土木工程专业建筑工程概论课件之材料课件

1、2022/9/301建筑工程概论课 时：362022/9/302课程目的课程特点主要内容讲述方式考试形式教材参考书2022/9/303主要内容一、建筑材料二、建筑构造三、工程图纸识读四、建筑施工五、相关知识2022/9/304一、建筑材料石砖 水泥、砂浆 混凝土、混凝土结构建筑钢材、钢结构 木、木结构 2022/9/305二、建筑构造基础 墙体 楼地层 楼梯 屋顶 门与窗 2022/9/306三、工程图纸识读平面图立面图剖面图2022/9/307四、建筑施工土石方工程砌筑工程钢筋工程防水工程2022/9/308五、相关知识建筑工程招投标建设法规2022/9/309绪论一、土木工程定义 土木工程

2、是指采用工程材料如土、石、砖、木、混凝土、塑料和各种金属等修建房屋、道路、铁路、桥涵、隧洞、河、港、特种结构和市政卫生工程等等的生产活动和工程技术。2022/9/3010二、土木工程范围2022/9/30112022/9/30122022/9/30132022/9/30142022/9/3015 水库 防洪堤 环形地下人行通道天然气发电厂 天津净水厂 上海外滩2022/9/3016 中央广播405 东方明珠 美约克汉中心444 米勒运动场 纽约帝国大厦2022/9/3017 拜迪七星级酒店 洛杉矶迪斯尼乐园 古代建筑2022/9/3018第一部分 建筑材料2022/9/3019第一部分 建筑材

3、料你们知道有哪些建筑材料？最古老的建筑材料都有哪些？今天用量最大、用途最广的是什么建筑材料？2022/9/3020 无机材料 金属材料 黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝、铜及合金等） 非金属材料 天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材），烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂浆 有机材料 植物材料 沥青材料 高分子材料木材、竹材等石油沥青、煤沥青及其制品塑料、涂料、胶粘剂 复合材料 钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板2022/9/3021 云南下关天生石桥2022/9/30222022/9/30232022/9/3024木 桥2022/9

4、/3025架 木 桥2022/9/3026建筑材料的可持续发展 建筑材料是人类建造活动所用一切材料的总称。人类社会的基本活动衣、食、住、行，无一不直接或间接地和建筑材料密切相关。2022/9/3027建筑材料的可持续发展建筑材料生产消耗大量自然资源、能源，并产生废气、废渣，对环境构成污染。如冶炼1吨钢耗煤吨、水3 ； 生产1吨水泥耗煤178kg，排放约1吨CO2。 全世界每年生产约14亿吨水泥（我国占其中1/2），排放的CO2，约占总量7 。同时，建筑材料生产又可以消纳与利用许多工、农业废料，包括有毒或放射性的废料。如电厂的粉煤灰；冶炼铁、铝、铜排放的矿渣以及许多农产品的秸杆、谷壳等。2022

5、/9/3028第一章 石第一节 建筑上常用岩石花岗岩砂岩石灰岩大理岩2022/9/3029建筑上常用岩石一、花岗岩1.特点表观密度大抗压强度高吸水率低耐磨性好、耐久性高不抗火2022/9/30302.用途基础勒脚柱踏步地面外墙饰面2022/9/3031勒脚 是房屋外部地面以上的一小段外墙，由于这个部位的墙体经常遭受雨雪浸溅和地下水沿基础上升而使墙面潮湿，因此要用耐水性好的材料砌筑。石雕勒脚2022/9/3032二、砂岩特点与用途 性能与胶结物的种类及胶结的密实程度有关。硅质砂岩：接近花岗岩，纪念性建筑钙质砂岩：软，不耐酸，易加工铁质砂岩：性能稍差粘土砂岩：性能较差，一般不用2022/9/303

6、3 砂岩2022/9/3034砂岩2022/9/3035砂岩2022/9/3036三、石灰岩特点与用途 分布广，开采加工易，色泽纹理丰富，制造石灰和水泥的重要原料。 石灰岩云台山2022/9/3037石灰岩雕塑2022/9/3038石灰岩2022/9/3039石灰岩2022/9/30402022/9/3041四、大理岩（大理石）特点与用途纯大理石为白色，称汉白玉、雪花白。含有杂质：氧化铁：红色云母：黄绿色石墨：棕色蛇纹石：黑色2022/9/3042 大理岩2022/9/3043是很好的室内装饰材料，不宜做城市建筑外部饰面材料。2022/9/3044第二节 工程常用石材按外形规则程度：毛石、料石

7、。一、毛石形状不规则，中部厚度二、料石2022/9/3045毛石2022/9/3046毛石2022/9/3047二、料石毛料石：外形大致方正，不加工或稍加修整，高度粗料石：外形较方正，高度且不小于长度的四分之一。细料石：经过细加工，外形规则，尺寸同上。2022/9/3048料石2022/9/3049第二章 砖一、分类1.按颜色分：青砖：只在土窑中，性能好红砖：各类窑2.按材料分：粘土砖炉渣砖灰砂砖2022/9/3050 （1）粘土砖 普通粘土砖，主要以粘土为原材料，经配料，调制成型，干燥，高温焙烧而制成。普通粘土砖标准尺寸24011553mm2022/9/3051砖厂取土导致路基下沉2022/

8、9/3052挖山取土造红砖2022/9/3053公开出售粘土砖2022/9/3054（2）炉渣砖 炉渣砖及煤渣砖,都是以工业废渣为主要原料，加入适量的石灰、石膏等材料混合，成型后，经过常压蒸气养护而成的一种墙体材料。其规格与普通粘土砖相同。 2022/9/3055砖：分类3.按形状分：实心砖多孔砖空心砖2022/9/3056（1）实心砖混凝土实心砖煤矸石实心砖2022/9/3057（2）多孔砖又称竖孔空心砖或承重空心砖。孔多而小，垂直于承压面混凝土多孔砖2022/9/3058（3）空心砖又称水平孔空心砖或非承重空心砖。孔大而少，孔洞方向平行于大面或条面。用于非承重墙、框架结构的填充墙。2022

9、/9/3059第三章胶凝材料和砂浆2022/9/3060气硬性胶凝材料胶凝材料分为水气硬性胶凝材料2022/9/3061第一节 水泥一、分类硅酸盐水泥成分铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥水泥油井水泥用途大坝水泥道路水泥膨胀水泥油井水泥2022/9/3062水泥制品2022/9/3063水泥制品水泥井盖2022/9/3064二、硅酸盐水泥性能1.水化、凝结和硬化水化：水泥加水拌合后，发生化学反应，生成多种水化物。凝结：经自身的物理化学变化后，逐渐变稠失去塑性，但尚无强度。硬化：随水化反应的不断进行，产生强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石。2022/9/3065 水化、凝结和硬化过程示意图1水泥颗粒水泥未水化

10、内核水分2022/9/3066水化、凝结和硬化过程示意图2凝胶2022/9/3067水化、凝结和硬化过程示意图32022/9/3068水化、凝结和硬化过程示意图42022/9/3069水化、凝结和硬化过程示意图5毛细孔水泥未水化内核2022/9/30702.强度水泥强度是水泥胶结能力的大小，用由水泥做成的试件在一定龄期的强度表示。 抗压强度 3 7 28 56 龄期（d）2022/9/30713.标号 标号的确定：用水泥与标准砂混合，在标准条件下（202的水中）养护28d的抗压强度。6个标号：425，425R，525，525R，625，625R“R”为早强型2022/9/3072三、特点及应用

11、1.标号较高，主要用于高强度混凝土工程；2.凝结硬化快，早期强度高，抗冻性、耐久性好，适用于冬季施工及严寒地区；3.水化热高，不适于大体积混凝土及有耐热要求工程；4.不适于海水工程。2022/9/3073第二节 砂浆一、定义 是石灰、石膏或水泥等掺砂子或矿渣等加水拌合而成。二、分类 砌筑砂浆 抹灰（面）砂浆 普通 防水砂浆 装饰用 保温砂浆2022/9/3074抹面砂浆保温砂浆2022/9/3075砌筑砂浆2022/9/3076砂浆三、强度等级 以立方体（）抗压强度标准值表示。分8个等级。，M5，M10，M15，M202022/9/3077小 结1.建筑上常用岩石及其特点2.工程常用石材及分类

12、3.多孔砖、空心砖各自适用条件及区别4.硅酸盐水泥标号5.水化、凝结、硬化是交错进行的过程6.砂浆按用途分类7.砂浆强度等级与硅酸盐水泥标号区别8.硅酸盐水泥特点及应用2022/9/3078瓦 瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括页岩、煤矸石等粉料）为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而制成。中国瓦的生产比砖早。西周时期就形成了独立的制陶业，西汉时期工艺上又取得明显的进步，瓦的质量也有较大提高，因称“秦砖汉瓦”。粘土瓦的生产工艺与粘土砖相似，但对粘土的质量要求较高，如含杂质少，塑性高，泥料均化程度高等。中国目前生产的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。 粘土瓦只能应用于较大坡度的屋面。由于材质脆、自重大

13、、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺点，在现代建筑屋面材料中的比例已逐渐下降。 2022/9/3079瓦是屋面材料。由于建筑工业的发展，对屋面材料也提出了新的发展要求。目前，瓦的种类较多，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。 2022/9/30802022/9/30812022/9/30822022/9/3083第四章 混凝土2022/9/3084第一节 概述一、定义二、组成水+水泥=水泥浆：起胶结和硬化的作用砂+石子=骨料：起着支撑和骨架的作用 外加剂、掺合剂2022/9/3085混凝土的组成2022/9/308

14、6三、混凝土的分类1.按表观密度的大小： 普通混凝土、轻混凝土、重混凝土等2.按施工方法： 预拌混凝土、泵送混凝土、喷射混凝土等2022/9/3087预拌混凝土混凝土搅拌站2022/9/3088泵送混凝土2022/9/3089泵送混凝土将搅拌好的混凝土,采用混凝土输送泵沿管道输送和浇筑,称为泵送混凝土.采用混凝土泵输送混凝土拌合物,可一次连续完成垂直和水平运输,而且可以进行浇筑,因而生产效率高,节约劳动力,特别适用于工地狭窄和有障碍物的施工现场以及大体积混凝土结构物(如高层建筑等).泵送混凝土对材料要求较严,要求施工组织严密,以保证连续进行输送,避免有较长时间间隔而造成堵塞. 2022/9/3

15、090喷射混凝土2022/9/30912022/9/30923.按功能分： 结构、防水、耐酸、装饰、大体积等4.按强度分： 高强、超高强、低强等2022/9/3093四、特点1.优点材料来源广，成本低；具有良好的塑性；具有较高的抗压强度；具有良好的耐久性。2.缺点自重大；抗拉强度低；养护时间长。2022/9/3094第二节 混凝土的基本要求一、和易性1.含义 指混凝土拌和物能保持组成成分均匀，不会发生分层离析和泌水现象，适于运输、浇筑、振捣、成型等施工工序，并能获得均匀密实的混凝土的性能。是混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性的综合反映。2022/9/3095 和易性（1）流动性 混凝土拌和物

16、在自重或机械压力的作用下能产生流动的性能。（2）保水性 保证水分不能泌出的能力。（3）粘聚性 混凝土拌和物内部组分间有一定的粘聚力。2022/9/3096二、影响混凝土和易性的因素1.水泥浆量 浆量多，流动性好，但不能单靠加水来增加流动性2.水泥浆稠度（即水灰比W/C）3.砂率2022/9/3097三、混凝土强度抗压强度（fcu）1、定义： 标准试件：150mm150mm150mm标准养护条件：温度203，湿度90%标准试验方法标准龄期：28d2、抗压强度等级：，C10，C15，C20，C602022/9/3098第三节 混凝土外加剂 一、定义 为了改善混凝土某些性能，在拌制混凝土过程中掺入不

17、超过水泥质量5%的物质。二、常用的几种外加剂1.减水剂2.引气剂3.早强剂4.缓凝剂5.防水剂6.防冻剂2022/9/3099第四节 混凝土结构1.素混凝土结构2.钢筋混凝土结构3.型钢混凝土结构4.预应力混凝土结构2022/9/30100小 结1.混凝土的组成2.混凝土的特点3.混凝土性能4.混凝土和易性的影响因素5.抗压强度等级表示方法第五章 钢筋混凝土、预应力混凝土2022/9/30建筑学概论102第一节 钢筋混凝土2022/9/30建筑学概论103一、钢筋一、钢筋（一）定义（二）分级分为，四级。（三）钢筋的力学性能1.拉伸性能2.冲击韧性3.抗疲劳性2022/9/30建筑学概论104

18、钢筋拉伸试验：p/ A o A B C D L/LOA阶段为弹性阶段AB阶段为屈服阶段BC阶段为强化阶段CD阶段为颈缩阶段2022/9/30建筑学概论105（四）其他钢筋品种1.冷拉钢筋2.冷拔钢丝3.碳素钢丝4.刻痕钢丝2022/9/30建筑学概论106 钢筋冷拉2022/9/30建筑学概论107钢筋冷拉夹具2022/9/30建筑学概论108 冷拔钢丝2022/9/30建筑学概论109碳素钢丝碳素弹簧钢丝碳素钢丝2022/9/30建筑学概论110刻痕钢丝2022/9/30建筑学概论111二、钢筋混凝土 钢筋和混凝土是两种物理、力学性能都很不同的材料，为何可以相互结合共同工作？原因一：粘结力原

19、因二：线膨胀系数2022/9/30建筑学概论112俄罗斯联邦大厦是一座集办公、酒店、商业、娱乐服务等于一体的多功能建筑，设计造型似扬帆破浪的巨船，由A、B两塔组成（B塔由另一家建筑公司施工）。A塔建筑面积17万平方米，建筑高度为354米、共93层，建成后将成为欧洲第一高楼，也将是世界最高的钢筋混凝土建筑。中国建筑一局（集团）公司，2006.9 2022/9/30建筑学概论113 钢筋混凝土特点：（一）优点1.就地取材；2.节约钢材；3.耐久、耐火；4.可模性好（二）缺点1.自重大；2.抗裂性差2022/9/30建筑学概论1142022/9/30建筑学概论115第二节 预应力混凝土一、基本原理二

20、、建立方法1.先张法步骤：2.后张法步骤：钢筋就位张拉钢筋浇筑混凝土切断钢筋浇筑构件穿入钢筋张拉钢筋锚另一端2022/9/30建筑学概论116先张法空心梁、柱2022/9/30建筑学概论117小 结1、钢筋混凝土用钢筋是指光圆钢筋和变形钢筋2、钢筋分为，四级3、钢筋拉伸试验四个阶段名称及先后顺序4、钢筋混凝土结构特点5、先张法、后张法的建立过程第六章 钢2022/9/30建筑工程概论119一、历史二、钢结构特点（一）优点1.轻质高强2.抗震好3.使用率高4.施工速度快5.污染少6.可做成大跨度（二）缺点1.耐腐性差； 2.耐火性差2022/9/30建筑工程概论120 钢结构厂房 钢结构住宅20

21、22/9/30建筑工程概论1212022/9/30建筑工程概论122效果图钢结构吊装完工图2022/9/30建筑工程概论123“鸟巢”简介“鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格.德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮， 寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。 “鸟巢”以巨大的钢网围合.覆盖着万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感 到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到

22、森林；把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影；整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方 所耗的巨大投资。2022/9/30建筑工程概论124鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑 科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，其三维扭曲 像麻花一样的加工，在建造后的沉降.变形.吊装等问题正在逐步解决，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。2022/9/30建筑工程概论125三、钢结构品种 型钢

23、：角钢、槽钢、 工字型钢、H型钢 热轧 钢板：厚钢板、薄钢板、扁钢钢结构 薄壁型钢 冷弯 压型钢板2022/9/30建筑工程概论126钢结构品种（一）钢板.分类.规格表示（二）热轧型钢包括角钢、槽钢、工字型钢、H型钢（三）冷弯型钢用厚度为毫米的薄钢板或钢带经冷弯或模压而成。截面形式：2022/9/30建筑工程概论127型钢角钢槽钢2022/9/30建筑工程概论128工字型钢H型钢2022/9/30建筑工程概论129冷弯型钢2022/9/30建筑工程概论130钢结构品种（四）压型钢板 冷弯型钢的另一种形式，用厚度为毫米的钢板，彩色涂层钢板等经冷压而成的各种波型板。一般用做屋面。截面形式：2022

24、/9/30建筑工程概论131四、钢结构连接方法焊接铆接螺栓连接2022/9/30建筑工程概论132 压型钢板 压型钢板屋面2022/9/30建筑工程概论133拱形2022/9/30建筑工程概论134钢结构连接方法（一）焊接1.操作方法 通过电弧产生的热量，使焊条和焊件局部熔化，然后经冷却形成焊缝，从而使焊件连接成为一体。2022/9/30建筑工程概论1352.优点3.缺点2022/9/30建筑工程概论1362022/9/30建筑工程概论137（二）铆接即铆钉连接。1.操作方法 将一端带有半圆形预制钉头的铆钉，将钉杆烧红后迅速插入被连接件的钉孔中，然后用铆钉枪将另一端也打铆，成钉头，使 连接紧固。2.特点传力可靠；塑性和韧性较好；费料费工。2022/9/30建筑工程概论138铆钉2022/9/30建筑工程概论139（三）螺栓连接1.操作方法 先将被连接件上开孔，然后将孔眼对齐，通过扳手拧入螺栓，从而使被连接件成为一体。2.特点精度要求高；工艺简便；拆装维护方便