土木工程概论复习

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,土木工程概论复习,易宏斌,全书共分十六章,第一章 土木工程专业培养目标和人才素质要求,1.,土木工程概念,土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解,:,一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施；土木工程另一层含义是指为了建,造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。,2.,土木工程需要解决的问题,A.,第一个问题是,为人类活动需要（既有物质方面的也有精神方面的）提供功能良好、舒适美观的空间和通道,，同时还表现为防水患、兴水利以及环境治理等方面。这是土木工程的根本目的和出发点。,B.,第二个问题是,抵御自然灾害或人为作用力,。前者如地震、风灾、水灾等作用，后者如工程振动、人为破坏等。,C.,第三个问题是,要充分发挥材料的作用,。,D.,第四个问题是主要通过有效的技术途径和组织手段，利用各个时期社会能够提供的物质设备条件，,“好、快、省”地组织人力、财力、物力，,把社会所需要的工程设施建造成功，付诸使用。,土木工程要解决四个方面的问题,A.,人类生存的需要（空间、通道、环境等）；,B.,（目的）抵抗自然灾害、人为破坏；,C.,（存在原因）充分发挥材料的作用；,D.,（物质基础）土木工程施工与组织管理；最终归宿,为解决以上四个方面的问题需要进行的土木工程活动包括两个方面：,技术方面：,勘察、测量、设计、施工、监 理、开发等；,管理方面：,制订政策和法规、企业管理、项目管理、施工组织、物业管理等；,3.,土木工程具有四个基本属性,.,社会性,.,综合性,.,实践性,.,技术、经济和艺术的统一性。,4.,关于土木工程专业,土木工程专业：,发展土木工程的根本因素是培养大批掌握土木工程科学技术，懂得土木工程基本属性，具有能解决上述四方面的问题的人才。,土木工程专业的设置,：,目前我国 土木工程专业在两类学校设置：一是高等学校（包括普通高等学校、高等专科学校、高等职业技术学校），培养的是未来的土木工程师；二是中等专科学校，培养的是未来的土木工程技术员。,1.2,我国高等学校土木工程专业的培养目标,培养目标：,是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，获得土木工程师基本训练,(,大专、高职为获得土木工程师初步训练）具有创新精神的高级工程技术人才（大专、高职为高级工程技术应用人才）。,高等教育：,是指一切建立在普通教育（中学进行的就是普通教育）基础上的专业教育。,1.2.1,关于科学、技术、工程和工程师的概念,.,科 学,是指关于事物的基本原理和事实的有组织有系统的知识。科学的任务是研究关于事物和事实（自然界和社会）的本质和机理，以及探索它们发展的客观规律。,.,技术,是根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种生产工艺、作业方法、操作技能，设备装置的总和。 技术的任务是利用和改造自然，以其生产的产品为人类服务。其中工程技术有土木、机械、电讯、计算机等。（,要明确科学与技术是两个不同的概念,，从上述科学技术发展简史来看，科学是基础，应用科学原理可以开发技术；技术的发展又会发现新的现象和问题，再研究，又促进科学的进一步发展。所以科学与技术相互促进，相辅相成，两者又相互渗透，并没有明确的界限。但科学与技术毕竟是两个不同的概念。）,（,3,）,工 程,工程是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称,，其目的在于利用和改造自然来为人类服务。,完整的概念是：运用科学原理、技术手段、实践经验、利用和改造自然，生产开发对社会有用的产品和实践活动的总称；,（,4,）,工程师,工程师是从事工程活动的技术家。,工程师有,3,种类型,A.,技术实施型,B.,研究开发型,C.,工程管理型,工程师应具备的素质,A.,有较强的基础科学和技术科学的理论基础和较宽的知识面。,B.,工程师必须具备下述几方面的能力：,a.,设计能力,b.,实施能力,c.,开发能力,d.,管理能力,e.,评价能力,f.,交际能力。,1.2.2,对于我国高等学校土木工程专业培养目标的理解,.,培养目的：是塑造能为现代化建设服务的第一线的土木工程师。在校进行的是基本训练，毕业后是助理工程师，经过实践锻炼、考核才能成为工程师。,.,处理好学习基础科学和技术科学的关系：土木工程专业所培养的未来工程师，属于技术家的范畴。学生在学习过程中既要重视基础科学和技术科学的学习，又要重视本专业工程技术的学习。要特别重视本专业工程技术知识和技能的学习和应用。,.,要重视工程意识和创新精神的培养：由于我国目前土木工程企事业部门多数还不能承受学生毕业后的专业技术培训任务，所以学习期间要重视与工程实践有关的技能和能力训练，要重视工程意识和创新精神的培养和形成。,.,要有意识地拓宽知识面，以适应社会的需求：社会对人才的需求和学校对人才的培养之间存在着两个根本矛盾：,A.,社会需求的多样性和学校培养人才的规格较为单一之间的矛盾；,B.,社会需求的可变性和学校教学的相对稳定性之间的矛盾。所以除学好本专业规定的必修课之外，还应具备一些其他知识面，以适应多变的社会需求和个性发展的需要。,1.3,当前土木工程专业对所培养人才的素质要求,.,关于素质：,是指“人在先天生理基础上受后天环境、教育影响，通过个体自身的认识与社会实践，养成的比较稳定的身心发展的基本品质。,. 21,世纪工程师要做好回答下述,4,个问题的,准备,：,A.,会不会去做,B.,可不可以做,C.,值不值得做,D.,应不应该做,.,土木工程专业学生应追求的,基本品质,：,认知方面；技能和能力方面；思想和情感方面；意识和意志方面；心理和体魄方面；, 养成上述基本品质的主要,途径,：,勤奋学习；努力实践；勇于创新；交融集体；健康身心；与时俱进。,工程师的基本素质的要求：,A.,较强的基础科学和技术科学的理论基础和较宽的知识面；,B.,具有,6,个方面的能力：,设计能力、实施能力、开发能力、管理能力、评价能力、交际能力。,第二章 土木工程的内涵和发展简史,2.1,土木工程的内涵,（,1,）,土木工程,指用工程材料如土、石、砖、木、钢筋砼、建筑塑料、铝合金等修建房屋、道路、铁路、桥梁、隧道、运河、堤坝、港口、特种结构和市政卫生工程等的生产活动和工程技术。, 土木工程也是一种学科，称为,土木工程学,。它是指运用数学、 物理、 化学等基础科学知识，力学、材料等技术科学知识以及土木工程方面的工程技术知识来研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的一门学科。,建筑物（建筑）,：指供人们进行生产、生活或其它活动的空间、场所。,构筑物,：指人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑物，如水塔、堤坝、烟囱等。,（,3,）土木工程具有民用性是与人们的衣、食、住、行关系密切的工程。, 各类土木工程必须具备抵御自然灾害和人为的作用力。,.,要充分理解土木工程所要解决的四个方面的问题。作为未来的土木工程师不仅要保证完成的各类土木工程能承受各种作用力，同时，还能根据现有的物质基础（土地、材料、施工机具等）经济而迅速地完成其建造任务。,如何理解土木工程的内涵？,土木工程不仅与建造各类工程的生产活动和工程技术有关，而且也是一种学科；土木工程与人类的生存和社会发展息息相关；要充分理解土木工程所要解决的四个方面的问题，学习土木工程要有自豪感和强烈的社会责任感；同时还要认识到，土木工程虽然是一门古老的学科，但其领域随相关学科的发展、经济建设和社会进步的需要不断深化、不断拓展。,2.2,土木工程的发展简史,经历了三个历史时期,.,古代土木工程,(,从新石器时代约公元前,5000,年起开始至,17,世纪中叶,),。中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑，均系木构架结构，山西应县木塔是我国保存至今的唯一木塔，也是现存的最高的木结构之一。西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教堂建筑，都采用了砖石拱卷结构。古代土木工程的特点：土木工程所用材料最早只是当地的天然材料，如泥土、砾石、树干、竹、茅草、芦苇等，后来发展了土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料如草筋泥、混合土等。,.,近代土木工程,（从,17,世纪中叶到,20,世纪中叶的,300,年间） 主要特征是：,1,有力学和结构理论作指,2,导砖、瓦、木、石等建筑材料广泛使用；混凝土、钢材、钢筋砼以及早期的预应力砼得到发展。这个历史时期，土木工程在理论、材料、施工领域出现的具有重大意义，大事有：,现代桥梁的三种基本形式（梁桥、拱桥、悬索桥）相继出现。,.,现代土木工程,（,20,世纪中叶第二次世界大战结束后至今） 其特点表现为：,A.,土木工程功能化；,B,城市建设的立体化：城市建设有三个趋向；高层建筑的大量兴起,地下工程高速发展,城市高架公路、立交桥大量涌现；,C.,交通运输高速化（其标志是高速公路的大规模修建）； 土木工程的功能化、城市建设的立体化、交通运输的高速化必然使得构成土木工程的三个要素：材料、施工、理论出现了新的发展趋势； 建筑材料的轻质高强化。施工过程中的工业化、装配化设计理论的精确化、科学化。,第三章 土木工程中的材料,土木工程中的材料重要性质有：,（,1,）,物理性质,如,容积密度,（材料在自然状态下单位体积的质量），,密度,（材料在绝对密实状态下单位体积的质量），以及材料与水有关的性质如,含水率,、,吸水性,、,透水性,，和材料的热工性质如,导热性,、,耐火性,、,收缩膨胀,等。,（,2,）,力学性质,如,强度,（抵抗破坏的能力），,变形,（承受形状改变的能力），,弹性,（材料在外力除去后其变形能完全消失的性质），,塑性,（外力除去后不能恢复其原有形状的性质），,韧性,（材料受冲击断裂时吸收机械能的能力）。,（,3,）,耐久性质,指材料在长期使用过程中经受各种所处环境和条件的作用（如日光曝晒，大气、水和化学介质侵蚀，温、湿度变化，冻融循环，机械摩擦，虫菌寄生等）仍能保持其使用性能的能力。,土木工程材料的分类,1.,所用的材料按其,自身组织的不同,可分为金属材料和非金属材料两大类，金属材料又可分黑色金属和有色金属，非金属材料又可分无机材料和有机材料。,2.,按材料在土木工程,设施中所起的作用和功能,分，又可分为： 承重材料 围护材料装饰材料胶结材料,3.2,常用建筑结构材料简介,.,钢材,按化学成分 分类 低碳钢 合金钢,评 价：材质均匀、强度高、塑性好、便于加工安装；缺点是耐火性差，易于锈蚀，维护费用较高。,混凝土,混凝土,类型,(,水泥混凝土,轻混凝土,沥青混凝土,),评 价：,优点,是：可模性、耐久性、耐火性、整体性都好，易于就地取材，价格较低，强度比砖、石材都高，能与钢筋粘结做成各种强度高的钢筋砼结构；缺点是：自重较大、施工复杂、工序多、工期长、易产生裂缝。,.,砌体,概念,：是由石材、粘土、混凝土、工业废料等材料做成的块材和水泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水混合做成的砂浆，叠合粘结而成的复合材料。,类 型,(,石砌体,实（空）砖砌体,中小混凝土块砌体、硅酸盐块砌体等,),评 价,所有砌体，强度都低。砌体优点是易于就地取材，价格低廉，施工简便，隔热保温性以及耐火耐久性好；但因强度低，导致结构笨重，施工劳动量大，工程质量问题多。实心粘土砖与农争田，破坏生态，应限制、废止使用。提倡节能环保材料。,.,木材,(,圆材、方材、条材、板材等,),应用特点：结构自重轻、制作容易，架设简便，工期快，造价便宜等优点；但易燃、易腐朽，结构变形较大等缺点。,第四章 土木工程中的力学和结构概念,4. 1,力、力矩和平衡,力,（,Force,）是一种物体间有方向的相互作用，这种相互作用有使物体改变原来形状或改变运动方向，或二者具有的效应。,4.2,外力、内力和反力,(,它承受的内力，归纳起来是下列,5,种以及它们间的组合：,（,1,）产生拉伸变形的是,拉力,，一般以,N,表示；,（,2,）产生压缩变形的是,压力,，一般以一,N,表示；,（,3,）产生弯曲变形的是,弯矩,，一般以,M,表示；,（,4,）产生剪切变形的是,剪力,，一般以,V,表示,（,5,）产生扭曲变形的是,扭矩,，一般以,MT,表示。,4.3,荷载和作用,1.,直接施加在土木工程结构上的外力是由荷载引起的。土木工程中的荷载大体有以下三类（一般都以,kN,kN/m,或,kN/m,2,计）：,（,1,）,永久荷载,指在使用期间永久施加在结构上，其值不随时间变化的荷载，也称,恒载,。在建筑物中，承重结构的恒载约占总荷载的,50%-70,。,（,2,）,可变荷载,指在使用期间施加在结构上的值随时间变化的荷载，也称,活载,。,1,）使用活载,2,）车辆活载,3,）雪载,4,）风载 风载有,3,个“不一样”：不同地区不一样；同一地区每时每刻不一样；不同高程、不同部位不一样。设计时采用的风载值是重现期为,50,年的,l0min,内平均风压的统,计值。,（,3,）,偶然荷载,指在使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载，如撞击荷载、爆炸荷载等。,作用也使结构内部产生内力和变形。以三类形式出现：,（,1,）,约束变形作用,以温差作用为典型；,（,2,）外加变形作用以地基的沉陷作用为典型；,（,3,）,惯性作用,以地震作用为典型。,4.4,结构和结构失效,（,1,）结构的构件和九种类型,承受由荷载和作用在结构中产生内力的是结构的构件。结构的基本构件有以下几种,:,1,）,板,有较大平面尺寸但厚度较小的平面构件，通常水平方向设置，承受垂直于板面的荷载，以受弯矩为主；,2,）,梁,承受垂直于其纵轴方向荷载的线形构件，其截面尺寸小于其长向跨度，以受弯矩和剪力为主；,3,）,柱,承受平行于其纵轴方向荷载的直线形构件，其截面尺寸小于其高度，以受压力和弯矩为主；,4,）,墙,受平行或垂直于墙面方向的竖向平面构件，其厚度小于墙面尺寸；前者以受压力为主，后者以受弯矩和剪力为主；,5,）,杆,承受轴向力（拉力或压力）的直线形构件，截面尺寸比长度小得多，多用于组成架结构或网架结构；,6,）,拱,承受沿其纵轴平面内荷载的曲线形（或折线形）构件，其截面尺寸小于其弧长（折线总长），以受压力和弯矩、剪力为主；,7,）,壳,一种曲面形具有很好空间传力性能的构件，能以极小厚度覆盖大跨度空间，以受压力为主；,8,）,索,以柔性受拉钢索组成的构件，直线或曲线形；,9,）,膜,以薄膜材料（如玻璃纤维布）制成的构件，只能承受拉力。,由上述基本构件组成的九种典型结构 ：,1,）,墙体结构,以墙为主体的结构；,2,）,框架结构,以梁、柱组成的框架为主体的结构；,3,）,框架,-,筒体结构,利用四周墙形成的封闭筒体，和框架一起组合成的结构；,4,）,错列桁架结构,将杆组成一些由平面三角形图案集合成的较大跨度的桁架，以错列桁架形式形成的结构；,5,）,网架结构,将杆组成网格形的空间网架，以空间网架为主体形成的结构；,6,）,拱结构,以拱为主体的结构；,7,）,壳体结构,以空间薄壳为主体的结构；,8,）,空间折板结构,以多块平板折叠成空间折板形成的结构；,9,）,钢索结构,以索为主体的结构。,（,2,）,结构和材料的关系,无论什么结构都是由材料做成的。按材料分有钢结构、木结构、钢筋混凝土结构和砌体结构。结构的受力、变形状态和各类材料的力学性质密不可分。自然界给予结构承受外力和内力的本能是通过两个基本受力状态,受拉和受压来完成的。,（,3,）,结构和地基的关系,常见的土可分为,6,类：,1,）,岩石,颗粒间牢固联结的、整体的或有裂隙的岩体；,2,）,碎石土,多数粒径大于,2mm,的土，按粗细又分块（漂）石、卵（碎）石、圆（角）砾；,3,）,砂土,多数粒径大于,0. 075mm,小于,2mm,的土，按粗细又分砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂；,4,）,粉土,颗粒粒径更细，粘性介于粘性土和上述非粘性土之间的土；,5,）,粘性土,粒径比粉土更细，具有明显粘性的土；,6,）,人工填土,回填土、垃圾、工业废料等。各类土的承载力大体为,100,400kN/m2,。对基础和地基应有的认识：,1,）基础既是结构和地基的连接件，又是结构的一部分，也称下部结构；它的设置既要考虑上部结构的型式、规模、用途、荷载大小与性质，又要考虑下部地质条件、土层分布、土的性质和地下水情况。基础应搁置在坚实土层上，因搁置深度不同，可分为浅基础和深基础两类。浅基础如独立基础、条形基础、筏形基础和箱形基础；深基础如桩基础和沉箱基础。,2,）地基的土是由固体矿物颗粒、水和空气三部分组成，称为土的三相，即固相、液相、气相。结构搁置在地基上，土体颗粒间的空气和水被挤出，颗粒间的距离变小，称地基压缩，同时结构发生沉陷。由于土的透水性不同，土体完成压缩过程的时间也很不一样，这就是结构搁置在地基上会在一段时间内发生沉陷的原因。,（,3,）,结构的预定功能和失效,：,土木工程的任何结构都应该具有以下四项预定功能：,1,）能承受正常施工和使用时可能出现的各种内力（例如拉力、压力、弯矩、剪力、扭矩等）；,2,）在正常使用时具有良好的工作性能（例如不发生过大的挠度和侧向位移，不发生过大的不均匀沉陷，不使人感到晃动等）；,3,）在正常维护下具有足够的耐久性能；,4,）在偶然事件发生时能保持必需的稳定性（例如有很好的抗地震能力）。 在这四项预定功能中，,1,）和,4,）是安全性；,2,）是适用性；,3,）是持久性。“安全、适用、持久”三者缺一不可，但安全第一。,结构的失效,失效现象有：,1,）破坏 指结构或构件截面抵抗作用力的能力不足以承受作用效应的现象，如拉断、压碎、弯折等。,2,）失稳 指结构或构件因长细比（如构件长度和截面边长之比）过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大变形的现象，如柱子压屈、梁在平面外扭曲等。,3,）发生影响正常使用的变形 指楼板、梁的过大挠度或过宽裂缝；柱、墙的过大侧移；结构有过大的倾斜或过大的沉陷；人在室内有摇晃的感觉等。,4,）倾覆或滑移 指整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡而倾倒或移动的现象。,5,）结构所用材料丧失耐久性 指钢材生锈、混凝土受腐蚀、砖遭冻融、木材被虫蛀蚀等化学、物理、生物现象。,4. 5,土木工程设施中的结构,是一个在空间和通道中用各种基本构件组合建成的有功能特征的机体，为土木工程设施的持久使用和美观需求服务，对生命财产提供安全保障。它是一个由构件组成的,整体,，是一个有功能特征的,机体,，是一个有丰富应用价值的,载体,，是一个被建造的,实体,。,一个优质的土木工程结构要求具有以下特色：（,1,）在应用上，要充分满足空间和通道的多项使用要求；（,2,）在安全上，要完全符合承载、变形、稳定的持久需要；（,3,）在造型上，要能够与环境、规划和建筑艺术融为一体；（,4,）在技术上，要力争体现科学、技术和工程的新发展；（,5,）在建造上，要合理用材、节约能源、与施工实际紧密结合。,结构设计种必须做到,：,（,1,）结构承受荷载后的内力结构的承载力：,（,2,）结构承受荷载后的变形变形的允许值。,第五章 建筑工程概述,5.1,引言,.,建筑工程,就是房屋工程 它是兴建房屋的规划、勘察、设计、施工的总称,目的是为人类生产与生活提供场所。,.,建造房屋,基本要求,：“,实用,”是功能性的。指房屋要有舒适的环境，宽敞的空间，合理的布局；要有坚实可靠的结构；要有先进、优质和方便的使用设施。 “,美观,”是精神性的。指房屋的艺术处理，包括广义的美观和协调，以及观察者的视觉和心灵的感受。“,经济,”指用尽可能少的资金、材料和人力，在尽可能短的时间里，优质地完成房屋的建设。,.,建造房屋是在规划的基础上，是建设单位、勘察单位、设计单位的各种工程师和施工单位、全面协调合作的过程。,A,，,规划师,：负责房屋生活的环境。好比一个人，规划就像人生活的环境。,B,，建筑师：负责房屋的布局和艺术处理。犹如人的体型、容貌、气质。,C,，结构工程师：负责建筑工程的骨架即结构。结构犹如人的骨骼和寿命。不同房屋有不同的结构（骨架），如有砖混结构、混凝土结构、钢结构、木结构、框架结构等。,D,，设备工程师：负责房屋的给水排水、供热通风和电气等设施。好比人的器官和神经。,大体经历了,三个阶段,：,第一阶段为,初步设计阶段,：即根据建设单位提出使用要求完成下述工作。,包 括：,a.,初步设计构思；,b.,明确各种功能要求；,c.,形成总体设计方案,第二阶段为,施工图阶段,包 括：,a.,处理各设计工种的技术问题；,b.,进行各设计工种的细部设计；,c.,绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计,第三阶段为,施工阶段,包 括：,a,交付施工单位，同时进行工程监理；,b,竣工，房屋落成，交付使用,5.2,建筑物的类别,房屋建筑工程的类别有,多种分法,。,可按房屋的使用性质分；,按房屋结构所采用的材料分；,也可按房屋主体结构的型式和受力系统（结构体系）分：,1.,按房屋使用性质分,(6,类,),：,住宅建筑,这类如别墅、宿舍、公寓等。建筑对房屋使用的布局、朝向、采光、隔热、隔音等建筑技术问题有较高要求。,公共建筑,特点：大量人群集聚，室内空间和尺度都很大，人流走向问题突出。结构采用梁柱连接在一起的大跨度框架结构以及网架、拱、壳结构等为主体结构。层数以单层或低层居多。,商业建筑如商店、银行、宾馆、商业写字楼,等。特点：有着与公共建筑类似的要求。往往做成高层建筑，对结构体系和结构型式有较高的要求。,文教卫生建筑,如图书馆、实验楼、学校、医院等。这类建筑有较强的针对性。一般采用框架结构为主体结构。,工业建筑如重型机械厂房、纺织厂房、制药厂房、食品厂房 等,。特点：荷载巨大且往往是撞击、振动荷载。需要空间大，并有特殊要求。（温湿度、防爆、防尘、防菌等）。多层工业建筑一般采用刚接框架结构。,农业建筑,如暖棚、畜牧场等。一般采用轻型钢结构。,2.,按房屋结构所采用的材料分,(7,类,),：,砌体结构,采用砖、石、砼砌块等砌体做成。主要用于墙体结构。 ,钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构,采用钢筋混凝土或预应力混凝土做成，主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。,钢结构,采用各种型钢或钢管连接做成，在上述结构中，除墙体、薄壳、折板结构外，均可选做钢结构。,木结构,采用方木、圆木、条木、板材连接做成。我国古时，木结构房屋很多，如宫殿、庙宇、塔等。,薄膜充气结构,用于屋盖结构是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。目前尚不普及。,（,6,）,钢,混凝土组合结构,建筑物的承重构件部分为钢构件、部分为钢筋混凝土构件，或钢,混凝土组合构件共同组成的承重结构体系。这种结构在工程中应用十分广泛。,（,7,）,生土结构,习称“生土建筑”，经过采掘、成型、砌筑而建造的建筑物，如土坯、夯土墙、各类窑洞民房。,3.,按组成房屋主体结构的型式和受力系统即结构体系分,(9,类,),：,承重墙结构,利用房屋的墙体作为竖向承重和抵抗水平荷载（风、地震荷载等）的结构。,框架结构,受力特点：采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向结构，并同时承受水平荷载,筒体结构,利用房间四周墙体形成的封闭筒体作为主要抵抗水平荷载的结构。,错列桁架结构,受力特点：利用整层高的桁架横向跨越房屋两外柱之间的空间，并利用桁架交替在各楼层平面上错列的方法增加整个房屋的刚度。,拱结构,受力特点：从在一个平面内受力的，由曲线或折线形构件组成的拱形所形成的结构，来承受整个房屋的竖向荷载和水平荷载。,薄壳结构,受力特点：由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。能以较薄的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构。,折板结构,受力特点：由多块平板组合而成的空间结构。是一种既能承重又可维护，用料较省，刚度较大的结构,（,8,）,网架结构,受力特点： 由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。具有空间受力合理、重量轻、刚度大，跨度大、抗震性能好等优点。,钢索结构,(,悬挂式结构,),受力特点：屋面荷载通过吊索或吊杆传递到支承柱上去，再由柱传递到基础。,5.3,生土建筑物,5.4.,木结构建筑,.,概述,是人类最早兴建的结构。承重结构所用材料是木料。,.,木材类型,方材、圆材、条材、板材等,.,木结构的,连接方式,木材构件通过齿（榫）、螺栓、钉、键和胶连接成各种型式的木结构。,.,结构类型,有木桁架、木网架、木框架、木拱等。最常用的是木桁架。,.,著名工程,中国最高的木结构建筑,山西应县木塔 建于公元,1056,年，外观,5,层，内有,4,暗层，实为,9,层，平面为,8,角形，底层直径为,30.27m,，塔高为,67.31m.,目前亚洲跨度最大（,140.7m,）的木结构,日本出云木结构圆顶。 木结构的发展方向是采用胶合木代替整体木材做成的结构，包括 层板胶合结构 和 胶合板结构 等， 做到次材优用，小材大用。,5.5,砌体结构建筑,著名工程,（,1,）埃及金字塔 埃及胡夫（,Khufu),金字塔。建于公元前,2000,余年，是一座正方形底座的三角形锥形石结构。底边长,230.5m,，高,146.6m,斜面倾角,52,度。总石块量有,230,余万块，平均每块约重,2.5t,多。 （,2,）古希腊万神殿和帕提农神庙 帕提农神庙 是卫城的主题建筑物，始建于公元前,447,年。属于围廊式庙宇，全用白大理石砌成。帕提农神庙代表着古希腊多立克式柱的最高成就。罗马万神庙（殿） 万神庙是古罗马宗教膜拜宗教诸神的庙宇。曾是现代结构出现以前世界上跨度最大的空间建筑。集罗马穹隆和希腊式门廊大全。,（,3,）圆形正殿部分建于,120-124,年,?,，门廊正面有八棵科林斯式柱式。柱头为白色大理石，柱身为红色的花岗石，身上无槽。其山花与柱石比例属罗马式。 圆形正殿是神庙的精华。神庙外部造型简洁，内部空间在圆形洞口射入的光线映影之下宏伟壮观并带有神秘色彩，室内装饰华丽，堪称古罗马的建筑珍品。 （,4,）巴黎圣母院 建于,11631257,年。位于巴黎中心区城中岛上，正门前面是广场。教堂可容近万人。结构采用柱墩骨架、卷拱和飞扶壁等组成的砖石框架结构。中国古代的砌体建筑结构也有着辉煌成就。,1.,明代建造的南京灵谷寺无梁殿以砖拱卷作为主体结构，砖拱最大跨度可达到,11.25m,。,2.,河北定县开元寺塔（料敌塔）建于公元,1055,年，是当时世界最高的砌体结构。高,84.2m,，,11,层，平面为,8,边形，边长,9.8m,，采用砖砌双层筒体结构体系。,320,世纪以前，世界最高的砌体结构办公用楼房,1891,年在美国芝加哥建成的莫纳德洛克大厦高,16,层，是一幢带有电梯的大厦，沿用至今。,4,砌体结构在我国发展的情况,20,世纪,50,年代以来，我国的砌体建筑结构经历了,由砖砌体大型振动砖壁板材配筋砖砌体配筋混凝土砌块砌体,的发展过程。北京左家庄住宅区是大型振动砖壁板结构,配筋砌体 组成：配筋砌体由钢筋、块体、砂浆和将它们粘结在一起而成为整体结构体系的注芯砼组成。 优点：,1,）减少墙厚；,2,）增大跨度；,3,）使墙建得更高、载力更大；,4,）提高隔声能力；,5,）提高耐火能力；,6,）改善传热性能。,5.6,混凝土结构建筑, 混凝土结构所用材料,评价,： 原材料均是地方性材料，其资源丰富，又能利用工业废料，成本和能耗较低。能与钢筋、型钢很好的粘结，各自发挥优良的力学性能，共同工作。,可模性,好，可按照设计要求制作各种类型的受力构件和结构体系。,整体性、刚性、耐久性、抗火性,均比其它常规工程材料要好。 应用范围广。, 著名工程掠影（,7,例）：,a.,世界最高的建筑,马来西亚石油双塔大厦,（,450m),，是钢筋混凝土结构。,b.,广州中信大厦,，钢筋混凝土框架,筒体结构，总高,382.5m,，为国内最高，世界第二高的钢筋混凝土建筑。,c.,广东国际大厦,，高,200.18 m,，为筒中筒结构体系。,d.,法国巴黎国家工业与技术展览中心大厅,，混凝土薄壳结构，是当前世界上跨度最大的公共建筑。,e.,意大利,罗马小体育宫,屋盖是混凝土网格型薄壳结构，圆顶直径,60 m,。它以精巧的圆形屋顶著称于世。,f.,澳大利亚,悉尼歌剧院,远看似群帆泊岸，由三组、十对壳片组成。,g.,华盛顿杜勒斯国际机场侯机楼,，候机楼有两排巨型钢筋混凝土柱子，候机楼为矩形平面，长,182.5,米,宽,45.6,米。,5.7,钢结构建筑,.,概念,： 通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成；有的还用钢铰线、钢丝绳（束）组成。,.,连接方式,采用焊接、螺栓或铆钉连接。,早期的钢结构仅是部分构件、配件用铸铁、熟铁制成。,1772,年英国利物浦的圣安妮教堂，最早采用铸铁制作结构构件；,967,年建于宋朝的广州光孝塔东铁塔。,(4),著名钢结构建筑掠影,a.,德国柏林新国家美术馆钢柱,b.,美国芝加哥湖滨大道公寓大楼,c.,美国西尔斯大厦,(,目前是世界最高的全钢结构，高,442m,共,110,层。建于,1974,年结构体系是束筒结构。,) d.,美国帝国州大厦,(,钢结构框架是由铆钉连接,) e.,纽约世界贸易中心,(,北楼高,417m,，南楼高,415m,，全钢结构,) f.,芝加哥汉考克大厦,g.,法国巴黎蓬皮杜艺术与文化中心,h.,伦敦劳埃德大厦,i.,中国香港汇丰银行大楼,j.,美国联邦储备银行大楼,k.,上海环球金融中心,(,钢结构建筑,),钢网架结构,钢网架结构是大跨度屋盖近几年迅速发展的一种结构形式；,概念,：是由多根杆件沿平面或曲面组成的网状空间杆件体系的结构；,类型,：平板网架、曲面网架；优点：空间受力，重量轻，刚度大，整体性强、稳定性好、抗震性能好等；,著名钢网架结构成功范例,日本福冈体育馆是世界最大的球面网壳，同时更为巧妙的是屋盖具有合开性，它的球形屋盖由三块可旋转的扇形网壳组成，扇形沿圆周导轨移动，按需要可呈全封闭、开启,1/3,或,2/3,等不同状态； 加拿大,1967,蒙特利尔博览会美国馆； 长春万人体育馆是我国最大的网壳工程，屋盖平面为核桃形曲肋球面网壳； 沙特阿拉伯利雅得国际机场；日本东京都体育馆。,悬索结构,也是大屋盖结构常用的一种形式,1964,年建成的日本东京代代木国立综合体育馆，属于悬索结构； 北京工人体育馆建于,1961,年，是我国悬索结构的代表作,5.8,钢,混凝土组合结构,.,概念,钢,混凝土组合结构是采用钢构件和钢筋混凝土构件，或钢,混凝土组合构件共同组成的承重结构体系或抗侧力结构体系。,.,特点,(,优越性,),在结构体系中可充分发挥两种材料的优良力学性能，各自取长补短，达到良好的技术经济效果。,.,组合构件的类型,组合梁、组合板、组合柱等。,.,发展简况,组合结构体系是,20,世纪,60,年代末发展起来的。在组合结构中，钢管混凝土结构是一种有前途的结构体系。在钢管内充填混凝土形成的构件，具有承载力高、塑性韧性好、施工方便、耐火性能好、经济效果佳等优点。,.,工程范例,上海金茂大厦,1999,年建成 高度中国第一，世界第三，也是世界最高的钢,混凝土组合结构，总高,421m.,建筑面积,29,万平方米，金茂大厦是中国建筑工程史上的里程碑；,香港中国银行大厦,；,深圳地王大厦,结构是组合结构（主楼外围为钢框架，内为钢筋混凝土核心筒,),；,上海证券大厦,，是上海金融业的标志性建筑；,深圳赛格广场大厦,框筒结构体系，该建筑是我国最高的钢管混凝土结构建筑。,5.9,索,膜结构建筑,膜结构的突出特点就是它形状的多样性，曲面存在着无限的可能性。以索或骨架支承的膜结构，其曲面就可以随着建筑师的想象力而任意变化。,1.,概念,索,膜结构是用薄膜材料和钢索共同形成的结构。,2.,主要类型气承式,索,膜结构,(,在薄膜覆盖的空间内充气，利用内外气差来承受荷载，并与钢索共同形成结构,),。,张拉式索,膜结构,(,是将索或膜张紧在刚性或柔性边缘构件上，或通过特殊构造的悬挂或支承在若干独立支点上，通过张拉建立预应力，并获得确定的形状。,),5.10,特种结构,1.,概念,指房屋、地下建筑、桥梁、隧道、水工结构以外的具有特殊用途的工程结构。,2.,类型,.,电视塔,一般为筒体悬臂结构或空间框架结构，由塔基、塔座、塔身、塔楼、,桅杆等五部分构成,(,东方明珠，,468m,世界第三，中国人民的骄傲,),.,水塔水池,水塔是建筑工程中常用的给排水工程构筑物。,.,烟囱,它是工业常用的构筑物，可由砖、钢筋混凝土或型钢制造，由筒身、内衬、隔热层、基础 组成。,.,筒仓,是储存粒状和粉状松散物体（如谷物、面粉、水泥、碎煤等）的立式容器。,.,纪念碑,（纪念建筑,),属于一种纪念性建筑物，用于纪念重大历史事件或重要历史人物，也可作为城市的标志性建筑。位于天安门广场南侧的人民英雄纪念碑是我国近代历史上具有重要政治意义的纪念性建筑。,第六章 地下工程概述,6.1,地下建筑工程简介,概念,： 建造在岩石中、土中或水底下的建筑工程统称为地下建筑工程。,类型,： 按使用功能分为工业建筑工程（如工厂、电站）、民用建筑工程（如人防工程、地下商店、地下剧场）、交通运输工程（如地铁、铁路和公路隧道）、矿山建筑工程（如矿井）、水工建筑工程（如输水道）、军事工程（如指挥所、通讯枢纽、军火库）和各种服务性设施。,结构形式,地下建筑物可以构筑成隧道形式，也可以和地面房屋相似，在平面布局上采用棋盘式和房间式的布置，并可建成多层多跨的框架结构。,(4),地下建筑物的横断面有各种,不同形状,。最常见的有圆形、矩形、拱顶直墙、拱顶曲墙、落地拱、穹顶直墙等。,(5),地下建筑物的,特点,：可作为有效的防空、防炸设施，形成恒温恒湿防震防振的环境，并能节约地面建筑占地。但地质条件要求较高，施工困难、投资较高。,(6),地下建筑物的,结构特点,：与岩（土）接触处必须有衬砌结构。衬砌结构的作用：承受岩（土）层和爆炸等静力和动力荷载，并防止地下水和潮气的侵入。,6.2,地下工程的设施分类,：住宅设施、城市设施、生产设施、交通设施、贮藏设施、防灾人防,6.3,隧道工程,1.,概念,是修筑在岩体、土体或水底的，两端有出入口的，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。包括交通运输方面的铁路、道路、水（海）底隧道和各种水工隧道等,2.,特点,是交通运输线路穿越天然障碍的有效方法。穿越的地质条件复杂多变，设计、施工方法要随时作调整。施工作业面窄，劳力设备受到限制，机械化施工要求高，造价昂贵。,4 .,主要施工方法,明挖法,或围堤明挖法,钻眼爆破法,（适用于硬岩中开挖隧道）,盾构法,：盾构为一钢制圆筒，周边设置千斤顶推向前方。,顶管法沉管法,：多用于水底隧道。,二、 各类隧道简介,1.,铁路隧道,组成,由洞口路堑（或引道）、洞门、洞身衬砌结构和隧道附属构筑物（道床、避车洞、水沟、照明、电气化设备的洞室等）组成。,道路隧道,类别,：按隧道所处的位置分为山岭道路隧道；水底道路隧道；城市道路隧道。,3.,水底隧道,水底隧道一般分水底段和河岸段，后者又有暗埋、敞开及出口部分。采用盾沟法、沉管法。当今世界最有代表性的海底隧道工程，莫过于英法隧道和日本青函隧道。,4.,地下铁道,概 念,：地下铁道（地铁）是指在城市地下由电力机车牵引的铁路，是解决大城市交通拥挤的大量、快速、安全运送乘客的现代交通工具。,.,地铁的分类,(4,类,),浅埋地铁 深埋地铁 地面地铁线路段 高架地铁线路段。,.,地铁建筑物的组成,(,地铁车站 区间隧道 出入口建筑物,),第七章 桥梁工程概述,1.,桥梁工程的概念,指供公路、城市道路、铁路、渠道、管线 等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分。,2.,桥梁的,原始雏形,原始雏形是堤梁（在浅滩溪涧中筑起一个个石堤，堤间流水，人从石堤上跨越。）、独木桥、浮桥、石拱。,3.,现代桥梁的,组成,其材料多用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢材建造主要组成部分是：,.,桥跨结构（桥孔或上部结构）包 括：桥面板、桥面梁以及支承它们的结构构件如大梁、拱、悬索 等 作用：承受桥面上各种车辆、行人的荷载。,.,桥墩、桥台即下部结构是支承桥跨结构的承重构件。桥台设在桥身两侧。作用除支承桥跨结构外还要与路堤衔接并防止路堤滑塌。,桥梁基础作 用,:,使桥上全部荷载传至地基。墩台基础是桥梁工程施工较困难的部分，常要在水中作业。,4.,与桥梁的基本组成有关的几个,基本术语,低水位,枯水季节河流的最低水位；,高水位,洪峰季节河流的最高水位；,设计水位,设计洪水频率算得的水位；,.,跨度,桥跨结构相邻两支座中心的间距；,.,梁全长,桥两端岸边桥台侧墙或八字墙后端点间距离,L,；,.,桥下净空高度,设计水位至结构最下缘间的距离,H,。,5.,桥梁涵洞按长度的分类,涵洞：,L,8m,，,l,5m,小桥：,8mL30m,，,5ml,20m,中桥：,30m,L,100m,，,20ml,40m,大桥：,100mL,500m,40ml,100m,特,(,殊,),大桥：,L500m,，,l100m,6.,与建筑工程相比桥梁工程的特点,.,活载特点 主要是铁路列车或公路车辆荷载，是以一系列集中力和均布作用力组成的移动式荷载,.,作用效应除考虑拉、压、弯、剪、扭以外，还要考虑铁路列车在行进中产生的冲击力、离心力、横向摇摆力、制动力（牵引力）,.,桥梁基础埋置较深基础施工遇到的技术问题复杂，工程量大、工期长、造价高,7.,桥梁的分类方式,.,按用途分,有铁路桥、公路桥、铁路公路两用桥、城市道路桥（含立交桥）、农村道路桥、人行桥、管线桥、渡槽桥等,.,.,按桥身结构材料分,有木桥、圬工桥（含砖、石和混凝土砌块桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥。,.,按桥跨结构分,有梁式桥（含简支梁、连续梁、伸臂梁式）、桁架桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥等。,1.,梁式桥,.,概 念,：在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。,类 型,：简支梁式、连续梁式、伸臂梁式,2.,拱桥,.,概念,：拱桥的主要承重结构是拱圈，在桥面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台要承受水平推力；,(2).,拱桥的,主要优点,:,跨越能力较大,材料就地取材,外形美观,构造较简单,能耐久，养护、维修费用少；,.,拱桥的,承重方式,上承式拱桥：桥面布置在承重构件之上； 下承式拱桥：桥面布置在承重结构之下； 中承式拱桥：桥面在桥跨结构的高度中间。,世界著名钢桁架拱桥,：,美国新河谷桥、悉尼钢桁架组合式拱桥。,3.,刚架桥,概 念,： 是梁和柱（或竖墙）整体结合的桥梁结构。,特点 在竖向移动荷载作用下，梁部主要,受弯，柱脚处有水平推力。,著名刚架桥工程掠影,：,广东虎门珠江辅航道桥、 重庆长江大桥。,4,斜拉桥,荷载传递 用高强钢材制成的斜索将主梁多点吊起，再由塔柱基础传给地基。斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系（斜拉索）受拉的结构,.,材料,:,斜拉索用高强钢丝束、钢绞线束等制成。,斜拉桥的索型,辐射形,竖琴形,扇形。四川云阳桥,-,我国最早建成的现代斜拉桥,(,辐射型拉索,),。 上海南浦大、 桥武汉长江二桥主跨,400m,、 武汉长江三桥（白沙洲大桥主跨,618m,目前国内第二，世界第四、 南汊大桥主跨,628m,国内第一，世界第三。 南京长江第二大桥全长,21.197,公里，其中南汊主桥为钢箱梁斜拉桥，主跨为,628,米，该跨径目前居同类桥型中国内第一，世界第三。,世界著名斜拉桥工程掠影,：,法国诺曼底桥跨径（,856m,）、,20,世纪斜拉桥的里程碑是日本,1999,年建成的 多多罗桥,5.,悬索桥,.,概 念 ,.,基本组成 ,.,荷载传递两个主塔将主缆索架起，再由主缆索上的吊杆将桥面承重构件的主梁悬吊住。在力传递过程中，吊杆和主缆索承受拉力，此拉力由两岸桥台后的巨型锚碇平衡,.,优 点,能充分发挥钢缆材料优越的抗拉性能。因此结构自重轻，可以获得比斜拉桥更大的跨径；成卷钢缆便于运输，也便于悬吊拼装，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时采用。,日本明石海峡大桥 目前世界第一大悬索桥,(,跨度,1991m),；江阴长江大桥 建于,1999,年中国第一世界第四。 今后的世界记录可能是意大利的墨西那海峡大桥主跨,3300m,。,第八章 道路工程概述,一、,道路工程,：指通行各种车辆和行人的工程设施。,道路分类,：公路（指连接城市与乡村的主要供汽车行驶的道路）；城市道路（指在城市范围内供车辆及行人通行的道路）；专用道路（指由工矿农林部门投资修建供部门车辆使用）。,公路分类,：国家干线公路（国道）；省级干线公路（省道）；县级公路（县道）；乡级公路（乡道）。,道路线形组成,：平面线形、纵断面线形、平纵线形组合设计、交叉口。,道路结构组成,：路基（路堤 路堑 半挖半填路基）、路面（路面结构层次 路面结构类 型 路面施工程序）、沿线工程和管理设施（桥涵 隧道 防护工程 排水系统 交通管理设 施 交通安全设施 停车设施 路用房屋）。,路面分类,：（按等级分）高级路面、次高级路面、 中级路面、低级路面；（按荷载分）柔性路面、刚性路面、半刚性路面。,二、,高速公路,：指全封闭、全控制出入、全立体交叉、路中央有分隔带的现代化汽车公路（车速最低,60/km,，最大,120/km,）。,高速公路特点,：速度快 、 通行能力大、 安全性能高。,高速与普通公路的区别,：汽车专用；分道行驶；控制出入；设施完善。,高速公路的效益,/,意义,：运输效益高；技术效益好；安全效益可观；加速城市发展；刺激工业发展；带动第三产业的发展；协调经济联合与合作。,突出问题：投资大、造价高；对环境影响大。,三、,城市道路,指大、中、小城市及大城市卫星城区内的道路、广场、停车场 等,但不包括街坊内部道路。城市道路与公路的分界线为城市规划区的边界线。,城市道路的功能,：供城市交通运输使用；为公用空间服务；为防灾救灾服务；为形成城市平面结构服务。,城市道路的组成,：（,1,）车行道。包括机动车道、非机动车道和轻轨或有轨电车道。（,2,）路侧带。包括人行道、设施带（含行人护栏、照明杆柱、信号灯、标志牌等）和路侧绿化带。 （,3,）分隔带。包括分隔对向行驶车辆、分隔机动和非机动车车流的地带；分隔带同时也是道路绿化带。（,4,）交叉口和交通广场。 （,5,）停车场和公交车停靠站。 （,6,）道路雨水排水系统。如街沟、雨水口、检查井等。（,7,）其他设施。如交通信号、安全护栏、渠化交通岛、照明设施等,我国公路发展的特点,：,国道是我国公路的骨架，在公路运输中占着主导地位；,高速公路发展迅速，近年来每年建成的高速公路达数千公里；,路网整体水平和公路通行能力有明显提高；桥梁和隧道建设水平上饿了一个新台阶；筹资力大进一步加大；,公路运输在综合运输体系中所占比重进一步提高。（综合运输体系指铁路、公路、航空、水运和管道五种基本方式的综合。）,第九章 铁路工程概述,1825,年英国建成了,世界上第一条蒸汽机车,牵引的铁路（斯托克顿至达灵顿）。,1905-1908,年间才由我国杰出的爱国工程师詹天佑领导建设,我国第一条,自行设计、自行施工的京张铁路（北京至张家口）。,铁路工程设施 有桥梁、涵洞、隧道、排水系统、车站设施、机务设备、电力供应等。,依据铁路在路网中的作用和性质及其所承担的远期年客货运量的大小可将其划分为,级、,级、,级。,铁路工程,是指铁路上各种土木工程设施和修建铁路各个阶段（勘测、设计、施工、养护、改建等）所运用技术和管理的总称。,铁路,：由线路、路基、线路上部建筑组成。,1.,线路,是铁路横断面中心线在铁路平面中的位置，以及沿铁路横断面中心线所作的纵断面状况。 铁路线路在平面上由,直线,和,曲线,组成，而曲线则采用圆曲线，并在圆曲线和直线之间插入缓和曲线，使作用在列车上的离心力平稳过渡。 列车以一定的速度在曲线上行驶时，车辆会受到离心力的作用。,离心力的作用,，一方面影响到列车行驶的平稳性；另一方面使外侧车轮轮缘紧压外轨，加剧其磨损。,同时，由于动轮踏面在曲线段会发生横向滑动、纵向滑动，这些滑动会引起车轮同钢轨间的粘着系数下降，使牵引力减小。因而，列车在曲线上须限速行驶。根据各级铁路旅客列车最高行车速度的要求，规定了圆曲线的,最小半径,。列车在坡道上行驶时，其重量平行于坡道方向的分力便成为车辆行驶的阻力，称为,坡道阻力,。铁路线路在某区段上限制货物列车重量的坡度，称为,限制坡度,。限制坡度定得越小，则所能牵引的列车重量越大，线路的运输能力越大。,2.,路基,是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面结构物。 路基可分成路堤、路堑、半路堤半路堑。路肩宽度对于,、,级铁路的路堤不得小于,0.6m,，路堑不得小于,0.4m,；对于,级铁路均不得小于,0.4m,。,3.,线路上部建筑包括与列车直接接触的钢轨、轨枕、道床、道岔。线路上部建筑的,强度和稳定性,，取决于钢轨类型、轨枕类型和密度、道床类型和厚度等因素。轨道分为特重、重、次重、中和轻型,5,个等级。,钢轨 起承受车身重力及引导列车运行方向的作用。我国生产的标准钢轨有：,70kg/m,、,60kg/m,、,50kg/m,、,43kg/m,、,38kg/m,等,5,种，标准长度为,25m,和,12. 5m,两种。两条钢轨间的标准轨距为,1435mm,， 误差不超过十,6 mm,或一,2mm,。,轨枕 是钢轨的支座，它除承受钢轨传来的力（包括竖向力及侧向和纵向水平力）并将其传给道床以外，还起着保持钢轨的方向和轨距的,作用,。轨枕应具有足够的强度、弹性和耐久性。目前我国大量采用预应力混凝土轨枕。轨枕主要有,木枕和预应力混凝土轨枕,两种。木枕具有弹性好、易于加工、便于运输和铺设、更换方便及成本低的优点，但使用寿命短，并需消耗大量木材；预应力混凝土轨枕耐久性好、稳定性高和养护工作量小，主要缺点是重量大（每根重,220 -250kg,