土木工程概論復(fù)習(xí)總結(jié)第一章緒論第一節(jié)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(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，既是工程建設(shè)的對(duì)象，也指所應(yīng)用材料、工程設(shè)備和所進(jìn)行的勘察設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)活動(dòng)。第二節(jié)土木工程的發(fā)展史一、古代（17世紀(jì)中葉前）代表作：埃及金字塔都江堰長城古希臘的帕提農(nóng)神廟趙州橋羅馬斗獸場巴黎圣母院河北趙縣安濟(jì)橋萬神廟是古代最大的圓頂廟二、近代（17世紀(jì)中葉至20世紀(jì)中葉）代表作：埃菲爾鐵塔——鋼材料家庭保險(xiǎn)公司大廈——現(xiàn)代高層建筑的開端三、現(xiàn)代1、代表作：紐約帝國大廈（102層，381米）——保持41年紀(jì)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(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)：1）土木工程功能化2）城市建設(shè)立體化3）交通運(yùn)輸高速化4）工程設(shè)施建設(shè)大型化第二章土木工程材料第一節(jié)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(fù)合材料非金屬材料：無機(jī)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(jī)材料：瀝青、塑料、涂料、橡膠2、按用途分類：結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)造材料、絕熱材料、吸聲材料、防水材料、裝飾材料3、按發(fā)展時(shí)期分類：傳統(tǒng)材料、近代材料、現(xiàn)代材料第二節(jié)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(chǎn)工藝分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚按有無孔洞分為多孔磚、空心磚、實(shí)心磚（二）常用磚：燒結(jié)普通磚的技術(shù)性質(zhì)1、規(guī)格：外形：直角六面體標(biāo)準(zhǔn)尺寸：240mwX115mwX53啞2、強(qiáng)度等級(jí)：例：MU30表示抗壓強(qiáng)度為30兆帕的磚3、抗風(fēng)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(zhì)的能力。4、質(zhì)量等級(jí)：分為優(yōu)等品、一等品、合格品（三）、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚1、燒結(jié)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(jié)構(gòu)填充墻2、燒結(jié)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(jié)石灰、水泥、砂漿一、膠凝材料1、定義：凡是在物理作用或化學(xué)作用下，從漿體變成石狀體，并能膠結(jié)其他物料而且具有一定強(qiáng)度的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。2、分類：按化學(xué)組成，分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料（瀝青）；無機(jī)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(fā)展其強(qiáng)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(fā)展其強(qiáng)度，水泥。二、水泥一水硬性膠凝材料（優(yōu)點(diǎn)：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(jié)硬化：初凝：水泥漿從流動(dòng)狀態(tài)到開始失去塑性狀態(tài)終凝：完全失去塑性而還不具備強(qiáng)度凝結(jié)：水泥漿體由初凝到終凝的過程硬化：水泥漿將產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)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(qiáng)度等級(jí)混凝土預(yù)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(jī)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(nèi)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(xì)集料、摻合料和水按適當(dāng)配合比例拌制并經(jīng)硬化而成的材料。（應(yīng)用于砌筑工程、抹面工程、修補(bǔ)工程）1）、組成成分：膠凝材料、水泥、砂、水2）砂漿的技術(shù)要求：（1）和易性：包括流動(dòng)性和保水性（2）強(qiáng)度：分為M2.5M5M7.5M10M15M20M30，M30則表示抗壓強(qiáng)度為30兆帕的砂漿。M表示砂漿標(biāo)準(zhǔn)試件為邊長為70.7啞的立方體。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28天。第四節(jié)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(xì)骨料（砂）、水泥按適當(dāng)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(jié)作用。2、混凝土的和易性包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性。流動(dòng)性的測試方法：采用坍落度測定，坍落度數(shù)值越大，流動(dòng)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(qiáng)度（用C表示）：抗壓強(qiáng)度最大，抗拉強(qiáng)度最小。標(biāo)準(zhǔn)混凝土塊：邊長為150啞的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：C15C20C25C30——C80等，C30表示混凝土的抗壓強(qiáng)度為30MPa。混凝土的耐久性：值抵抗環(huán)境介質(zhì)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?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、混凝土的碳化、堿集料反應(yīng)、干縮等性能。二、鋼筋混凝土1、鋼筋混凝土的優(yōu)點(diǎn)：（1）合理發(fā)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(diǎn)：（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(fù)困難。第五節(jié)木材、塑料機(jī)裝飾材料影響木材強(qiáng)度的因素：1、含水率：含水率增加，強(qiáng)度下降，含水率減少，強(qiáng)度上升2、溫度：當(dāng)溫度升高時(shí)，強(qiáng)度降低，溫度降低，強(qiáng)度升高3、長期荷載4、疵病的影響第六節(jié)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(yīng)用廣泛第三章土木工程構(gòu)件及其基木結(jié)構(gòu)第一節(jié)梁、板、柱和墻一、梁1、按支承情況分類1）簡支梁：當(dāng)兩支座有不均勻沉降時(shí)，不產(chǎn)生附加應(yīng)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(xù)梁：當(dāng)支座有不均勻下沉?xí)r將有附加應(yīng)力3）多跨靜定梁：當(dāng)支座有不均勻下沉?xí)r不產(chǎn)生附加應(yīng)力注：梁在墻上的支承長度不小于240啞。二、板1、現(xiàn)澆板1）現(xiàn)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(xiàn)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(gòu)件，有時(shí)也同時(shí)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(xì)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(tài)分為承重墻、自承重墻和非承重墻第二節(jié)拱、桁架和框架一、拱：主要承受軸向壓力1、分類：按拱的構(gòu)造分為三鉸拱、無鉸拱、兩鉸拱其中三鉸拱在基礎(chǔ)有不均勻下沉?xí)r，對(duì)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附加內(nèi)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(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系是搞成建筑中最常用的。第四節(jié)空間結(jié)構(gòu)體系舉例：1、薄殼結(jié)構(gòu)（網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、筒殼結(jié)構(gòu)、雙曲殼結(jié)構(gòu)）2、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（曲面結(jié)構(gòu)、平板網(wǎng)架）3、懸索結(jié)構(gòu)（單曲面懸索結(jié)構(gòu)、雙曲面懸索結(jié)構(gòu)）4、膜結(jié)構(gòu)高聳建筑物：煙囪、水塔、水池、筒倉、核電站。第四章地基與基礎(chǔ)工程第一節(jié)巖土工程勘察一、巖土工程勘察分級(jí)1、工程重要性等級(jí)（按工程的規(guī)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(jí)工程的規(guī)模和特征破壞后果一級(jí)重要工程很嚴(yán)重二級(jí)一般工程嚴(yán)重三級(jí)次要工程不嚴(yán)重2、場地復(fù)雜程度等級(jí)場地復(fù)雜程度等級(jí)一級(jí)（復(fù)雜場地）二級(jí)（中等復(fù)雜場地）三級(jí)（簡單場地）建筑抗震穩(wěn)定性危險(xiǎn)不利有利不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況強(qiáng)烈發(fā)育一般發(fā)育不發(fā)育地質(zhì)環(huán)境破壞程度已經(jīng)或可能強(qiáng)烈破壞已經(jīng)或可能受到一般破壞基本未受破壞地形地貌復(fù)雜較復(fù)雜簡單地下水多層水、水文地質(zhì)條件復(fù)雜基礎(chǔ)位于地下水位以下無影響3、地基復(fù)雜程度等級(jí)地基復(fù)雜程度等級(jí)已經(jīng)（復(fù)雜地基）二級(jí)（中等復(fù)雜地基）三級(jí)（簡單地基）巖土種類及性質(zhì)巖土種類多，巖土種類較多，巖土種類單一，性質(zhì)變化大性質(zhì)變化較大性質(zhì)變化不大特殊土有特殊性巖土除一級(jí)外的特殊土無特殊性巖土4、巖土工程勘察等級(jí)1）、甲級(jí)：有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)2）、乙級(jí)：除甲級(jí)和丙級(jí)外的勘察項(xiàng)目3）、丙級(jí)：均為三級(jí)二、巖土工程勘察的方法和內(nèi)容1、方法：工程地質(zhì)測繪與調(diào)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(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場檢驗(yàn)與監(jiān)測。2、工程地質(zhì)測繪是認(rèn)識(shí)場地工程地質(zhì)天劍最經(jīng)濟(jì)、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(yōu)點(diǎn)是：較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟(jì)且迅速，能夠及時(shí)解決工程地質(zhì)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(bào)告是巖土工程勘察的最終成果，是土木工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)。第二節(jié)地基與基礎(chǔ)基礎(chǔ)是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基并連接上部結(jié)構(gòu)域地基的下部結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)分類：1、按形式分：有條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、箱行基礎(chǔ)。2、按埋置深度分：淺基礎(chǔ)（埋深小于5m）深基礎(chǔ)（埋深大于等于5m）f類型：樁基（既古老有常見的基礎(chǔ)形式）、沉井基礎(chǔ)（四周有壁，下部無底）、沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、墩基礎(chǔ)。注：沉箱基礎(chǔ)的工作原理P78.3、按受力性能分：有剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)。第三節(jié)地基處理的對(duì)象與目的1、對(duì)象；軟弱地基和特殊土地基。軟弱地基主要指淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)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(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性，減少地基的沉降；防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。3、方法：1、按時(shí)間分為臨時(shí)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(duì)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(jī)理有：換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)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(jiǎng)法等。4、產(chǎn)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(shí)，要合理設(shè)置沉降縫。（3）增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基不均勻沉降的協(xié)調(diào)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(jié)概述一、建筑物構(gòu)成的基本要素：1、功能2、物質(zhì)技術(shù)條件3、建筑形象二、建筑分類按高度與層數(shù)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(jié)建筑工程的平面布置第三節(jié)民用建筑的結(jié)構(gòu)組成與體系第四節(jié)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)組成與體系第六章交通工程現(xiàn)代交通運(yùn)輸方式：鐵路、公路、水運(yùn)、航空、管道第一節(jié)道路工程一、公路的分類及分級(jí)1、分類：按重要程度和使用性質(zhì)分為國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道和專用公路2、分級(jí)：按使用任務(wù)、功能和適應(yīng)交通量分為五個(gè)等級(jí)：高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路和四級(jí)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(wù)功能）、支路（10—15年，服務(wù)功能為主）4、分級(jí)：除快速路外，主十路I：大城市采用（人數(shù)大于50萬）次十路II：中城市采用（人數(shù)為20萬一50萬）支路III：小城市采用（人數(shù)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(gè)同向回旋線間不插入圓曲線而徑相銜接的組合5）復(fù)合型：兩個(gè)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(shí)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(cè)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(shè)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(duì)路面的要求：1）強(qiáng)度和剛度2）穩(wěn)定性3）表面平整度4）表面抗滑度5）耐久性2、路面層次結(jié)構(gòu)：面層、基層、墊層第二節(jié)鐵路工程一、客運(yùn)：以日本為代表貨運(yùn)：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(yùn)專線（秦皇島——沈陽）客運(yùn)一一日本。貨運(yùn)一一美國、加拿大。客貨混運(yùn)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(zhǔn)高速：160?200km/h（4）高速：200?400km/h（5）特高速：400km/h以上第三節(jié)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(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座及附屬設(shè)施橋梁的結(jié)構(gòu)體系：梁式橋（一種在豎向荷載作用下午水平反力的結(jié)構(gòu)）、拱式橋、剛架（構(gòu)）橋、斜拉橋（索形：①輻射形：只有一個(gè)點(diǎn)，索不平行②豎琴形：有多個(gè)點(diǎn)，且索平行③扇形：有多個(gè)點(diǎn)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(chǔ)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)自重輕、可以獲得比斜拉橋更大的塔徑。五、橋梁的幾個(gè)重要參數(shù)1、凈跨徑：梁式橋上相鄰兩橋墩或橋臺(tái)間的凈距稱為凈跨徑；2、計(jì)算跨徑：指相鄰兩個(gè)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(jié)構(gòu)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(diǎn)的連線間的垂直距離；5、計(jì)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。