土木工程概论复习重点

1、绪论1土木工程概念：建造各类工程设施的科学。技术和工程的总称。2包括：道路工程，铁路工程，桥梁隧道机场地下给排水港口码头房屋建筑工程。3解决问题：生存需要，自然灾害人为破坏，材料作用，土木工程施工组织管理4解决问题进行的土木工程活动：技术，管理5著名建筑：西安世园会四大主要建筑之长安塔，上海卢浦大桥，西班牙巴塞罗那桥，英国翻滚桥，意大利旧桥，法国米约大桥世界上最高的桥斜拉索343，法国金门大桥悬索桥，迪拜塔最高塔，三大奇塔山西应县木塔，埃菲尔铁塔钢结构，比萨斜塔，杭州湾大桥（最长跨海大桥斜拉桥）苏通大桥（跨径最大斜拉桥）6土木工程国民经济中的地位和作用： 服务人类的生存发展，投资巨大，是基本建

2、设的重要支柱，要重视土木工程的安全性7土木工程发展历史：建造材料古代土木工程旧石器时代到十七世纪中叶，修建依靠经验，建造理论近代土木工程到二战（牛顿三定律，纳维容许应力法），建造技术现代土木工程功能要求多样化，城市建设立体化，交通工程快速化，工程设施大型化8古代土木工程代表：中国故宫，英国坎特伯雷大教堂，法国沙特尔大教堂，山西恒山悬空寺，中国赵州桥，中国灵渠，中国京杭大运河，9近代土木工程：埃菲尔铁塔（西方三大著名建筑，纽约帝国大厦，东京电视塔），金门大桥，苏伊士运河，10现代土木工程：世界贸易中心摩天楼，西尔斯大厦，双子星大楼（最高双塔楼），台北101，迪拜大厦（哈利法），东方明珠广播电视塔

3、，广州塔（小蛮腰）土木工程材料1土木工程材料是土木工程的物质基础2工程材料的作用：保证质量，影响造价，促进技术进步3三次发展：砖瓦的出现，钢材的大量运用，混凝土的兴起4分类：使用性能：结构材料，（梁板柱基础）。 墙体围护材料，（砌墙砖，墙板，幕墙）。功能材料：（防水材料，吸声材料）用途：建筑结构，桥梁结构，路面结构，水工结构化学成分：胶凝材料（经物理化学作用将散粒材料或块状材料粘结成具有一定强度的整体材料），石灰石膏水泥5材料性质：物理，力学，耐久性6新型工程材料：复合性，工业化，智能化，多功能性，绿色节能性，轻质高强性7早期土木工程材料：砖瓦砂。石。灰木材8砖：成分粘土，三废利用：粉，煤灰。

4、炉渣，页岩，工业废渣。煤石干石。目前尺寸240*115*53早期粘土砖目前非烧结砖生产工艺分类：烧结砖，非烧结砖 按有无孔洞：空心砖，多孔砖，实心砖9砌块：后期出现的，人造的10瓦：早期粘土瓦陶瓷瓦，按化学成分：粘土，水泥，石棉，钢丝网水泥，按形状：平瓦和波形瓦11石：天然石材是最古老的土木工程材料之一12砂石：5毫米以下的岩石颗粒是砂，大于5毫米的是石子砂 根据产源：河，海，山 砂 石子根据形成原因：碎石卵石13砂，石是混凝土的主要组成材料：其中石子称为粗骨料，砂称为细骨料14砂的粗细程度是平均粗细程度，分为粗中细砂。15灰：石灰和石膏16胶凝材料：无机胶凝材料：气硬性石灰石膏，水硬性各种水

5、泥有机胶凝材料：沥青树脂橡胶17气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，不能在水中硬化，不能用于潮湿环境中和水中水硬性胶凝材料：既能空气中，又能在水中，既能用于地上，也能用于潮湿和水中18石灰和石膏是无机气硬性胶凝材料19石膏优点：轻质，新颖，美观，价廉，防火隔热吸音性能好缺点：耐水性差，强度较低20木材：常用的木材形式：原木，锯木和板材21木材优点：易加工，不导电，弹性韧性，能承受冲击和振动作用，纹理美丽22木材性质：物理性质，力学性质，含水率，热胀干缩，密度，强度23近代土木工程材料：钢材水泥混凝土24钢一类是应用于钢结构的各种型材，一类是钢筋混凝土结构的线材25钢材的特点：强度高，各向同性，塑

6、性和韧性好，加工性能好26贝聿铭设计的香港中银大厦钢结构27混凝土：砼tong28近代水泥1824年波特兰水泥1850年钢筋混凝土问世1928年预应力混凝土问世29水泥用途及性能分类：通用水泥，专用水泥，特性水泥主要成分分类;硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐，磷酸盐水泥等等30水泥特点：原料易得，较低成本，良好的工程性能，环境相容性31工业中常用硅酸盐水泥32水泥初凝：水泥加水，有一定的流动性，可塑的水泥浆体，在常温下会逐渐变稠直到失去塑性，33水泥终凝;随着塑性的小事，水泥浆开始变硬并产生一定的强度，34水泥硬化：终凝后，强度随着时间的延长不断增长，形成坚硬的水泥石35混凝土：胶结材料，骨料

7、，水按一定比例配制，经搅拌，在一定条件下养护而成的人造石材36混凝土：原料丰富，价格低廉，生产工艺简单，抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，不仅用于土木工程，还有造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程37混凝土强度等级：我国规范给出的普通混凝土强度共有：C15.十四个强度等级（15mpa）38混凝土种类：按胶凝材料：水泥，沥青，石膏，聚合物按表观密度：重（2600千克每立方米以上），普通，轻（1950千克每立方米一下）按用途：结构，道路，水工，耐热，耐酸，防辐射按施工工艺：喷射，泵送，振动灌浆39阿联酋迪拜塔的普茨迈斯特超高压混凝土泵创纪录601米40普通混凝土：水泥，粗骨料，细骨料，

8、和水41砂，石骨架作用，水泥和水形成水泥浆填充空隙，水泥浆硬化前润滑，硬化后胶结42现代土木工程材料：地沥青，焦油沥青43巴黎卢浮宫玻璃金字塔，央视大楼基础工程44地基与基础区分（地基分为天然和人工）45勘察阶段划分：可行性研究勘察（确定场地要求，侧重场地稳定性），初步勘察（符合初步设计要求，侧重地质条件的均匀性），详细勘察（符合施工图设计要求，侧重具体工程地段评价和施工方法的选择） 46工程地质测绘方法，实地测绘法，像片成图法47测量仪器：经纬仪，水准仪，测距仪，。48勘探方法：钻探，井探，槽探，洞探，地球物探49浅基础：按钢度分类：刚性基础：砖毛石素混凝土基础 扩展基础：当刚性基础不能满足

9、力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础50浅基础按构造类型：独立基础，条形基础，阀板基础，箱型基础，壳体基础51土的三相：固相：固体颗粒。液相：孔隙中的水。气相：孔隙中的气体52浅基础：天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础以及埋置深度超过5米小于基础宽度的大尺寸基础53深基础：位于地基深处承载力较高的土层上，深度大于5米或基础宽度的基础54深基础：桩基础，地下连续墙，墩基，沉井，沉箱55桩基础分类：按桩身材料：木，混凝土，钢筋混凝土，钢，其他组合按施工方法分类：预制桩，灌注桩按承载性状分类：端承型桩和摩擦型桩按桩轴方桩向分类：竖直和斜桩56地基的不均匀沉降：减少地差异沉降的主要措施A在设计时尽量

10、使上部荷载中心受压均匀分布B遇到高低相差悬殊或地基软硬突变时，合理设置沉降缝C增加上部结构对不均匀地基的协调作用D 合理安排施工工序和采用合理施工方法建筑工程57建筑物的分类;按使用性能：工业，农业，民用。民用可分为居住和公共建筑按层数：单层，多层，高层，超高层58烟囱：不超过50米用砖，超过50米用钢筋混凝土，滑膜施工。钢抗震性能好，适用于地基差的场地59荷载直接以力的形式作用在结构上的作用60板；垂直重力荷载 按受力形式分：单向板，双向板61梁：承受上板传来的压力以及梁的自重，作用方向与梁轴线垂直62梁按支承方式：简支梁，悬臂梁，两端固定梁，连续梁63梁按结构中的位置：主梁，次梁，连梁64

11、柱：荷载方向与柱轴线平行 按截面，所用材料，柱的受力形式，柱的长短分类65拱：支座竖向反力，水平反力 按铰数（铰链个数）分类66墙：平行于墙面方向荷载的竖向构件 按形状所用材料和受力，位置， 功能分类67知道山墙，横墙，女儿墙是什么，68大跨度建筑：跨度大，受力均匀，结构材料为轻质高强的 材料69大跨度建筑：网架结构（哈尔滨会展中心体育场）网壳结构（河南省南阳鸭河口电厂干煤棚）索膜结构（迪拜塔）充气结构（水立方）薄壳结构（悉尼歌剧院）混凝土拱形桁架（日本姬路市中心体育馆）应力蒙皮结构（威海成山体育馆）70多层建筑：8层24米71高层建筑：10层28米72超高层建筑：100米73特种结构：烟囱，

12、水塔，水池，筒仓，核电站隧道工程74隧道以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸，修筑的断面积大于2平方米的硐室75地下开发：地下资源开发，地下空间开发，地下能源开发76隧道技术：调查计划技术，设计技术，施工技术，运用技术77隧道结构：洞身，衬砌，洞门78隧道分类：用途：公路铁路公铁两用断面形状：圆形拱形卵形矩形位置分类：傍山越岭水底地下衬砌结构：直墙式，曲墙式，仰拱隧道内铁路线路数：单线，双线按长度分：小于500，短隧道，500到3000中长隧道，3000到10000，长隧道，10000以上，特长隧道79著名隧道：上海外滩观光隧道（圆形），黄塔桃高速公路龙瀑隧道（傍山），秦岭终南山公路

13、隧道（亚洲最长规模世界第一的公路隧道），青云山特长隧道，武汉长江水下隧道（万里长江第一隧，中国第一条水下隧道），上海长江隧道，80国际著名隧道：日本青函隧道（最长海底铁路隧道），英吉利海峡隧道（世界第二长铁路隧道）挪威洛达尔隧道（世界最长公路隧道）德拉瓦隧道（最长输水隧道）美国林肯隧道（最繁忙公路隧道）日本的大清水隧道（世界上最长的山岭隧道）81地下铁道施工方法：明挖法：敞口放坡明挖，板桩法，地下连续墙施工法暗挖法：盾构法，注浆法，沉管法，顶管法82海底隧道施工方法：钻爆法，沉管法，掘进机法，盾构法，悬浮隧道83盾构法施工的海底隧道：日本德山海底隧道，东京湾横断公路隧道，丹麦大海峡隧道84沉管

14、隧道：广州珠江隧道，上海黄埔江隧道，香港维多利亚港85公路隧道通风：自然通风，机械通风：纵向方式（射流式，风道式和喷嘴式，竖井式）半横向式，横向式，混合式86海底隧道特点：造价高，勘测困难，准确性低，布置竖井困难大，较低的成拱作用和底层稳定性较低，涌水，塌方，荷载大，腐蚀，不能自然排水87地下工程：地下军事工程，民用地下工程，地下交通工程，地下工业建筑，矿山地下建筑工程，地下贮藏工程88公路隧道：平面线形，一般采用直线，避免曲线，必须曲线时，尽量采用大半径曲线，确保视距 ，主要由入口部照明，基本部照明和出口部照明与接续道路照明构成，应消除白洞效应89 地下铁路隧道：区间隧道，地铁车站，区间设备

15、段，（要有足够空间，以供车辆通行和铺设轨道，供电线路，通讯和信号，电缆和消防，排水和照明装置）90水下隧道组成部分：岸边敞口段，岸边暗挖段，水底暗埋段桥梁工程91桥梁是跨越障碍的通道，原始雏形是堤梁桥。“碇埠桥”是堤梁桥的最原始形态，仕水碇埠是我国现存保留最完好、最古老、最长的古代碇步桥。发展过程由窄到宽到有遮风挡雨的功能92明石海峡大桥是日本神户市与淡路岛间跨越明石海峡的一座特大跨径的悬索桥93桥梁一般组成（依据功能划分）：共分为上部结构、下部结构、桥面构造94梁式桥：河南开封黄河公路大桥，主体结构是梁拱桥：河南郑州黄河公路大桥，主体结构是拱斜拉桥：法国米约大桥，悬索桥：美国旧金山金门大桥，

16、主体结构是缆索95按跨径分类：公路桥涵铁路桥涵类型多孔跨径总长L(m)单孔跨径总长l0(m)桥长L(m)特大桥L1000l0150L500大桥100L100040l0150100L500中桥30L10020l04020L100小桥8L305l020L20涵洞L8l05L6，且顶上有填土96.按桥梁用途：有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、立交桥、人行桥、渡槽桥、管线桥97按桥身材料：有木桥、钢桥、圬工桥（砖、石、砼砌块）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢管混凝土桥、组合材料桥等98按结构体系：梁桥(beam bridge, girder bridge)（简支梁，连续梁，悬臂梁）、拱桥(arch br

17、idge)（上承式，中承式，下承式）、刚架(rigid frame)、索体系桥梁（悬索桥(suspension bridge)和斜拉桥(cable-stayed bridge)）组合体系桥梁99斜拉桥:斜拉桥是由从索塔往两边伸出的斜拉索将主梁拉起，主梁就象支承在多个弹性支承上的连续梁一样工作，减小了主梁跨度，内力减小，从而增加桥梁跨越能力。斜拉桥主要由塔、主梁和斜拉钢索组成100悬索桥:以缆索跨过索塔顶锚固在河岸上作桥的承重结构，在缆索上悬挂吊杆，吊着桥面系供行车行人，缆索受拉。索塔受压弯。101桥梁设计原则：安全可靠技术先进安全可靠适用耐久经济合理同时还应注意外形美观、环保及可持续发展的要求

18、102梁桥在竖向荷载作用下，只产生竖向反力；有简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥梁或板：受力特点以主梁受弯承担使用荷载，结构不产生水平反力 材料要求：抗弯能力强（钢、木、钢筋砼、预应力砼）结构体系：简支梁、悬臂梁、连续梁桥、连续刚构桥道路工程103铁路运输是以钢轨引导列车运行来运送旅客和货物的运输方式。优点：行车阻力小，运输速度高，运载能力大，运输成本低；缺点：基础投资大，固定设施费用大，需严格的组织管理。104水路运输是利用船或其它浮运工具在河、湖、人工水道及海洋上运送客货的运输方式。优点：利用天然航道运输，所以运输方便、投资较少；又因其运输阻力小，可进行大吨位、远距离运输，运量大，成本低，是国际

19、贸易货物往来的主要交通工具。缺点：受水道限制，连续性差，匀速较慢105航空运输是利用飞机运送客货的运输方式。优点：与其他运输相比,具有速度快、时间短、灵活性大、舒适性好等特点缺点：机舱的容积和载量小,运输成本高,耗油大,受气候影响大106管道运输它是一种用封闭的管道,利用重力或气压动力,连续输送一些特定货物的运输方式。主要运送货物: 水;原油;矿砂 ;煤浆;天然气;化工流体;大多数能浮物资优点：运量大,占地少,受气候影响小,生产率高,运费低,无噪声,漏失污染小缺点：灵活性差,运输货物单一,只适用单向定点量大的特定货物107公路运输是指货物和旅客借一定的运输工具，沿道路某个方向作有目的的移动过程

20、。优点：适应性强-道路网分布面宽、密度大 机动性好-可以随时调动 速度快捷-中、短途运输更有优势 投资较少-原始投资较少缺点：与铁路和水运相比，投资相对较高； 汽车密度大的地区有害环境。108高速公路：五纵七横，7918网109公路等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。110高速公路的优势1、行车速度快、通行能力大2、物资周转快、经济效益高3、交通事故少、安全舒适好 4、带动沿线地方的经济发展111高速公路建设存在的问题 1、投资大、资金来源困难 2、占地多3、与普通公路和地方交通贯通问题 4、密集型的管理问题 5、环境保护问题112公路分类：国道、省道、县道、乡镇道

21、路、专用公路五个等级。干线：国道和省道支线：县道和乡道113地面排水系统按其排水方向不同分:纵向排水:边沟、截水沟、排水沟。横向排水:桥梁(bridge)、涵洞 ( culvert ) 、渗水路堤( seepage embankment ) 、过水路面 ( overflow pavement )114公路的特殊结构物有隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程等.115 公路沿线的附属结构交通管理设施：交通标志（指标、警告、禁令）和路面标线；交通安全设施：急弯、陡坡等路段的护栏、护柱；服务设施：渡口码头、汽车站、加油站、停车场、旅馆 环境美化设施：公路两边及分隔带等地的绿化116常见的城市道路网

22、可以按形状归纳为以下四种方格式（棋盘式）放射环形式自由式混合式其中方格式和自由式比较常见。117公路的路基建设路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定的尺寸、结构要求筑成的带状土工构筑物。对路基的要求:具有足够的强度 具有足够的整体稳定性; 具有足够的水文稳定性.118城市道路一般比公路宽阔，为适应城市里种类繁多的交通工具，多划分为机动车道、公共交通优先专用道、非机动车道等。119建设部颁发的：快速路，主干道，次干道，支路上述分类，除快速路外，其余均为、级。一般分级原则 :根据车速、交通量、规模和性质划分,大城市级,中等城市级,小城市级.120我国铁路世界第二121中国第一条铁路：唐胥铁路我国

23、第一条自行完成的铁路：京张铁路122八纵八横123铁路运输的主要特点： 运载能力大，运输成本低基础投资大，固定设施费用高总运程时间较长，需要实践性强124按轨距不同：标准轨、窄轨和宽轨按运输能力：一般铁路、高速铁路和地下铁路按牵引方式：粘着式、齿轨式和缆索式按运营方式：干线铁路、城市轨道按行政管理级别：国家铁路、地方铁路、合资铁路、专用铁路125国家铁路：国家铁道部投资兴建、管理地方铁路：地方政府投资兴建、管理合资铁路：国家铁道部和地方政府投资兴建、管理专用铁路：专为企业或者单位内部提供运输服务的铁路，由企业自行组织修建。如军工企业和森林部门等。126我国铁路的等级通常分为三级，用罗马数字、表示。127铁路线路平面设计的基本要求: 力求缩短线路长度尽量采用较长直线段和较大的圆曲线半径在圆曲线的起点和终点处设置缓和曲线128铁路轨道包括与列车直接接触的钢轨及轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等主要部件。轨道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。根据主要运行条件将轨道分为：特重、中重、次重、中、轻型五个等级。129铁路速度的分档为 时速100120 km称为常速； 时速1