道工程、道路工程、及铁路工程的主要内容和特点；2、 了解机场工程的内容和特点。教学重点 道路工程和铁路工程的基本体系教学难点 道路工程和铁路工程的基本体系教学方式 多媒体为主、板书为辅计划学时 4 学时教学内容5.1 道路工程 5.2 铁路工程 5.3 机场工程 5.4 隧道工程 思考题1、城市道路应具有哪些功能，你最关注哪一个？2、公路在选线时必须考虑的主要因素？教学内容5.1 道路工程道路是一种带状的三维空间人工构筑物，它包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等工程实体。道路的设计一般从几何和结构两大方面进行。1、道路的分类
43、道路运输从广义上讲是指货物和旅客借助一定的运输工具，沿道路某个分向，作有目的的移动过程。狭义上讲道路运输则是汽车在道路上有目的的移动过程。根据其所处的位置、交通性质、使用特点等主要可分为公路、城市道路。（1）公路的分类目前我国的公路等级按照其使用任务、功能和适应的交通量分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。按照公路的位置以及在国民经济中的地位和运输特点的行政管理体制分类为：国道、省道、县道、乡(镇)道及专用公路。公路的技术标准一般有“几何标准” 、 “载重标准”和“净空标准”等，在公路设计时必须严格遵守。（2）城市道路的分类道路一般按照其在道路网中的地位、交通功能以及
44、对沿线建筑物的服务功能来分类。一般分为：快速道(双向行车道、中央设有分车带、进出口一般全控制或部分控制，为城市大量、长距离、快速交通服务)；主干道(连接城市主要分区的干道，以交通功能为主，一般为三幅或四幅路)；次干道(与主干道组成道路网，起集散交通之用，兼有服务功能)；支道(为次干道与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主)。2、公路建设（1）公路的几何组成(或称线形组成)公路选线工作一般包括从路线方案选择、路线布局，到具体定出线位的全过程。1）在选线时必须考虑以下主要因素：路线在政治、经济、国防上的意义，国家和地方建设对路线使用的任务、性质方面的要求，国防、支农、综合利用等重要方针
45、的体现。路线在铁路、公路、航道等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。沿线地形，地质、水文、气象、地震等自然条件的影响，路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、主要材料用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。其他如沿线历史古迹、历史文物、与风景区的联系等。2）路线方案选择的方法及步骤：搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图、地质图、水文、地质、气象资料等。根据确定的路线总方向和公路等级，先在小比例尺的地形图上，结合搜集的资料，初步研究各种可能的路线走向。按室内初步研究提出的方案进行实地考察，
46、连同野外考察中发现的新方案都必须坚持跑到、看到、调查到。3）路线的类型有：沿河线；越岭线；山坡线；山脊线（2）公路的结构建设1）公路的路基建设路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑成带状土工构筑物，路基必须具有一定的力学强度和稳定性，又要经济合理，以保证行车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。公路路基的横断面形式有路堤、路堑和半填半挖三种。路堤有：一般路堤、软土路堤、沿河路堤、护脚路堤等；基本路堑形式有：全挖式、台口式和半山洞式。2）公路的路面建设公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的构筑物，以供汽车安全、迅速和舒适地行驶，因此路面必须具有足够的力学强度和良好的稳
47、定性，以及表面平整和良好的抗滑性能。路面一般按其力学性质分为柔性路面和刚性路面两大类。3）公路排水构筑物建设地面水的排除系统按其排水方向不同，分为纵向排水和横向排水。4）公路特殊构筑物公路的特殊构筑物有隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程等。5）公路沿线附属结构建设除各种基本结构以外，还需设置交通管理设施、交通安全设施、服务设施和环境美化设施等。公路交通标志有三类：指示标志、警告标志、禁令标志。3、高速公路我国已建成的高速公路总里程已居世界第二位，仅次于美国。（1）高速公路的特点行车速度快、通行能力大；物资周转快、经济效益高；交通事故少、安全舒适。（2）高速公路的线形设计标准我国公路工程技
48、术标准的规定主要有：最小平曲线半径及超高横坡限制；最大纵坡和竖曲线；线形要求；横断面。（3）高速公路沿线设施高速公路沿线有安全设施、交通管理设施、服务性设施、环境美化设施。安全设施一般包括标志(如警告、限制、指示标志等)、标线、护栏、隔离设施、照明及防眩设施、视线诱导设施。交通管理设施一般为高速公路入口控制、交通监控设施。服务性设施一般有综合性服务站、小型休息点、停车场等。5.2 铁路工程铁路运输是现代化运输体系之一，也是国家的运输命脉之一。铁路运输的最大优点是运输能力大、安全可靠、速度较快、成本较低、对环境的污染较小，基本不受气象及气候的影响，能源消耗远低于航空和公路运输，是现代化运输体系中的主干力量。第一条完全用于客货运输而且有特定时间行驶列车的铁路，是 1830 年通车的英国利物浦与曼彻斯特之间的铁路，这条铁路全长为 563 km。牵引机车从最初的蒸汽机车发展为内燃机车、电力机车。城市轻轨与地下铁道已是各国发展城市公共交通的重要手段之一。铁路工程涉及到选线设计和路基工程两大部分。1、铁路选线设计与路基
