土木工程概論復習總結第一章緒論第一節土木工程的重要地位土木工程的含義：土木工程是建造各類工程設施的科學技術的總稱，既是工程建設的對象，也指所應用材料、工程設備和所進行的勘察設計、施工、保養、維修等技術活動。第二節土木工程的發展史一、古代（17世紀中葉前）代表作：埃及金字塔都江堰長城古希臘的帕提農神廟趙州橋羅馬斗獸場巴黎圣母院河北趙縣安濟橋萬神廟是古代最大的圓頂廟二、近代（17世紀中葉至20世紀中葉）代表作：埃菲爾鐵塔——鋼材料家庭保險公司大廈——現代高層建筑的開端三、現代1、代表作：紐約帝國大廈（102層，381米）——保持41年紀錄日本明石海峽大橋一一目前世界上跨度最大的懸索橋日本多多羅大橋——世界大一斜拉橋石油雙塔樓——世界最高的雙子樓瑞士大狄克遜壩——世界最高的重力壩俄羅斯英古里壩-----世界最高的雙曲壩2、現代土木工程的特點：1）土木工程功能化2）城市建設立體化3）交通運輸高速化4）工程設施建設大型化第二章土木工程材料第一節概述一、建筑材料的分類1、按基本成分分為：金屬材料、非金屬材料和復合材料非金屬材料：無機材料：膠凝材料：氣硬性膠凝材料，如：石灰、石膏、水玻璃水硬性膠凝材料，如：水泥有機材料：瀝青、塑料、涂料、橡膠2、按用途分類：結構材料、構造材料、絕熱材料、吸聲材料、防水材料、裝飾材料3、按發展時期分類：傳統材料、近代材料、現代材料第二節石材、磚、瓦磚（一種最為常用的砌筑材料）AA（一）、磚的分類：按生產工藝分為燒結磚和非燒結磚按有無孔洞分為多孔磚、空心磚、實心磚（二）常用磚：燒結普通磚的技術性質1、規格：外形：直角六面體標準尺寸：240mwX115mwX53啞2、強度等級：例：MU30表示抗壓強度為30兆帕的磚3、抗風化性能：定義：它是指在十濕、溫度、凍融變化等物理因素作用下，材料不破壞并長期保持其原有性質的能力。4、質量等級：分為優等品、一等品、合格品（三）、燒結多孔磚和燒結空心磚1、燒結多孔磚：孔洞率M15%作用：多用于砌筑六層以下的承重墻或高層框架結構填充墻2、燒結空心磚：孔洞率M30%作用：多用于非承重墻瓦（主要用于屋頂）第三節石灰、水泥、砂漿一、膠凝材料1、定義：凡是在物理作用或化學作用下，從漿體變成石狀體，并能膠結其他物料而且具有一定強度的材料，統稱為膠凝材料。2、分類：按化學組成，分為無機膠凝材料和有機膠凝材料（瀝青）；無機膠凝材料按硬化條件不同可分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，保持和發展其強度，如石灰、石膏水硬性膠凝材料：既可在空氣中硬化也可在水中硬化，保持和發展其強度，水泥。二、水泥一水硬性膠凝材料（優點：原料易得，成本低）1、分類：按其用途和性能，分為通用水泥、專用水泥以及特性水泥2、水泥的水化與凝結硬化：初凝：水泥漿從流動狀態到開始失去塑性狀態終凝：完全失去塑性而還不具備強度凝結：水泥漿體由初凝到終凝的過程硬化：水泥漿將產生明顯的強度并逐漸發展成為堅硬的人造石的過程。4、其他品種水泥1）快硬性硅酸鹽水泥：用于緊急搶修工程、低溫施工工程和高強度等級混凝土預制件，不適用于大體積混凝土工程2）快硬快凝硅酸鹽水泥：主要用于軍事工程、機場跑道、橋梁、隧道和涵洞等緊急工程3）白色硅酸鹽水泥：用于建筑物的內外裝修4）膨脹水泥：用于各種管道5）高鋁水泥：主要用于工期緊急的工程，如國防、道路和特殊搶修工程，也可用于冬季施工的工程。3、砂漿：是由膠凝材料、細集料、摻合料和水按適當配合比例拌制并經硬化而成的材料。（應用于砌筑工程、抹面工程、修補工程）1）、組成成分：膠凝材料、水泥、砂、水2）砂漿的技術要求：（1）和易性：包括流動性和保水性（2）強度：分為M2.5M5M7.5M10M15M20M30，M30則表示抗壓強度為30兆帕的砂漿。M表示砂漿標準試件為邊長為70.7啞的立方體。在標準養護條件下養護28天。第四節混凝土及鋼筋混凝土一、混凝土：由膠凝材料、水、粗骨料（碎石、卵石）細骨料（砂）、水泥按適當比例配合拌制成拌和物。1、混凝土組成材料的作用：1）、砂、石起骨架作用，稱為集料。2）水泥漿：填充空隙3）水泥漿：硬化前其潤滑作用，硬化后起膠結作用。2、混凝土的和易性包括流動性、黏聚性和保水性。流動性的測試方法：采用坍落度測定，坍落度數值越大，流動性越大；黏聚性和保水性：采用目測拌合物的方法測定。3、混凝土的強度（用C表示）：抗壓強度最大，抗拉強度最小。標準混凝土塊：邊長為150啞的立方體抗壓強度標準值：C15C20C25C30——C80等，C30表示混凝土的抗壓強度為30MPa。混凝土的耐久性：值抵抗環境介質作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性的能力：包括抗滲性、抗凍性、耐腐蝕性、混凝土的碳化、堿集料反應、干縮等性能。二、鋼筋混凝土1、鋼筋混凝土的優點：（1）合理發揮材料（2）耐久性好（3）耐火性好（4）整體性好（5）就地取材（6）靈活性大2、缺點：（1）自重大（2）抗裂性差（3）保溫效果差（4）受氣候條件限制，修復困難。第五節木材、塑料機裝飾材料影響木材強度的因素：1、含水率：含水率增加，強度下降，含水率減少，強度上升2、溫度：當溫度升高時，強度降低，溫度降低，強度升高3、長期荷載4、疵病的影響第六節其他材料瀝青：分為地瀝青（天然地瀝青和石油地瀝青）和焦油瀝青石油瀝青在工程中應用廣泛第三章土木工程構件及其基木結構第一節梁、板、柱和墻一、梁1、按支承情況分類1）簡支梁：當兩支座有不均勻沉降時，不產生附加應力。簡支梁的高度一般為跨度的1/10?1/15，寬度為其高度的1/2?1/3。2）連續梁：當支座有不均勻下沉時將有附加應力3）多跨靜定梁：當支座有不均勻下沉時不產生附加應力注：梁在墻上的支承長度不小于240啞。二、板1、現澆板1）現澆單向板：兩邊支承，長邊與短邊長度之比大于2,沿短邊方向傳載。2）現澆雙向板：四邊支承，長邊與短邊之比小于或等于2注：板在墻上的支承長度一般不小于120啞三、柱：承受壓力的豎向構件，有時也同時承受彎矩。分類：1、按截面形式可分為方柱、圓柱、管柱等。2、按所用材料可分為石柱、磚柱、木柱等。3、按柱的破壞特征或長細比分為短柱、長柱及中長柱4、按柱的受力分為軸心受壓柱和偏心受壓柱。柱承受梁傳來的壓力及其自重。四、墻按墻在建筑物中的受力狀態分為承重墻、自承重墻和非承重墻第二節拱、桁架和框架一、拱：主要承受軸向壓力1、分類：按拱的構造分為三鉸拱、無鉸拱、兩鉸拱其中三鉸拱在基礎有不均勻下沉時，對結構不產生附加內力2、桁架：包括鉸接桁架和剛接桁架桁架上、下部桿件分別稱為上、下弦桿，兩弦桿間的桿件稱為腹桿第三節高層建筑結構分類：10層及10層以上，高度大于24m-高層建筑高度超過100m-超高層建筑。框架體系、剪力墻體系和框架-剪力墻（支撐）體系這三種結構體系是搞成建筑中最常用的。第四節空間結構體系舉例：1、薄殼結構（網殼結構、折板結構、筒殼結構、雙曲殼結構）2、網架結構（曲面結構、平板網架）3、懸索結構（單曲面懸索結構、雙曲面懸索結構）4、膜結構高聳建筑物：煙囪、水塔、水池、筒倉、核電站。第四章地基與基礎工程第一節巖土工程勘察一、巖土工程勘察分級1、工程重要性等級（按工程的規模和特征及由于巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果劃分的）工程重要性等級工程的規模和特征破壞后果一級重要工程很嚴重二級一般工程嚴重三級次要工程不嚴重2、場地復雜程度等級場地復雜程度等級一級（復雜場地）二級（中等復雜場地）三級（簡單場地）建筑抗震穩定性危險不利有利不良地質現象發育情況強烈發育一般發育不發育地質環境破壞程度已經或可能強烈破壞已經或可能受到一般破壞基本未受破壞地形地貌復雜較復雜簡單地下水多層水、水文地質條件復雜基礎位于地下水位以下無影響3、地基復雜程度等級地基復雜程度等級已經（復雜地基）二級（中等復雜地基）三級（簡單地基）巖土種類及性質巖土種類多，巖土種類較多，巖土種類單一，性質變化大性質變化較大性質變化不大特殊土有特殊性巖土除一級外的特殊土無特殊性巖土4、巖土工程勘察等級1）、甲級：有一項或多項為一級2）、乙級：除甲級和丙級外的勘察項目3）、丙級：均為三級二、巖土工程勘察的方法和內容1、方法：工程地質測繪與調查、巖土工程勘探與取樣（槽探、鉆探、坑探、物探等方法）、原位測試與室內試驗、現場檢驗與監測。2、工程地質測繪是認識場地工程地質天劍最經濟、最有效的方法，起到有效地知道其他勘察方法的作用。3、巖土工程勘探工作有槽探、鉆探（最常用的）、坑探、物探等。物探是一種間接地勘探手段，它的優點是：較之鉆探和坑探輕便、經濟且迅速，能夠及時解決工程地質測繪中難以推斷而又亟待了解的地下大致情況。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。4、巖土工程勘察報告是巖土工程勘察的最終成果，是土木工程地基基礎設計和施工的重要依據。第二節地基與基礎基礎是將上部結構荷載傳遞給地基并連接上部結構域地基的下部結構。基礎分類：1、按形式分：有條形基礎、獨立基礎、筏板基礎、樁基礎、箱行基礎。2、按埋置深度分：淺基礎（埋深小于5m）深基礎（埋深大于等于5m）f類型：樁基（既古老有常見的基礎形式）、沉井基礎（四周有壁，下部無底）、沉箱基礎、地下連續墻、墩基礎。注：沉箱基礎的工作原理P78.3、按受力性能分：有剛性基礎和柔性基礎。第三節地基處理的對象與目的1、對象；軟弱地基和特殊土地基。軟弱地基主要指淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基。特殊土地基包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土和凍土等地基。2、目的；提高軟弱地基的強度，保證地基的穩定性；降低軟弱地基的壓縮性，減少地基的沉降；防止地震時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。3、方法：1、按時間分為臨時處理和永久處理；2、按處理深度分為淺層處理和深層處理；3、按土性對象分為砂性土處理和黏性土處理；4、按土的飽和度可分為飽和土處理和非飽和土處理；5、按作用機理有：換填法、預壓法、強夯法、振沖法、土或灰土擠密樁法、砂石樁法、深層攪拌法、高壓噴射注獎法等。4、產生地基不均勻沉降的后果：裂縫、傾斜、破壞。如何避免：（1）使荷載中心受壓，均勻分布（2）遇到高低相差懸殊或地基軟硬突變時，要合理設置沉降縫。（3）增強上部結構對地基不均勻沉降的協調作用。（4）合理的施工工序和施工方法。第五章建筑工程第一節概述一、建筑物構成的基本要素：1、功能2、物質技術條件3、建筑形象二、建筑分類按高度與層數分：1、低層建筑：3層，小于等于10m2、多層建筑：四一六層，10—24米3、中高層建筑：7—9層4、高層建筑：10以上，大于24m5、超過100m的為超高層第二節建筑工程的平面布置第三節民用建筑的結構組成與體系第四節工業建筑的結構組成與體系第六章交通工程現代交通運輸方式：鐵路、公路、水運、航空、管道第一節道路工程一、公路的分類及分級1、分類：按重要程度和使用性質分為國道、省道、縣道、鄉道和專用公路2、分級：按使用任務、功能和適應交通量分為五個等級：高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路3、城市道路分為快速路（20年）、主十路（以交通功能為主）、次十路（15年，兼有交通和服務功能）、支路（10—15年，服務功能為主）4、分級：除快速路外，主十路I：大城市采用（人數大于50萬）次十路II：中城市采用（人數為20萬一50萬）支路III：小城市采用（人數小于20萬）二、道路線形1、平面線形的基本類型：直線、圓曲線及緩和曲線。1）、直線：最大長度為20V（V為速度）最小長度：同向曲線：N6V反向曲線：N2V2）、圓曲線：最大半徑為10000m2、路線平面線形的組合：1）基本型2）S型3）卵型4）凸型：在兩個同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合5）復合型：兩個以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的形式6）C型：同向圓曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的形式3、道路縱斷面1）縱斷面線形：直線和豎曲線。2）路線縱坡：（坡長二速度*時間）最大縱坡最小縱坡P102最大坡長最小坡長4、道路橫斷面道路建筑界限是由凈高和凈寬組成。中間帶由兩條側路緣帶及中央分隔帶（1.0-3.0m）組成。1）中間帶的寬度：2.0?4.5m。凹行：供排水，中間寬度＞4.5m。凸行：中間帶＜4.5m。中央分隔帶開口部間距：每2km設置為宜。位置：通視良好路段。形狀：半圓形（＞3m）、彈頭行（＜3m）。2）道路橫斷面的組成與形式三、路基工程路基橫斷面的類型：路堤、路塹、半填半挖路基四、路面工程1、對路面的要求：1）強度和剛度2）穩定性3）表面平整度4）表面抗滑度5）耐久性2、路面層次結構：面層、基層、墊層第二節鐵路工程一、客運：以日本為代表貨運：以美國為代表客貨：西歐各國為代表二、高速鐵路：世界第一條高速鐵路一一日本東海道新干線1964.10.11981.歐洲法國TGV線（巴黎——里昂）1999.8中國第一條鐵路秦沈客運專線（秦皇島——沈陽）客運一一日本。貨運一一美國、加拿大。客貨混運型一一西歐各國。鐵路按速度的分檔（1）常速：100?120km/h（2）中速：120?160km/h（3）準高速：160?200km/h（4）高速：200?400km/h（5）特高速：400km/h以上第三節橋梁工程一、橋梁的分類1、按受力體系分類：梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋和懸索橋（吊橋）2、按橋梁全長和跨徑不同分類1）特大橋：多孔橋全長大于500m，單孔橋全長大于100m2）大橋：多孔橋全長大于100m小于500m，單孔橋全長大于40m小于100m3）中橋：多孔橋全長大于30m小于100m，單孔橋全長大于20m于40m4）小橋：多孔橋全長大于8m小于30m，單孔橋全長大于5m小于20m3、按行車位置分類：上承式橋、中承式橋、下承式橋二、橋梁的組成：上部結構、下部結構、支座及附屬設施橋梁的結構體系：梁式橋（一種在豎向荷載作用下午水平反力的結構）、拱式橋、剛架（構）橋、斜拉橋（索形：①輻射形：只有一個點，索不平行②豎琴形：有多個點，且索平行③扇形：有多個點但不平行）、懸索橋（通過吊桿的荷載傳遞使吊索纜繩承受很大的拉力）懸索橋：主纜、塔架、加勁梁、錨碇。荷載傳遞：橋面-吊索-主纜-基礎。優點：結構自重輕、可以獲得比斜拉橋更大的塔徑。五、橋梁的幾個重要參數1、凈跨徑：梁式橋上相鄰兩橋墩或橋臺間的凈距稱為凈跨徑；2、計算跨徑：指相鄰兩個支座中心的間距或水平距離；3、橋梁建筑高度：指橋面與橋跨結構最下緣之間的距離：4、凈矢高：拱橋的拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點的連線間的垂直距離；5、計算矢高：從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心的連線間的垂直距離。