土木工程概论复习

土木工程概论复习复习要点： 第1章土木工程的定义： 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，既建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。现代土木工程的特点： 1.功能要求多样化；2.城市建设立体化；3.交通工程快速化；4.工程设施大型化。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规律。技术是指将科学研究所发现的或传统经验所证明的规律发展转化成为各种生产工艺、作业方法、设备装置等。技术的主要任务是为生产某种满足人类需要的产品服务。工程是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门而形成的各种学科的总称。工程的目的在于利用和改造自然来为人类服务。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。第2章砖是一种常用的砌筑材料。制砖的原料容易取得，生产工艺比较简单，价格低，体积小，便于组合。砖广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。标准粘土砖的尺寸为240mm*115mm*53mm。砖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、煤粉灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无空洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。灰是指石灰和石膏。胶凝材料：凡是能在物理、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。与石材、混凝土等材料相比，钢材强度高，构件的截面尺寸小。土木工程用的钢材是指用于钢结构的各种型材、钢板、管材和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。钢材是在严格的技术控制条件下生产的，品质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高，常温下能承受较大的冲击和震动载荷。钢材具有良好的加工性能，可以铸造、锻压、焊接、铆接和切割，便于装配。土木工程中使用的钢材可划分为钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢材两大类，型钢主要指轧制成的各种型钢、钢轨、钢板、钢管等。水泥与钢材、木材一起并称土木工程的三大基础材料。水泥是粉状的水硬性胶凝材料。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、以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要成分的水泥。硅酸盐系水泥为干粉状物，加适量的水并拌和后便形成可塑性的水泥浆体，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；随着塑型的消失，水泥浆开始产生强度，此时称为水泥的终凝；水泥浆由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。水泥浆终凝后，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。混凝土简称砼（tng）。混凝土是由胶结材料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件养护而成的人造石材。钢筋与混凝土之所以可以共同工作是由他们自身的材料性质决定的：1.钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数；2.钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，钢筋的端部加工成弯钩能有效地传递钢筋与混凝土之间的拉力；3.混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境在钢筋表面形成了一层钝化保护膜。高强度混凝土是指强度等级在C60级以上的混凝土。高性能混凝土是一种能符合特殊性能综合与均匀性要求的混凝土，此种混凝土往往不能用常规的混凝土组分材料和通常的搅拌、浇捣和养护的习惯做法所获得。高性能混凝土的主要指标可概括为：超高的强度、低渗透性、良好的结构性能、优越的耐久性、客观的经济效益、环保性。第3章地基是指承托土木工程基础的这一部分很小的场地。基础是使上部结构构件的应力有效扩散，使之与土层强度相匹配的过渡结构。原位测试：指在岩土原来所处的位置上或基本上在原位状态和应力条件下，对岩土性质进行的测试。常用的原位测试方法有：荷载试验、静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、标准贯入试验、波速测试及其他现场试验。天然地基上的浅基础：位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋置深度虽超过5m，但小于基础深度的大尺寸基础（如箱型基础）。浅基础的结构形式：1.独立基础（房屋建筑中柱的基础一般为独立基础）-常见于装配式单层工业厂房的基础；2.条形基础（墙的基础通常连续设置成长条形）-在普通的砌体结构中应用广泛；3.筏板基础和箱型基础。深基础：位于地基身处承载力较高的土层上，埋置深度大于5m或大于基础宽度的基础。如桩基、地下连续墙、墩基和沉井等。桩基础中按桩身材料不同，可将桩划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩等。按施工方法可分为预制桩、灌注桩两大类。按成桩过程中挤土效应可分为土桩、小量挤土桩和非挤土桩。按达到承载力极限状态时荷载传递的主要方式，可分为端承桩和摩擦桩两大类。沉井基础：沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物。沉井基础的特点：埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好、能承受较大的垂直荷载和水平荷载。沉井基础的缺点：施工期较长；对细砂及粉砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下降过程中遇到大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大时，均会给施工带来一定困难。地基处理的目的是指提高软弱地基的强度、保证低级的稳定性；降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降；防止地震时地基土的振动液化；消除特殊土的湿陷性、膨胀性和冻胀性。第4章板是指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置。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。梁是工程结构中的受弯构件，通常水平放置。梁按所用材料可分为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力钢筋混凝土梁、土梁以及钢与混凝土组成的组合梁等。梁按支撑方式可分为简支梁、悬臂梁和连续梁。梁按其在结构中的位置可分为主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。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。钢筋混凝土柱是最常见的柱，钢筋混凝土柱按制造和施工方法可分为现浇柱和预制柱。民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。单层工业厂房一般采用钢筋混凝土或钢结构柱，屋盖采用屋架结构。按结构形式可分为排架结构和钢架结构。排架结构：柱与基础为刚接，物价与注定的连接为铰接。刚架结构：也称框架结构，即梁或屋架与柱的连接均为刚性连接。大跨度结构：指跨度大于60m的建筑。如：网架结构、网壳结构、悬索结构、悬吊结构、索膜结构、充气结构、薄壳结构、应力蒙皮结构等。多层结构：我国以24m为界限，低于24m的建筑。我国规定超过100m的为超高层。框架结构因其受力体系由梁、柱组成，能很好地承受竖向荷载，但是其抗侧移能力较差。框架结构仅适用于房屋高度不大的建筑。剪力墙为一段钢筋混凝土墙体，因其抗剪能力很强，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。剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。框架剪力墙结构体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。当房屋的层数更高时，横向水平荷载以对结构设计起控制作用，这时宜采用剪力墙结构，既全部采用纵横布置的剪力墙。剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受垂直荷载。剪力墙结构因剪力墙的存在，其空间分割固定，建筑布置不灵活，所以一般用于住宅、旅馆等建筑。为将框架结构和剪力墙结构组合在一起，完成这两种体系的转换，需在其交界位置设置巨形的转换大梁，将上部剪力墙的力传至下部柱子上，这种结构体系为框支剪力墙体系。筒体结构：是由一个或多个筒体作承重架构的高层建筑体系。筒体结构可分为框筒体系、筒中筒体系、桁（hng）架筒体系、成束筒体系等。第5章一个完整的交通运输体系是由铁路、道路、水运、航空和管道五种运输方式构成的大系统。道路是提供各种车辆和行人等通行的工程设施。道路按其使用特点分为：公路、城市道路、厂矿道路、林区道路以及乡村道路。公路分为：国家干线公路（简称国道）、省级干线道路（省道）、县级公路（县道）、相机公路（乡道）以及专用公路等。城市道路分为：快速路、主干路、次干路、支路。路线平面和纵面均由直线和曲线组成。公路路基的横断面一般有三种形式：路堤、路堑和半挖半填。路基的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。公路路面是用各种坚硬的材料分层建筑而成的路基顶面的结构物。路面必须具有足够的力学强度和良好的稳定性，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。第6章桥按使用性能分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。桥按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。桥梁分类多孔跨径总长单孔跨径L0/m特大桥L1000L0150大桥100L100040L0150中桥30L10020L040小桥8L305L020涵洞L05桥按行车道位置分为：上承式桥、中承式桥、下承式桥。桥按承重构件受力情况分为：梁桥、拱桥、板桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥（斜拉桥、悬索桥）。桥按使用年限可分为：永久性桥、半永久性桥、临时桥。桥按材料类型分为：木桥、圬（w）攻桥、钢筋混凝土桥、预应力桥、钢桥。桥梁总体规划的原则是：根据其使用任务、性质和将来发展的需要，全面贯彻安全、经济、适用和美观的方针。梁式桥力量传递的主要特色是桥梁上部结构的荷载垂直的传至支承，再由支承传至下部结构，两个支承之间的桥面必须承受很大的弯矩力。多空架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的成为连续梁；在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过度到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁；伸出有悬臂的梁称为锚梁。目前应用最广的是简支梁结构形式的梁桥，这种结构形式简单，施工方便，对地基承载的要求也不高，通常跨径在25m一下的桥梁常被采用。当跨度大于25m，并小于50m时，一般采用预应力混凝土简支梁桥的形式。梁的截面结构形式，一般有实心板梁、矮肋板梁、空心板梁和箱型梁等。拱式桥是由拱圈或拱肋作为主要承载结构。这种结构在竖向荷载下，桥墩或桥台将承受水平推力。拱的弯矩和变形较小，主要承受压力。拱桥跨越能力大，外形也较美观，因此一般来讲修建拱桥是经济合理的。拱桥的下部结构和对基础的要求比较高。刚架桥的上部结构与下方支脚部分是完全刚接在一起的。刚架桥是梁和柱（或竖墙）整体结合的桥梁结构。在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力，受力状态介于梁式桥和拱桥之间。把梁用若干根斜拉索拉在塔上，便形成斜拉桥。斜拉桥由主梁、塔柱和斜索三种基本构件组成。斜拉桥是一种桥面体系（加劲主梁）受压，支撑体系（斜拉索）受拉的结构。斜拉桥的斜索是桥的生命线。桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。作用在桥面上的竖向移动荷载可通过主梁和吊杆加载于主塔，传给地基。在力的传递过程中吊杆和主缆索均承受着很大的拉力，此拉力由两岸桥台后修筑的巨型锚碇平衡。悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一。悬索桥由主缆、塔架、加劲梁和锚碇四部分组成。桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。看书P126的图。桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩是由台（墩）帽、台（墩）身和基础组成。第11章土木工程施工一般可分为施工技术与施工组织两大部分。基础工程主要包括土石方工程和建筑物、构筑物底部的基础工程。土石方工程建成为土方工程，常见的土方工程有场地平整、基坑（槽）及管沟开挖、土坪填土、路基填筑、隧道开通及基坑回填等。土方机械厂用的有推土机、铲运机、挖掘机等。挖掘机利用土斗直接挖土，因此也称为单斗挖土机。常用的有正铲、反铲、抓铲、拉铲等。（书图P207）结构工程主要包括砌筑工程、钢筋混凝土工程、结构安装工程等。砌筑工程所用材料主要是砖、石或砌块以及起粘结作用的砌筑砂浆。常用的垂直运输设备有塔式起重机、井架及龙门架。（书图P214）砌体施工的基本要求是：横平竖直、砂浆饱满、灰缝均匀、上下错缝、内外搭砌、接槎（ch）牢固。钢筋工程主要包括：钢筋的进场检验、加工、成型和绑扎安装，以及钢筋的冷加工和连接等。钢筋混凝土结构的模板系统由两部分组成，其一是形成混凝土构件形状和实际尺寸的模板；其二是保证模板形状、尺寸及空间位置的支撑系统。混凝土工程包括：制备、运输、浇筑、养护等。预应力混凝土有先张法施工和后张法施工两种生产方法。结构安装工程中常用的起重机械有：桅杆起重机、自行式起重机和塔式起重机等。索具设备有：钢丝绳、吊具（卡环、横吊梁）、滑轮组、卷扬机及锚碇等。在特殊安装工程中，各种千斤顶、提升机等也是常用的起重设备。大体积混凝土施工：土木工程构建三个方向的最小尺寸超过2m的混凝土施工；或一次性浇筑1000立方米。大体积混凝土施工技术：1.减少本身散发的热量；2.控制内外温差在25摄氏度内（内降温，外保温）；3.延长养护工作；4.科学合理组织施工。施工组织设计的内容：1.工程概况；2.施工方案选择；3.施工进度计划；4.施工平面图；5.主要技术经济指标；6.质量、安全保证体系。第12章中华人民共和国建筑法（简称建筑法）是我国工程建设和建筑业的一部大法，是筑活动的基本法。工程项目管理是指从事工程项目管理的企业受业主委托，按照合同约定，代表业主对工程项目的组织实施进行全过程或若干阶段的管理和服务。工程项目管理的核心内容：三控制（进度控制、质量控制、费用控制），二管理（合同管理、信息管理），一协调（组织协调）。现代化的项目管理具有如下特点：1.项目管理理论、方法、手段的科学化；2.项目管理的社会化和专业化；3.项目管理的标准化和规范化；4.项目管理国际化。工程项目招标投标中的所谓“招标”是指项目建设单位（业主）将建设项目内容和要求以文件形式标明，招引项目承包单位（承包商）来报价（投标），经比较选择理想承包单位并达成协议的活动。“投标”是指承包商向招标单位提出承包该工程项目的价格和条件，供招标单位选择以获得承包权的活动。在建筑市场上常见的承包方式有很多，包括平行承发包、总分包、施工联合体、施工合作体、工程项目总承包、BOT方式。建设单位监理单位承包单位承包发包被监理监理被委托委托工程建设监理的作用是代表建设单位，对工程建设项目用严密的监理制度、特殊的管理方式，按合同规范要求进行全过程跟踪和全面监督与管理，促使工程建设项目的投资、工期、质量按计划实现，最终达到工程建设项目合法、合理、科学、经济。 第13章最常发生的工程灾害有：地震、风灾和地质灾害（泥石流、滑坡等）。建筑物需要加固和改造的原因：1.使用荷载增加；2.抗震加固；3.结构损害；4.纠正设计或施工失误；5.历史性建筑的保护。