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Lesson1 第六段 结构工程学 在这一专业领域土木工程师规划设计各种类型的结构 包括桥梁大坝发电厂设备支撑海面上的特殊结构美国太空计划发射塔庞大的天 文和无线电望远镜以及许多其他种类的项目 结构工程师应用计算机确定一个 结构必须承受的力自重风荷载和飓风荷载建筑材料温度变化引起的胀缩以及地 震荷载 他们也需确定不同种材料如钢筋混凝土塑料石头沥青砖铝或其他建筑 材料等的复合作用 第七段 水利工程学 土木工程师在这一领域主要处理水的物理控制方面的 种种问题 他们的项目用于帮助预防洪水灾害提供城市用水和灌溉用水管理控 制河流和水流物维护河滩及其他滨水设施 此外他们设计和维护海港运河与水 闸建造大型水利大坝与小型坝以及各种类型的围堰帮助设计海上结构并且确定 结构的位置对航行影响 第八段 岩土工程学 专业于这个领域的土木工程师对支撑结构并影响结构 行为的土壤和岩石的特性进行分析 他们计算建筑和其他结构由于自重压力可 能引起的沉降并采取措施使之减少到最小 他们也需计算并确定如何加强斜坡 和填充物的稳定性以及如何保护结构免受地震和地下水的影响 第十二段 建筑工程学 土木工程师在这个领域中从开始到结束监督项目的 建筑 他们有时被称为项目工程师应用技术和管理技能包括建筑工艺规划组织 财务和操作项目建设的知识 事实上他们协调工程中每个人的活动测量员布置 和建造临时道 3 路和斜坡开挖基础支模板和浇注混凝土的工人以及钢筋工人 这些工程师也向结构的业主提供进度计划报告 Lesson2 第二段 遮风避雨的建筑物的设计和其他功用的土木工程结构的设计的科学 基础原理是相同的 而只是因为现代社会特定的需要 这两个领域才沿着不同 的路径发展 相似的关注作为遮风避雨的建筑物的主要营造者也不再是一个单 独的个体相反的是由多个专家组成的小组规划师建筑师工程师和建造者 一个 现代建筑物的实现依赖这个小组集体的智慧 第十段 建筑要求有恰当的比例即令人愉快的虚与实 高与宽 长与宽的关 系 人类已经作过许多尝试用数学公式来解释好多比例如黄金分割 然而这些 努力并没有被广泛接受尽管在设计各处透过一些尺寸举例来说一个模数是一个 柱的直径一半的复测法已经收到很好的结果 这种复测法帮助提出了人类思想 渴望的可视规则 Lesson3 第十一段 地基与基础 所有的建筑物都支撑在地面上因此土体的性质成为任 何建筑设计中极端重要的考虑因素 基础的设计依赖于许多土体的要素如土的 类型土壤的层理土层的厚度和它的压缩性以及地下水的状态 土壤很少有一个 单一的成分 它们通常是不同厚度土层的混合物 为了评估土壤被按照颗粒大 小分为不同等级它们从淤泥到粘土到砂到砂砾到岩石依次增加 大体上较大颗 粒土的负载能力将会强于较小的一些 最硬的岩石可以高达每平方英尺 100 吨 每平方米 976 5 公吨的负载但是最软的淤泥所能承受的负载只有每平方英尺 0 25 吨每平方米 2 44 公吨 所有表面以下的土都处在受压状态中说得更精确 一些这些土承受与作用在其上的土柱重量相等的压力 许多土除了大多数的砂 和砾石以外显示出弹性性质 在荷载作用下受压变形当荷载解除后可以回弹 土壤的弹性常常依赖于时间也就是说土的变形可能发生在荷载作用后从数分钟 到数年的时间长度上 超过一个时段如果建筑物作用在土体上的负载高于土的 天然压实重量它可能产生沉降 相反地如果建筑物作用在土体上的负载小于土 体的天然压实重量它可能隆起 土也可能在建筑物自重作用下产生流动就是说 它很容易被压挤出 Lesson4 第五段 钢结构体系 因为一些类型的结构改革钢高层建筑物得到了发展 此改革被用于办公大楼和公寓的建造 第十二段 混凝土体系 虽然采用钢结构建造的高层建筑开始很早但是钢筋 混凝土高层建筑的快速发展在办公大楼和公寓方面对钢结构体系产生了很大的 挑战 Lesson7 第十一段 悬臂桥在利用中间桥墩的长跨距桥中它通常是不可行的桥梁结 构 举个例子在深而流速急的河流或软泥中可能很难建桥墩使它有足够深度达 到基岩层 在这种情况下刚架桥结构用两根横梁就可以延伸 从每岸伸出 一根梁而在两根梁的端部基础进行锚固 这种简单的刚架桥结构更具有静定性 而每一根锚固的梁的这种基础结构就叫悬臂桥或许这种最简单而熟悉的悬臂桥 例子便是跳水板 在普通的悬臂式桥梁中悬臂梁端部之间的间隙是闭合的为道 路提供了连续的桥面 但是假如把这种桥梁在其闭合点断开那么每一根悬臂梁 都不需要另外设置支撑而可保持稳定 通常悬臂梁中间间隙是闭合的既是刚架 桥 如此却使悬臂粮延伸了跨度 Lesson8 第十段 作用在桥梁结构的应力都可以分为二类荷载动荷载和静荷载 静 荷载 即桥结构本身不变的重量 它往往也是最大的荷载 动荷载或静荷 载有很多包括桥面上的机动车风荷载和积冰积雪荷载 第十五段 建筑基础 建筑物都是从基础开始的基础的花费几乎大大超过上 层建筑 水下基础通常会遇到很大的困难有个古老的方法常被用于浅水中即在 小范围内垂直围堰而建桥墩 罗马人常用这种方法 Lesson11 第七段 可通行道路的获得 高速公路工程师也必须协助得到用于新高速公 路设备的可通行道路 通向市区商业中心的高速公路建设的土地的获得已被证 明是非常困难的 公众需要交通工程师和城市规划者建筑师社会学家以及所有 对美化城市环境提升城市功能感兴趣的团体紧密合作以确保在协调好所有主要 问题方面的利益后再开始建贯通首要区域的高速公路 主要问题包括以下几点 第九段 细节设计 高速公路工程的细节设计部分包括用于建设的图纸或者 蓝图的准备工作 这些划展示了诸如选址道路宽度等此类要素的尺寸道路的最 终剖面图排水设备的位置和种类涉及的工程量包括地下地表的工作 Lesson15 第十段 因为可以通过碾压夯实振捣或其他方法压实土以增大其密度和提高其 承载强度所以可压缩性是土的一个重要特性 第十二段 可渗透性是土体允许水流通过其中的性质 冬季的冻融循环和夏季 的干湿循环改变了土颗粒的填实密度 压缩可以减小渗透性 Lesson16 第一段 建筑物或其它的构造物是由土地上的基础支撑的 foundation 这个单 词或者是指土地本身或者是指插入在土地上以提供支撑的物体或者是指土地和 立于其上的物体的合称 对于一栋多层办公楼 foundation 可能是混凝土基础 和支撑基础的土或岩石合称 对于一个挡土坝 foundation 可能指的是为大坝 提供支持力的天然土地或岩石 混凝土基础或桩基或桩承台通常指的是 foundation 不包括为基础提供支持力的土体或岩石已就位的基础和天然土体 或岩石形成了一个基础系统土体和岩石提供了系统的最终支持力 已就位的基 础或者是由土地支撑或者是由岩石支撑 受强制施加的荷载时土体或岩石的反 应决定了基础系统功能的好坏 在选择就位点时设计者必须决定安全压力即作 用在土体或岩石上并且结构能承受的整体建筑物和不同建筑物作用的荷载量 Lesson17 第十三段 建筑施工根据专业领域分类 这些包括工程场地准备挖填土地基处 理刚材定位物体定位沥青铺设和电力及机械设备安装 这些领域应用到不同的 工程如建筑大坝机场的施工方法一般是一样的 然而在不同的情况下各个领域 的重要性不同 第二十二段 对竖直墙来说 在混凝土定位后至少一天才能进行拆模操作 当 混凝土硬化或凝固了才能拆模 当模板常移动时 滑模是一个方法 提高到达 新鲜混凝土高度处 模板靠千斤顶升起来 千斤顶安装在嵌入在混凝土中的底 盘上 沿着结构周围间隔布置 滑板用在高耸结构中如 筒仓 油罐 烟囱 Lesson18 第一段 建筑材料必须有一定结构上的使用性的物理特性 首先 它们必须能 够承担荷载或重量而没有永久性的变形 当荷载作用在结构构件上时 构件将 变形 那就是说绳索将被拉伸或梁将弯曲 然而 当荷载被移去时 绳索和梁 将回到原始位置 这种材料特性就叫做弹性 如果材料不是弹性的 那么在移 去荷载后变形存在 重复加载和卸载最终增加变形到结构失去作用 所有用在 建筑结构里的材料如石材 砖 木材 铝材 钢筋混凝土和塑料在一定范围内 的荷载作用下表现弹性 如果加载超出了范围 两种情况会发生 脆性和塑性 如果是前者 材料将突然破坏 如果是后者 在一定荷载 屈服强度 材料开 始屈服流动 最后导致破坏 例如 钢材呈现塑性 石材是脆性 材料最终强 度由破坏发生时的应力决定 第七段 钢材钢材 钢材是一种重要的结构材料 当对比起其它材料受等重量时 它有很高的强度 即使它等体积的重量是木材的十倍 它的弹性模量很大 结 果在荷载作