土木概论(纯文字1)1.doc

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是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施；如建筑工程即为人类的生存及社会的发展用工程材料建造各类工程设施 房屋 桥梁军都山渡槽桥位于北京市延庆县，在两山之间跨越二道河、大秦铁路和两条主要公路，是我国第一跨度超过百米的大型斜拉输水建筑物。该渡槽桥全长，主跨长，槽身距地面，塔墩高。槽宽，高。由于该桥的宽跨比仅，为提高结构的整体刚度和抗风稳定性，渡槽截面采用圆弧形的半封闭薄壳结构。该桥上部结构的施工采用“地面成型、整体提升”的方案隧道工程公路与城市道路工程水坝港口、码头铁路工程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。1.2 土木工程的内涵和发展简史1.2.1 土木工程的内涵.定义：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这里指的生产活动和工程技术还包括对上述各类工程的勘测、设计、施工、保养、维修等活动以及相应的工程技术。 土木工程也是一种学科，称为土木工程学科。它是研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的一门学科。如工业建筑、民用建筑、农业建筑、铁路建筑等这里要分清两个重要概念建筑物（建筑）：建筑物指供人们进行生产、生活或其它活动的空间、场所。与建筑物对应的另一个重要概念是构筑物构筑物：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。 土木工程具有民用性人们的衣食住行都离不开建造各类建筑物、构筑物和修建各种工程设施。 各类土木工程必须具备抵御自然灾害和人为的作用力土木建筑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。1.2.2土木工程的发展简史经历了三个历史发展时期v古代土木工程 （约公元前500017世纪中叶）v 近代土木工程 （17世纪中叶至20世纪中叶）v 现代土木工程 （20世纪中叶至今）v.古代土木工程v时间跨度长。v 大致从新石器时代（约公元前5000年起开始至17世纪中叶)。v具有代表性的工程有：v 我国黄河流域的仰韶文化（约公元前50003000）遗址。吉萨金字塔埃及帝王陵墓建筑群群 长城 我国历史上伟大工程之一。始建于公元前75世纪间的春秋、战国时代。最早修筑长城的是楚国，称为“方城”。公元前214年，由秦始皇扩建完成。随后，各朝代都进行过修筑、扩建。其中以明代修筑规模最大，工程技术水平也最高。通常称的明长城为东起山海关，西止嘉峪关 约公元前256前251年（战国时期）始建于秦昭王末年的四川都江堰大型引水枢纽，是世界历史上最长的无坝引水工程。四川都江堰大型引水枢纽，建于公元前256251年，是世界历史上最长的无坝引水工程。一直沿用至今。北京故宫太和殿。建于明永乐18年，（1420年）是故宫最壮观的建筑，也是我国现存最大的木构殿堂。 公元532537年间建造在君士坦丁堡（今土耳其伊斯坦布尔）的索菲亚大教堂。该教堂为砖砌穹顶（圆形球壳），直径30余米，穹顶高50余米，穹顶支承在大跨砖拱和用巨石砌筑的巨型柱（截面约710m）上 赵州桥隋代赵州安济桥，又称赵州桥。桥为敞肩圆弧石拱，拱券并列道，净跨米，矢高米，上狭下宽总宽米。主拱券等厚米，主拱券上有护拱石。在主拱券上两侧，各开两个净跨分别为米和米的小拱，以泻泄洪水，减轻自重。桥面呈弧形，。桥始建于隋开皇十五年(公元年），完工于隋大业元年(公元年），距今已有406年。山西应县木塔，建于公元1056年。 它虽经多次大地震仍完整无损，足以证明我国历史上木结构的辉煌成就。意大利比萨大教堂建于公元11到12世纪，系一组由教堂（10631118）、洗礼堂（1153）、钟塔（11741350）组成的建筑群。巴黎圣母院科隆大教堂是欧洲北部最大的哥特式教堂，始建于13世纪中叶。在德国科隆。平面呈拉丁十字形，长136.5m，宽45.7m，东端为7个小圆龛组成的半圆形卷廊，西立面有一对八角形塔楼，建于18421880年，高达150多米。小结：古代土木工程的特点这个历史时期内，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。生产工艺、施工机具也很简单。.近代土木工程近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。主要特征是： 有力学和结构理论作指导；.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。施工技术进步很大。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：意大利科学家伽利略在1638年出版的著作关于两门新科学的谈话和数学证明中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首先用公式表达了梁的设计理论。英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律，它们是土木工程设计理论的基础。瑞士数学家欧拉在1744年出版的曲线的变分法建立了柱的压屈理论，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。 1825年纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法；19世纪末里特尔等人提出了极限平衡的概念。这为土木工程的结构理论分析打下了基础。 1824年英国人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，1850年开始生产。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，才初步奠定了混凝土强度的理论基础。 1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法，使钢材得以大量生产，并广泛应用于土木工程。1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆，并推广到工程中，建造了一座蓄水池，这是应用钢筋砼的开端。1875年，他主持建造了第一座长16m的钢筋砼桥。1883年美国在芝加哥由称为“摩天楼之父”的詹尼（B.Jenney)建造的11层住宅保险大楼，是世界最先用铁框架的高层建筑。1889年，法国在巴黎建造了高300m的埃菲尔铁塔.50年代初期发明的安全升降机也使高层建筑成为可能；直到1857年在纽约才安装了第一台乘人用的电梯。1886年美国人杰克逊首先应用预应力混凝土制作建筑配件，后又制作楼板。1930年法国工程师弗涅希内将高强度钢丝用于混凝土。 土木工程在铁路、公路、桥梁建设中得到了大规模发展1825年在英国人斯蒂芬森在英格兰北部斯托克顿和达灵顿之间修筑了世界第一条长21km 的铁路，1863年在伦敦又建造了世界第一条地下铁道。1779年英国用铸铁建成跨度为30.5m的拱桥；1826年英国用锻铁建成建造了第一座跨度为177m的悬索桥；1890年英国又建成两孔主跨的悬臂式桁架梁桥。这样，现代桥梁的三种基本形式（梁式桥、拱桥、悬索桥）相继出现。世界最古老的铸铁拱桥（Coaibrookdale Bridge该桥（英国的科尔布鲁克代尔桥）建于1779年。桥跨约30.5m，矢高13.7m，由五片半圆形拱肋组成。该桥完全模仿木拱桥的形状。钢材的出现，把铸铁（以及锻铁）桥送进了桥梁历史博物馆。科尔布鲁克代尔桥曾使用170年。梅奈海峡桥梅奈海峡桥，位于英国的威尔士，1826年建成。该桥是英国用铸铁建成的第一座悬索桥，主跨177米，为当时世界上最大跨度的桥梁，现仍存在。 福斯桥（Forth Bridge) 19311942年，德国率先修筑了长达3860km的高速公路网。 1906年美国旧金山大地震，1923年日本关东大地震，这些自然灾害推动了结构动力学和工程抗震技术的发展。. 现代土木工程时间跨度为20世纪中叶第二次世界大战结束后至今。其特点表现为：首先是社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求。一般表现为以下三个方面：A.土木工程功能化即土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。巴西国会大厦。建于19571959巴西首都巴伐里亚。由国会上下议院、办公楼和各部分厅室、服务房间等组成。27层板式办公楼碗形穹隆会场建筑造型讲究构图形式，体型简洁而对比强烈。工业建筑物围绕生产工艺在功能要求方面越来越高。并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。大众汽车制造厂CKD车间B.城市建设立体化20世纪中叶以来，城市建设有三个趋向；高层建筑的大量兴起建筑物向空间发展。上海金茂大厦421m高，88层马来西亚石油双塔大厦。目前世界最高，450m.广州地铁城市高架公路、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。铁路电气化的形成和大量发展。南昆电气化铁路长距离的海底隧道的出现。日本越过津轻海峡连接本州（青森）与北海道（函馆）的青函海底隧道长达53.85km，是世界最长的海底隧道。1990年贯通的英法海峡隧道长50.5km。我国第一条水底隧道1970年建成2.76km香港海底隧道土木工程的功能化、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。钢丝网架聚苯乙烯夹芯板. 压型板施工过程中的工业化、装配化。现代化砼搅拌站 钢筋混凝土泵送的记录！世界上最高的摩天大楼，混凝土灌注量达160，000立方米之巨。为确保连续泵送并达到385米这样一个高度，开发者基于安全因素，采用六台超高压混凝土泵及六根分离式布料杆灌注混凝土。大型工业设备没有大型现代化吊装机械是无法到位的第一章1、土木工程概念2、土木工程发展史，今后的发展方向第二章建设工程基本建设程序与管理基本建设程序，是指基本建设全过程中各项工作必须遵循的先后顺序。这个顺序不是任意安排的，而是由基本建设进程，即固定资产和生产能力的建造和形成过程的规律所决定的。建设工程基本建设程序主要阶段包括: 立项阶段、建设用地及规划阶段、工程报建审批阶段、工程建设阶段、工程项目竣工验收阶段。工程建设程序 2.1 立项阶段立项阶段主要包括项目建议书、可行性研究报告、初步设计审批等。第一条 项目建议书审批 一、凡国家投资建设的工程项目，业主单位应委托有资质的工程咨询机构或设计单位编制项目建议书。 二、由发展改革委员会，根据国家、自治区有关政策进行立项审批，并列入固定资产投资计划。 三、社会投资建设的工程项目由业主单位自行负责编制项目建议书，由项目主管部门审批。第二条 可行性研究报告审批 一、项目建议书批准后，凡国家投资建设的工程项目，业主单位应委托有相应资质的单位编制项目可行性研究报告。发展改革委员会组织专家进行评估、论证，并下达批复文件。 二、凡社会投资建设的工程项目可行性研究报告，由项目主管部门审批。 第三条 初步设计审批 一、可行性研究报告批准后，被列入年度投资计划的工程项目，由业主单位委托有相应资质的设计单位进行初步设计。 二、初步设计（含工程概算）由建设局审批。 第四条 建设工程项目立项审批完成后，业主单位需贷款的，须带年度计划批准文件、可行性研究报告、初步设计到银行办理贷款业务 2.2 建设用地及规划阶段第五条 建设用地及规划阶段主要包括国有土地使用证、规划选址、总平面规划设计、建设用地规划许可证、消防审批、人防审批、抗震审批、施工图设计审查、建设工程规划批准书审批等。第六条 取得国有土地使用权的办理程序，由国土资源局指导、协调和监督第七条 业主单位取得国有土地使用权后，应委托有资质的设计单位进行建设工程总平面规划方案设计，并向建设（规划）局申请办理规划选址和规划设计条件审批。第八条 规划总平面设计方案批准后，业主单位委托有资质的测绘单位进行规划用地界线、控制线、坐标点及用地面积测绘。经建设（规划）部门审核后，由国土资源与建设（规划）局核发建设用地规划许可证。第九条 国有土地使用证审批 在取得建设用地规划许可证后，业主单位向国土资源局申请办理国有土地使用证。报国土资源局审批。第十条 消防审批 业主单位持相关资料到消防局申请办理消防审批。 第十一条 人防审批 业主单位持相关资料到人防办申请办理人防审批。人防审批程序分为两种，一种是修建人防地下室审批，另一种是不修建人防地下室审批。第十二条 抗震审批 业主单位携带工程施工图纸到建设局抗震办申请办理施工图抗震审批手续。 第十三条 施工图设计审查 业主单位按照建设工程质量管理条例和建设部建筑工程施工图设计文件审查办法的规定，持工程施工图纸和勘察设计合同到建设工程施工图审查中心办理施工图设计审查。第十四条 建设工程规划批准书审批 业主单位按照测量要求委托有资质的测绘单位进行定线测绘。报国土资源与建设（规划）局核发建设工程规划批准书第十五条 建设工程项目完成用地、规划审批后，项目投资来源已基本落实的，业主单位可以到建设局，办理建设工程报建审批手续。2.3 工程报建审批阶段第十六条 工程报建审批阶段包括工程项目登记、工程招投标、施工场地排污许可、工程质量监督登记、安全监督登记、工程施工许可审批手续等。第十七条 工程项目登记 业主单位到建设局领取建设工程项目登记表，并提供相关资料办理工程项目登记手续。第十八条 工程招投标监督备案 一、建设项目登记完成后，业主单位到建设局申请办理工程招投标手续，并由建设局按照国家有关规定，对招标单位的招标文件、招标方式和投标人资格等进行监督备案。 二、建设工程的开标、评标、定标必须按照中华人民共和国招标投标法的规定程序在有形建筑市场内进行，并接受建设主管部门的监督。 三、凡国家投资的建设工程项目，业主单位招标须经建设局备案后，方可组织实施，中标通知书和施工合同均须向建设局备案。第十九条 施工场地排污许可 业主单位持相关资料到环保局申请办理施工场地排污许可证。 第二十条 质量监督登记 施工单位持中标通知书、施工图审查批准文件、抗震审查批准文件等相关资料，到工程质量监督站申请办理工程质量监督登记手续。第二十一条 安全监督登记 施工单位按照国家有关规定向工程安全监督站申请办理建设工程安全监督登记手续。 第二十二条 工程施工许可审批 工程项目报建审批手续全部办理完毕后，由建设局审批工程施工许可证。2.4 工程项目建设阶段第二十三条 工程项目建设阶段主要包括工程进度管理、质量管理、安全管理和文明施工管理等。第二十四条 业主单位全面负责建设工程进度、质量、安全和文明施工管理，督促施工、监理单位建立健全质量保证体系，严把工程质量关。工程质量、安全监督站强化质量、安全监督。2.5 工程项目竣工验收阶段第二十五条 工程项目竣工验收阶段主要包括工程竣工质量验收、工程竣工综合验收和竣工资料存档等 第二十六条 工程竣工质量验收 工程竣工后，由业主单位负责组织勘察、设计、施工、监理等单位进行质量验收，工程质量监督站对建设工程验收程序、验收内容及实物质量执行国家标准的情况实施监督，并出具工程质量监督报告。第二十七条 工程竣工综合验收 工程项目通过规划、质量、决算、消防、环保、劳动安全等验收后，由建设部门牵头会同发改、财务、审计、国资等部门进行工程竣工综合验收，出具验收结论。第二十八条 业主单位应当自工程竣工验收合格之日起15日内，对工程竣工验收报告和规划、消防、环保部门验收批准文件等全部竣工资料进行整理，报档案馆存档。小结：工程建设程序o项目建议书可行性研究报告 初步设计审批总平面规划设计 建设用地规划许可证施工图设计 消防、人防、抗震审批施工图设计审查 工程项目登记工程招投标 施工场地排污许可工程质量监督登记 安全监督登记工程施工许可审批 建设实施 竣工验收竣工资料存档o附件1 国有土地使用权办理须提交资料o一、以划拨方式用地的项目建设单位办理程序o1申请用地，须提供以划拨方式供地的依据；o2签订供地协议，缴纳土地价款；3办理土地登记，领取国有土地使用权证；o二、以协议出让方式用地的项目建设单位办理程序o1申请用地；o2签订出让合同，缴纳土地出让金；o3办理土地登记，领取国有土地使用权证； 三、以招标、拍卖或挂牌出让方式用地的项目建设单位办理程序1依据招标、拍卖或挂牌出让土地公告办理受让登记；2参加土地招标、拍卖或挂牌交易；3土地交易成交后，签订土地出让合同，缴纳土地出让金；4办理土地登记，领取国有土地使用权证。o附件2o规划选址办理需提交资料o一、规划选址意见书审批所需资料 1选址申请报告； 2项目建议书批复； 31:1000现状地形图； 4国有土地出让合同。二、总平面规划设计条件审批所需资料 1规划申请报告； 2建设项目选址意见书及附图； 3可行性研究报告批复文件； 41:1000地形图。o附件3o建设用地规划许可证审批需提交的资料o一、申请报告；o二、选址意见书、规划设计条件及附图o三、审核批准的用地坐标图；o四、批准的规划总平面设计方案；o五、可行性研究报告批复文件。o附件4o消防审批程序及需提交资料o一、消防审批程序o申报、受理、审核图纸、查看现场、领导复核、领导审批。o二、所需申报材料 1业主单位填写建筑消防设计防火审核申请表； 2工程项目规划总平面图； 3全套工程施工图纸。o附件5o人防审批需提交资料o一、修建人防地下室工程审批所需资料 1、投资计划文件； 2、工程项目规划总平面图； 3、工程建筑图（建筑、结构）； 4、人防地下室设计方案及施工图。二、人防工程易地建设费审批所需资料 1、工程项目规划总平面图； 2、发改委下达的立项批复； 3、按工事性质到人防部门签署意见；o附件6o抗震审批需提交资料 一、全套工程施工图； 二、工程地质勘察报告； 三、工程项目规划总平面图o附件7o施工图设计审查需提交资料o 一、全套工程施工图纸； 二、工程项目规划总平面图及建筑单体设计方案； 三、工程地质勘察报告； 四、结构计算书或计算软件名称和相应的数据文件软盘； 五、勘察、设计单位资质证书副本复印件； 六、勘察、设计单位营业执照复印件； 七、工程勘察、设计合同； 八、省外设计单位注册证明o附件8o建设工程规划批准书审批需提交资料o一、业主单位申请报告及建筑工程规划审批表；o二、工程项目立项批准文件及有效的土地权属证件；o三、规划总平面图及定位图；o四、建筑工程设计方案和工程施工图；o五、消防、人防、抗震、绿化、施工图设计审查等批准文件。o附件9o工程项目登记需提交资料o 一、投资计划的批复（发改委下发的文件）o 二、初步设计的批复o 三、资金证明文件o 四、建设工程规划许可证o 五、施工图审查批准书o 六、红线图o 七、项目登记表o附件10o 外省、市施工、监理企业需提交资料o 1、外地监理企业参加工程施工、监理备案表；o 2、企业法人营业执照（原件、复印件）；o 3、企业资质证书（原件、复印件）；o 4、法人代表证书或法人委托书；o 5、施工项目经理、监理人员上岗证书、专业职称证书及身份证（原件、复印件）；o 6、与拟参与建设及监理项目相近的工程业绩证明材料；o 7、中标后需提供施工及监理合同备案表、合同、工作方案。o附件11o 质量监督注册登记需提交资料 o 一、工程项目计划批准书（复印件）；o 二、规划批准书（复印件）；o 三、中标通知书（复印件）；四、施工图设计审查批准书（复印件）；五、岩土工程勘察报告（原件）；o 六、施工图纸一套（原件）；七、抗震审批书（复印件）；八、施工合同（复印件）；九、监理合同（复印件）；十、施工企业资质证书（复印件）；十一、勘察单位资质证书（复印件）；十二、设计单位资质证书（复印件）；十三、监理单位资质证书（复印件）；十四、质量注册登记表（一式五份）。o附件12o 安全监督审批需提交资料o 一、施工企业安全资格证书原件及复印件； 二、安全员岗位证书原件及复印件； 三、项目经理安全责任书； 四、特种作业人员操作证原件及复印件； 五、施工现场安全管理有关规定制度； 六、建设工程安全技术措施； 七、重大事故抢险预案； 八、施工现场安全管理组织名单； 九、预防高空坠落事故安全技术方案； 十、预防坍塌事故安全技术方案； 十一、办理职工意外伤害保险。o附件13o工程施工许可证审批需提交资料o 一、建设工程用地批准手续； 二、建设工程规划批准书； 三、中标通知书； 四、施工图审查批准书； 五、抗震审批书； 六、工程质量监督手续； 七、工程安全监督手续； 八、建设项目资金证明（只收原件）； 九、建筑职工办理意外伤害保险凭证； 十、已经确定建筑工程监理单位； 十一、人防审批； 十二、消防审批； 十三、建设工程委托检测手续；十四、环保检测手续o第 3 章o土 木 工 程 材 料o工程材料是房屋的物质基础，同时由它构成的房屋构件又受到各种作用，在荷载作用下，如何充分发挥所采用材料的作用是土木工程研究和解决的重要问题。o 初步了解一下结构材料在荷载作用下有那些力学性能o1. 结构材料的拉伸和压缩o 拉伸o 压缩o构件材料若受拉被拉断，受压被压屈，在工程中是不能允许的。因此学习研究材料的强度非常重要。o强度：结构材料承受荷载的极限能力。o2 结构材料的弹性和塑性o 弹性o结构材料承受荷载其形状会改变，移去荷载，恢复原状o在弹性状态荷载与变形成正比。o塑性o当结构材料荷载承受更大荷载时，移去荷载，有残余变形，变形不能恢复原状。o不同的结构材料弹、塑性是不同的。o 有塑性的材料称为塑性材料，如钢材、混凝土等，这类材料一旦出现塑性有发生破坏的预兆；反之称为脆性材料如石材、玻璃等o土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。o工程材料分类（按化学成分）oo o3. 常用建筑结构材料o. 钢材 o按化学成分分类o 低碳钢o 合金钢o 常用型材o o 钢材的连接方式：o 线材（钢筋、钢丝等）在工程中的应用o 常用钢材的强度o低碳钢：抗拉、抗压强度均为235Mpa o 低合金钢：高一些，为335400Mpa o评价：o 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。o 混凝土（砼）o定义：人工石o类型：o水泥混凝土o轻混凝土o沥青混凝土等o强度o混凝土的强度等级一般为如何测定？砼抗拉强度低，与钢筋粘结组成钢筋砼结构评价：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、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。瓦按成分分，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。砂砂按粗细程度通常有粗砂、中砂、细砂之分。砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比例。 石 分为毛石、料石、饰面石材、色石渣、石子毛石：也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规划的石块。 料石：人工或机械开采出的较规则的六面体石块，再略经凿琢而成。 饰面石材：经加工用于建筑物内外墙面、柱面、地面、栏杆、台阶等处装修用的石材。 色石渣：也称色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或花岗岩等石材经破碎筛选加工而成 。 石子：用作混凝土粗骨料或路基、桩基填渣。石子分碎石和卵石，粒径大于5mm 石膏土木工程中使用最多的石膏品种是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的浆体具有良好的可塑性。建筑石膏具有很好的防火性能、隔热性能和吸音性能，具有良好的装饰性和可加工性。 石膏制品：纸面石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板、石膏空心条板、石膏空心砌块和石膏夹心砌块等。 石灰石灰是在土木工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。 主要作为砌筑砂浆的组分之一。 也可用于加固地基。. 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，强度都较低。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 类型圆材、方材、条材、板材等。 木材属于各向异性材料，要注意顺纹和横纹方向的强度差异很大。 应用特点结构自重、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。四种常用材料综合评价 钢材应用是发展方向 木材应用要限制混凝土广泛应用砌体普遍建造中小型房屋 组合结构，将得到很快发展复合板材沥青及其制品玻璃及其制品陶瓷及其制品塑料及其制品绝热（隔热）材料吸声隔声材料绿色建材绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料 （1）其生产所用原料尽可能少用天然资源、大量使用尾渣、垃圾、废液等废弃物。（2）采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。（3）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物的颜料和添加剂。（4）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产品应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。（5）产品可循环或回收利用，无污染环境的废弃物。 第4章 建筑结构概论第一节 建筑和结构的关系第二节 建筑结构的基本要求第三节 建筑结构的分类和结构选型l建筑：建筑物和构筑物的通称。l建筑物：人们社会生活和生产的环境，如住宅、厂房。l构筑物：一般不直接进入其间进行生活和生产的空间。如 烟囱、水塔等。l建筑物构成的基本要素：建筑功能、物质技术条件和 建筑形象。l建筑结构：建筑物的空间承重骨架系统。l建筑结构的功能：(1) 满足使用和审美要求选择合适的结构型式；(2) 抵御自然界的各种作用选择结构的材料和结构体系第二节 建筑结构的基本要求1.平衡：结构或结构的任何一个部分都不发生运动。2.稳定：整体结构或结构的一部分作为整体不允许发生危险的运动，如倾覆和滑移等。3.承载力：结构或结构的任何一部分在预计的荷载作用下必须安全可靠。4.适用：使用期间不发生过大的变形 、裂缝和损坏等。5.经济：造价、施工及使用维护等。 6.美观：精神需要（民族风格、时代风貌等 ）。第三节 建筑结构的分类和结构选型一、建筑结构的分类二、建筑结构选型建筑结构 涵义建筑物的承重骨架体系称为建筑结构，组成这种承重骨架体系的各个部件称为结构构件，如梁、板、柱、屋架、支撑、基础等。 在建筑设计的基础上，对房屋各承重构件的布置、形状、大小、材料、构造及相互关系等进行设计，称为结构布置；画出来的图样称为结构施工图（又称结施图），简称“结施”。 结构施工图的内容结构图一般包括结构设计说明、结构布置图和构件详图三部分内容。结构设计说明以文字叙述为主，主要说明设计的依据，如地基情况、风雪荷载、抗震情况；选用结构材料的类型、规格、强度等级；施工要求；标准图或通用图的使用等。结构布置图是房屋承重结构的整体布置图，主要表示结构构件的位置、数量、型号及相互关系。常用的结构平面布置图有：基础布置平面图、楼层结构平面图、屋面结构平面图、柱网平面图等。 构件详图是表示单个构件形状、尺寸、材料、构造及工艺的图样，如：梁、板、柱、基础等详图。 结构图按承重构件使用材料的不同还可分为：钢筋混凝土结构图、砌体结构图、钢结构图、木结构图等结构图中常用比例 常用结构构件的代号 一、建筑结构的分类（一）按材料分类1. 混凝土结构： 素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。l适用范围：广泛用于一般工业与民用建筑及多种特种结构（水塔、水池、烟囱等）中。l优点：节约钢材、耐火耐久、可模性好、整体性好。l缺点：自重大，抗裂性差。l钢筋混凝土结构l2. 砌体结构：l 由块材及砂浆砌筑而成的结构。l适用范围：主要用于居住建筑和多层民用房屋（如办公楼、教学楼、旅馆等）中。l优点：易于就地取材，成本低。结构耐久性和耐腐蚀性好。缺点：自重大，施工砌筑进度慢，整体性差砌体结构3. 钢结构： 以钢材为主的结构。适用范围：主要用于大跨度的建筑屋盖（如体育馆、剧院等）、吊车吨位很大或跨度很大的工业厂房骨架，以及超高层建筑的房屋骨架。优点：钢结构材料质量均匀、强度高，构件截面小、重量轻，可焊性好，制造工艺简单。缺点：钢材易腐蚀，耐火性差，成本高钢结构4. 木结构：以木材为主的结构。适用范围：受到自然条件的限制，仅在山区和林区使用。优点：制作简单，自重轻，容易加工。缺点：易燃、易腐蚀。木结构砖木结构钢混凝土组合结构：结构构件用型钢和混凝土组成，或型钢、钢筋和混凝土组成。1）钢混凝土组合楼板 （2）钢骨混凝土结构（又称劲性混凝土结构）：以型钢为骨架外包钢筋混凝土组成的结构。其截面形式。（以深圳帝王大厦为例） （3）钢管混凝土结构：在封闭的薄壁钢管中浇注混凝土形成的组合结构，一般用作受压构件。（以日本东京中央区高层住宅为例） 钢混凝土组合梁板结构，梁下部用钢梁，上部用混凝土（一般采用压型钢板混凝土组合板）。钢梁和混凝土板之间用剪力连接件连接。主要用于高层楼盖、吊车梁和桥梁结构。优点：钢混凝土组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，充分利用材料。混凝土板参与组合梁工作，提高钢梁的竖向和侧向刚度。缺点：钢材易腐蚀，耐火性差。 深圳帝王大厦81层，高325米。是我国目前最高的钢混凝土组合结构，58层以下采用钢骨混凝土柱。日本东京中央区高层住宅（a）标准层平面 （b）梁柱接头 该住宅地上33层，高99.9米，采用钢管混凝土柱、钢骨混凝土梁结构，是钢混凝土组合结构的一个成功范例。内部2排柱用圆管，外部4排柱用方管，混凝土强度36-42MPa钢管混凝土柱充分发挥钢管和混凝土的作用。对于混凝土而言，混凝土在荷载作用下处于三向受压状态，抗压强度和变形能力显著提高。对于薄壁钢管，中间填实混凝土以后，大大提高了侧向稳定性。钢管混凝土柱承载能力很高，重量轻，耐疲劳，耐冲击。而且核心混凝土没有钢筋，浇筑混凝土很方便，施工简便。 钢管混凝土柱一般用于单柱承载力大的高层、大跨度、重荷载的结构。如工业厂房框架柱或排架柱、高层建筑的底层柱等。（二）按受力和结构特点分类 1. 混合结构：楼、屋盖一般采用钢筋混凝土结构构件，墙体和基础采用砌体结构。（见附图） 2. 排架结构：主要承重体系是屋面横梁（屋架或屋面大梁）、柱及基础，主要用于单层工业厂房。（见附图） 3. 框架结构：由横梁和柱及基础组成的主要承重体系。（见附图） 4. 剪力墙结构：纵、横布置的成片钢筋混凝土墙体称为剪力墙。剪力墙和钢筋混凝土楼、屋盖整体连接形成剪力墙结构。（见附图）5. 其他形式的结构：（1）高层和超高层结构体系中有：框架剪力墙结构、框架筒体结构、筒中筒结构等。（2）单层厂房：刚架结构（3）单层大跨度房屋的屋盖：壳体结构、网架结构、悬索结构等 二、建筑结构选型（一）多层和高层房屋结构1. 混合结构体系：竖向承重构件采用砌体结构，水平承重构件采用钢筋混凝土梁板结构。 2. 框架结构体系： （见附图） 1）分类：横向框架承重、纵向框架承重和纵横向混合承重。 （见附图）2）全框架结构、内框架结构、底层框架结构（见附图） 3. 剪力墙结构体系1）剪力墙结构：纵横向交叉的墙体都由剪力墙组成。2）框架剪力墙：竖向承重构件为框架和剪力墙（见附图） 3）筒体结构：由剪力墙围成筒体，由一个或多个筒体组成的结构。框筒：由加密柱并加强梁的刚度而形成的整体受力体系。（纽约世界贸易中心钢结构框筒结构）框架筒体：周边稀柱框架和核心筒组成。（见附图、上海金贸大厦框架核心筒结构）成束筒：多个筒体组成。（美国芝加哥西尔斯大厦成束筒结构）4. 高层房屋结构的布置要点（略）框架承重方案：横向、纵向、混合承重 全框架结构 框架结构的几种平面底层框架结构 框架剪力墙结构体系平面（北京饭店新楼，18层）框架筒体结构体系平面（上海联谊大厦） 纽约世界贸易中心：大楼于1966年开工，历时7年，1973年竣工以后，以411米的高度作为110层的摩天巨人而载入史册。它是由5幢建筑物组成的综合体。其主楼呈双塔形，塔柱边宽63.5米。大楼采用钢结构，用钢7万8千吨，楼的外围有密置的钢柱，墙面由铝板和玻璃窗组成，有“世界之窗”之称。 大楼有84万平方米的办公面积，可容纳5万名工作人员，同时可容纳2万人就餐。其楼层分租给世界各国800多个厂商，还设有为这些单位服务的贸易中心、情报中心和研究中心，在底层大厅及44、78两层高空门厅中，有种类齐全的商业性服务行业。楼中共有电梯104部，地下有可供停车2000辆的车库，并有地铁在此经过设站。 上海金贸大厦采用的是框架核心筒结构，建筑物88层，高420.5米。钢筋混凝土核心筒呈八角形，周边8根钢骨混凝土柱底部截面1.5mX5m，柱中配置2根焊接H型钢。芝加哥西尔斯大厦(Sears Tower)是世界第二美国第一高楼，仅次于吉隆坡石油大厦双塔，110层443米，建成于1974年。结构体系为模数化的束筒结构，由九个单筒组成，每个筒体平面为边长22.86米的正边形，沿高度分段截断。 FBI确信，纽约的地理坐标世界贸易大厦倒塌后，作为芝加哥地理坐标的西尔斯大厦，已经成为恐怖分子的下一个目标。 （二）单层大跨度结构1. 钢筋混凝土单层厂房结构1）排架结构：横梁和柱铰接、柱和基础刚接。 2）刚架结构：由梁柱和一的结构构件组成的结构。用于中小型单层厂房。3）拱结构：拱是承受压力为主的结构。该结构会对支座产生较大的侧推力。2. 其他型式的结构1）薄壳结构：一种以受压为主的空间受力体系。形式：旋转曲面、平移曲面、直纹曲面2）网架结构：由平面桁架发展起来的一种空间受力体系。分为平板网架和曲面网架。3）悬索结构：主要用于桥梁结构，用于体育馆则适用于大跨度建筑物，如体育馆、影剧院等。4）折板结构a）单跨排架结构 （b）等高排架 （c）不等高排架 （d）锯齿形排架结构 (a)无铰刚架 (b)双铰刚架 (c)三铰刚架 (d)双跨刚架 刚架的横梁和立柱整体浇筑在一起，交接处形成刚结点，该处需要较大截面，因而刚架一般为变截面。横梁一般为人字形，整个刚架呈“门”形，故称为门式刚架。它不易用于吊车吨位大的厂房，跨度一般18m左右。带拉杆的拱（a）室内拉杆拱 （b）落地拱 为了可靠传递拱的水平推力，采取以下措施（1）设置水平拉杆；（2）推力由侧边框架或刚架传至基础；（3）当拱的水平体力不大且地基的承载力大，压缩性小时，水平推力直接由地基抵抗。（1）旋转曲面：平面曲线绕竖轴旋转形成的曲面 2）平移曲面：一竖向曲线（母线）沿另一曲线（导线）平行移动时所形成的曲面（a）椭圆抛物面 （b）双曲抛物面3）直纹曲面：一段直线的两端沿两条固定的曲线移动所形成的曲面（a）单柱曲面 （b）劈锥曲面 悉尼歌剧院建筑总面积88258平方米,包括一个有2690座的大音乐厅,一个有1547座的歌剧厅,一个可容500多人的剧场和一个小音乐厅。此外,还设有排演厅、接待厅、展览厅、录音厅以及戏剧图书馆和各种附属用房（如餐厅、小卖部等）共900多个房间,同时可容6000多人在其中活动。 悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片,耸立在一南北长186米、东西最宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。第一组壳片在地段西侧,四对壳片成串排列,三对朝北,一对朝南,内部是大音乐厅。第二组在地段东侧,与第一组大致平行,形式相同而规模略小,内部是歌剧厅。第三组在它们的西南方,规模最小,由两对壳片组成,里面是餐厅。其他房间都巧妙地布置在基座内。整个建筑群的入口在南端,有宽97米的大台阶。车辆入口和停车场设在大台阶下面。 乌特松参加设计竞赛方案过于简略,后来在工程进行中遇到了一系列复杂而困难性技术课题。例如起初设想那些巨大的壳片是钢筋混凝土壳体结构,经过深入研究后发现,只能将每一个壳片划分为一条条钢筋混凝土的肋券,再分段预制,然后才能组合成整体。为了减少施工的困难,又将全部壳片改为同样的曲革,使每一个壳片都相当于假想半径为76米的圆球表面的一部分。为研究