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土木工程概论复习

?全书共分十六章

第一章 土木工程专业培养目标和人才素质要求 ?1. 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:一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施；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。

?2. 土木工程需要解决的问题

?A.第一个问题是为人类活动需要（既有物质方面的也有精神方面的）提供功能良好、舒适美观的空间和通道，同时还表现为防水患、兴水利以及环境治理等方面。这是土木工程的根本目的和出发点。

? B.第二个问题是抵御自然灾害或人为作用力。前者如地震、风灾、水灾等作用，后者如工程振动、人为破坏等。

?C.第三个问题是要充分发挥材料的作用。

?D.第四个问题是主要通过有效的技术途径和组织手段，利用各个时期社会能够提供的物质设备条件，“好、快、省”地组织人力、财力、物力，把社会所需要的工程设施建造成功，付诸使用。

?土木工程要解决四个方面的问题

?A.人类生存的需要（空间、通道、环境等）； ?B.（目的）抵抗自然灾害、人为破坏； ?C.（存在原因）充分发挥材料的作用；

?D.（物质基础）土木工程施工与组织管理；最终归宿

?为解决以上四个方面的问题需要进行的土木工程活动包括两个方面： ?技术方面：勘察、测量、设计、施工、监 理、开发等；

?管理方面：制订政策和法规、企业管理、项目管理、施工组织、物业管理等；

3. 土木工程具有四个基本属性 ??.社会性 ??.综合性 ??.实践性

??.技术、经济和艺术的统一性。

?4. 关于土木工程专业

?土木工程专业：发展土木工程的根本因素是培养大批掌握土木工程科学技术，懂得土木工程基本属性，具有能解决上述四方面的问题的人才。 ?土木工程专业的设置：

?目前我国 土木工程专业在两类学校设置：一是高等学校（包括普通高等学校、高等专科学校、高等职业技术学校），培养的是未来的土木工程师；二是中等专科学校，培养的是未来的土木工程技术员。 1.2 我国高等学校土木工程专业的培养目标

?培养目标：是适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展，掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程师基本训练(大专、高职为获得土木工程师初步训练）具有创新精神的高级工程技术人才（大专、高职为高级工程技术应用人才）。

?高等教育：是指一切建立在普通教育（中学进行的就是普通教育）基础上的专业教育。

?1.2.1 关于科学、技术、工程和工程师的概念

??.科 学 是指关于事物的基本原理和事实的有组织有系统的知识。科学的任务是研究关于事物和事实（自然界和社会）的本质和机理，以及探索它们发展的客观规律。

??.技术 是根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种生产工艺、作业方法、操作技能，设备装置的总和。 技术的任务是利用和改造自然，以其生产的产品为人类服务。其中工程技术有土木、机械、电讯、计算机等。（要明确科学与技术是两个不同的概念，从上述科学技术发展简史来看，科学是基础，应用科学原理可以开发技术；技术的发展又会发现新的现象和问题，再研究，又促进科学的进一步发展。所以科学与技术相互促进，相辅相成，两者又相互渗透，并没有明确的界限。但科学与技术毕竟是两个不同的概念。）

?（3）工 程 工程是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而

形成的各学科的总称……，其目的在于利用和改造自然来为人类服务。 ?完整的概念是：运用科学原理、技术手段、实践经验、利用和改造自然，生产开发对社会有用的产品和实践活动的总称； ?（4）工程师 工程师是从事工程活动的技术家。 ?工程师有3种类型

?A.技术实施型 B.研究开发型C.工程管理型

?工程师应具备的素质

?A.有较强的基础科学和技术科学的理论基础和较宽的知识面。 ?B.工程师必须具备下述几方面的能力： ?a.设计能力 ?b.实施能力 ?c.开发能力 ?d.管理能力 ?e.评价能力 ?f. 交际能力。

?1.2.2 对于我国高等学校土木工程专业培养目标的理解

??. 培养目的：是塑造能为现代化建设服务的第一线的土木工程师。在校进行的是基本训练，毕业后是助理工程师，经过实践锻炼、考核才能成为工程师。

?? .处理好学习基础科学和技术科学的关系：土木工程专业所培养的未来工程师，属于技术家的范畴。学生在学习过程中既要重视基础科学和技术科学的学习，又要重视本专业工程技术的学习。要特别重视本专业工程技术知识和技能的学习和应用。

??. 要重视工程意识和创新精神的培养：由于我国目前土木工程企事业部门多数还不能承受学生毕业后的专业技术培训任务，所以学习期间要重视与工程实践有关的技能和能力训练，要重视工程意识和创新精神的培养和形成。

??. 要有意识地拓宽知识面，以适应社会的需求：社会对人才的需求和学校对人才的培养之间存在着两个根本矛盾：A.社会需求的多样性和学校培养人才的规格较为单一之间的矛盾；B.社会需求的可变性和学校教学的相对稳定性之间的矛盾。所以除学好本专业规定的必修课之外，还应具备一些其他知识面，以适应多变的社会需求和个性发展的需要。

?1.3 当前土木工程专业对所培养人才的素质要求

??. 关于素质：是指“人在先天生理基础上受后天环境、教育影响，通过个体自身的认识与社会实践，养成的比较稳定的身心发展的基本品质。

??. 21世纪工程师要做好回答下述4个问题的准备： ?A.会不会去做 B.可不可以做 ?C.值不值得做 D.应不应该做

??.土木工程专业学生应追求的基本品质：

?认知方面；技能和能力方面；思想和情感方面；意识和意志方面；心理和体魄方面；

?? 养成上述基本品质的主要途径：

?勤奋学习；努力实践；勇于创新；交融集体；健康身心；与时俱进。

?工程师的基本素质的要求：

?A. 较强的基础科学和技术科学的理论基础和较宽的知识面； ?B. 具有6个方面的能力：

?设计能力、实施能力、开发能力、管理能力、评价能力、交际能力。 第二章 土木工程的内涵和发展简史 ?2.1 土木工程的内涵

?（1）土木工程 指用工程材料如土、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。

?? 土木工程也是一种学科，称为土木工程学。它是指运用数学、 物理、 化学等基础科学知识，力学、材料等技术科学知识以及土木工程方面的工程技术知识来研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的一门学科。

?建筑物（建筑） ：指供人们进行生产、生活或其它活动的空间、场所。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。

? （3 ）土木工程具有民用性是与人们的衣、食、住、行关系密切的工程。

?? 各类土木工程必须具备抵御自然灾害和人为的作用力。

? ?. 要充分理解土木工程所要解决的四个方面的问题。作为未来的土木工程师不仅要保证完成的各类土木工程能承受各种作用力，同时，还能根据现有的物质基础（土地、材料、施工机具等）经济而迅速地完成其建造任务。

?如何理解土木工程的内涵？

?土木工程不仅与建造各类工程的生产活动和工程技术有关，而且也是一种学科；土木工程与人类的生存和社会发展息息相关；要充分理解土木工程所要解决的四个方面的问题，学习土木工程要有自豪感和强烈的社会责任感；同时还要认识到，土木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。

?2.2土木工程的发展简史 ?经历了三个历史时期

??.古代土木工程(从新石器时代?约公元前5000年起?开始至17世纪中叶)。中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑，均系木构架结构，山西应县木塔是我国保存至今的唯一木塔，也是现存的最高的木结构之一。西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教堂建筑，都采用了砖石拱卷结构。古代土木工程的特点：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。

??.近代土木工程 ? （从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间） 主要特征是：1有力学和结构理论作指2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。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：

?现代桥梁的三种基本形式（梁桥、拱桥、悬索桥）相继出现。

??. 现代土木工程

?（20世纪中叶第二次世界大战结束后至今） 其特点表现为：A.土木

工程功能化； B城市建设的立体化：城市建设有三个趋向；高层建筑的大量兴起,地下工程高速发展,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）； 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。施工过程中的工业化、装配化设计理论的精确化、科学化。 第三章 土木工程中的材料 ?土木工程中的材料重要性质有：

?（1）物理性质 如容积密度（材料在自然状态下单位体积的质量），密度（材料在绝对密实状态下单位体积的质量），以及材料与水有关的性质如含水率、吸水性、透水性，和材料的热工性质如导热性、耐火性、收缩膨胀等。

?（2）力学性质 如强度（抵抗破坏的能力），变形（承受形状改变的能力），弹性（材料在外力除去后其变形能完全消失的性质），塑性（外力除去后不能恢复其原有形状的性质），韧性（材料受冲击断裂时吸收机械能的能力）。

?（3）耐久性质 指材料在长期使用过程中经受各种所处环境和条件的作用（如日光曝晒，大气、水和化学介质侵蚀，温、湿度变化，冻融循环，机械摩擦，虫菌寄生等）仍能保持其使用性能的能力。

?土木工程材料的分类

?1. 所用的材料按其自身组织的不同可分为金属材料和非金属材料两大类，金属材料又可分黑色金属和有色金属，非金属材料又可分无机材料和有机材料。

?2. 按材料在土木工程设施中所起的作用和功能分，又可分为： ①承重材料 ②围护材料③装饰材料④胶结材料

?3.2 常用建筑结构材料简介

??. 钢材 按化学成分 分类 低碳钢 合金钢

?评 价：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。

?? 混凝土 混凝土类型 (水泥混凝土,轻混凝土,沥青混凝土)

?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。

??. 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( 圆材、方材、条材、板材等) 应用特点：结构自重轻、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。

第四章 土木工程中的力学和结构概念 ?4. 1 力、力矩和平衡

?力 （Force ）是一种物体间有方向的相互作用，这种相互作用有使物体改变原来形状或改变运动方向，或二者具有的效应。 ?

?4.2 外力、内力和反力(它承受的内力，归纳起来是下列5种以及它们间的组合：

?（1）产生拉伸变形的是拉力 ，一般以＋N 表示； ? （2 ）产生压缩变形的是压力 ，一般以一N 表示； ? （3 ）产生弯曲变形的是弯矩 ，一般以M 表示； ? （4 ）产生剪切变形的是剪力 ，一般以 V 表示 ? （5 ）产生扭曲变形的是扭矩 ，一般以MT 表示。

?4.3 荷载和作用

?1. 直接施加在土木工程结构上的外力是由荷载引起的。土木工程中的荷载大体有以下三类（一般都以kN,kN/m或kN/m2计）： ?（1）永久荷载 指在使用期间永久施加在结构上，其值不随时间变化的荷载，也称恒载。在建筑物中，承重结构的恒载约占总荷载的

50%-70％。 ?（2）可变荷载 指在使用期间施加在结构上的值随时间变化的荷载，也称活载。1）使用活载 2）车辆活载 3）雪载 4）风载 风载有3个“不一样”：①不同地区不一样；②同一地区每时每刻不一样；③不同高程、不同部位不一样。设计时采用的风载值是重现期为50年的l0min内平均风压的统 ?计值。

?（3）偶然荷载 指在使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载，如撞击荷载、爆炸荷载等。

?作用也使结构内部产生内力和变形。以三类形式出现： ?（1）约束变形作用 以温差作用为典型；

? （2）外加变形作用以地基的沉陷作用为典型； ?（3）惯性作用 以地震作用为典型。

?4.4 结构和结构失效

?（1）结构的构件和九种类型

?承受由荷载和作用在结构中产生内力的是结构的构件。结构的基本构件有以下几种:

?1）板 有较大平面尺寸但厚度较小的平面构件，通常水平方向设置，承受垂直于板面的荷载，以受弯矩为主；

?2）梁 承受垂直于其纵轴方向荷载的线形构件，其截面尺寸小于其长向跨度，以受弯矩和剪力为主；

?3）柱 承受平行于其纵轴方向荷载的直线形构件，其截面尺寸小于其高度，以受压力和弯矩为主；

?4）墙 受平行或垂直于墙面方向的竖向平面构件，其厚度小于墙面尺寸；前者以受压力为主，后者以受弯矩和剪力为主；

?5）杆 承受轴向力（拉力或压力）的直线形构件，截面尺寸比长度小得多，多用于组成架结构或网架结构；

?6）拱 承受沿其纵轴平面内荷载的曲线形（或折线形）构件，其截面尺寸小于其弧长（折线总长），以受压力和弯矩、剪力为主；

?7）壳 一种曲面形具有很好空间传力性能的构件，能以极小厚度覆盖大跨度空间，以受压力为主；

?8）索 以柔性受拉钢索组成的构件，直线或曲线形；

?9）膜 以薄膜材料（如玻璃纤维布）制成的构件，只能承受拉力。

?由上述基本构件组成的九种典型结构 ： ?1）墙体结构—— 以墙为主体的结构；

?2 ）框架结构—— 以梁、柱组成的框架为主体的结构；

? 3 ）框架--筒体结构—— 利用四周墙形成的封闭筒体，和框架一起组合成的结构；

?4 ）错列桁架结构—— 将杆组成一些由平面三角形图案集合成的较大跨度的桁架，以错列桁架形式形成的结构；

?5 ）网架结构—— 将杆组成网格形的空间网架，以空间网架为主体形成的结构；

?6）拱结构—— 以拱为主体的结构；

?7 ）壳体结构—— 以空间薄壳为主体的结构；

?8 ）空间折板结构—— 以多块平板折叠成空间折板形成的结构； ? 9 ）钢索结构—— 以索为主体的结构。

?（2） 结构和材料的关系

? 无论什么结构都是由材料做成的。按材料分有钢结构、木结构、钢筋混凝土结构和砌体结构。结构的受力、变形状态和各类材料的力学性质密不可分。自然界给予结构承受外力和内力的本能是通过两个基本受力状态— 受拉和受压来完成的。

?（3）结构和地基的关系 ? 常见的土可分为6 类：

?1 ）岩石 颗粒间牢固联结的、整体的或有裂隙的岩体；

?2 ）碎石土 多数粒径大于2mm 的土，按粗细又分块（漂）石、卵（碎）石、圆（角）砾；

?3 ）砂土 多数粒径大于0. 075mm, 小于2mm 的土，按粗细又分砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂；

?4 ）粉土 颗粒粒径更细，粘性介于粘性土和上述非粘性土之间的土；

?5）粘性土 粒径比粉土更细，具有明显粘性的土； ?6）人工填土 回填土、垃圾、工业废料等。各类土的承载力大体为100～400kN/m2。对基础和地基应有的认识：

?1）基础既是结构和地基的连接件，又是结构的一部分，也称下部结构；它的设置既要考虑上部结构的型式、规模、用途、荷载大小与性质，又要考虑下部地质条件、土层分布、土的性质和地下水情况。基础应搁置在坚实土层上，因搁置深度不同，可分为浅基础和深基础两类。浅基础如独立基础、条形基础、筏形基础和箱形基础；深基础如桩基础和沉箱基础。

?2）地基的土是由固体矿物颗粒、水和空气三部分组成，称为土的三相，即固相、液相、气相。结构搁置在地基上，土体颗粒间的空气和水被挤出，颗粒间的距离变小，称地基压缩，同时结构发生沉陷。由于土的透水性不同，土体完成压缩过程的时间也很不一样，这就是结构搁置在地基上会在一段时间内发生沉陷的原因。

?（3）结构的预定功能和失效：

?土木工程的任何结构都应该具有以下四项预定功能： 1）能承受正常施工和使用时可能出现的各种内力（例如拉力、压力、弯矩、剪力、扭矩等）； 2）在正常使用时具有良好的工作性能（例如不发生过大的挠度和侧向位移，不发生过大的不均匀沉陷，不使人感到晃动等）； 3）在正常维护下具有足够的耐久性能； 4）在偶然事件发生时能保持必需的稳定性（例如有很好的抗地震能力）。 在这四项预定功能中，1）和4）是安全性；2）是适用性；3）是持久性。“安全、适用、持久”三者缺一不可，但安全第一。

?结构的失效

?失效现象有： 1）破坏 指结构或构件截面抵抗作用力的能力不足以承受作用效应的现象，如拉断、压碎、弯折等。 2）失稳 指结构或构件因长细比（如构件长度和截面边长之比）过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大变形的现象，如柱子压屈、梁在平面外扭曲等。3）发生影响正常使用的变形 指楼板、梁的过大挠度或过宽裂缝；柱、墙的过大侧移；结构有过大的倾斜或过大的沉陷；人在室内有摇晃的感觉等。4）倾覆或滑移 指整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡而倾倒或移动的现象。 5）结构所用材料丧失耐久性 指钢

材生锈、混凝土受腐蚀、砖遭冻融、木材被虫蛀蚀等化学、物理、生物现象。

?4. 5 土木工程设施中的结构

?是一个在空间和通道中用各种基本构件组合建成的有功能特征的机体，为土木工程设施的持久使用和美观需求服务，对生命财产提供安全保障。它是一个由构件组成的整体，是一个有功能特征的机体，是一个有丰富应用价值的载体，是一个被建造的实体。

?一个优质的土木工程结构要求具有以下特色：（1）在应用上，要充分满足空间和通道的多项使用要求；（2）在安全上，要完全符合承载、变形、稳定的持久需要；（3）在造型上，要能够与环境、规划和建筑艺术融为一体；（4）在技术上，要力争体现科学、技术和工程的新发展；（5）在建造上，要合理用材、节约能源、与施工实际紧密结合。

?结构设计种必须做到 ：

? （1 ）结构承受荷载后的内力≤结构的承载力： ? （2 ）结构承受荷载后的变形≤变形的允许值。 第五章 建筑工程概述 ?5.1 引言

??. 建筑工程就是房屋工程 它是兴建房屋的规划、勘察、设计、施工的总称, 目的是为人类生产与生活提供场所。

??.建造房屋基本要求：“实用”是功能性的。指房屋要有舒适的环境，宽敞的空间，合理的布局；要有坚实可靠的结构；要有先进、优质和方便的使用设施。 “美观”是精神性的。指房屋的艺术处理，包括广义的美观和协调，以及观察者的视觉和心灵的感受。“经济”指用尽可能少的资金、材料和人力，在尽可能短的时间里，优质地完成房屋的建设。

??. 建造房屋是在规划的基础上，是建设单位、勘察单位、设计单位的各种工程师和施工单位、全面协调合作的过程。

?A，规划师：负责房屋生活的环境。好比一个人，规划就像人生活的环境。

?B，建筑师：负责房屋的布局和艺术处理。犹如人的体型、容貌、气质。 ?C，结构工程师：负责建筑工程的骨架即结构。结构犹如人的骨骼和寿命。不同房屋有不同的结构（骨架），如有砖混结构、混凝土结构、钢

结构、木结构、框架结构等。

?D，设备工程师：负责房屋的给水排水、供热通风和电气等设施。好比人的器官和神经。

?大体经历了三个阶段：

?第一阶段为初步设计阶段：即根据建设单位提出使用要求完成下述工作。

?包 括：a.初步设计构思；b.明确各种功能要求；c.形成总体设计方案 ?第二阶段为施工图阶段

?包 括：a.处理各设计工种的技术问题；b.进行各设计工种的细部设计；c.绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计

?第三阶段为施工阶段

?包 括：a．交付施工单位，同时进行工程监理；b．竣工，房屋落成，交付使用

?5.2 建筑物的类别

?房屋建筑工程的类别有多种分法。 ?可按房屋的使用性质分； ?按房屋结构所采用的材料分；

?也可按房屋主体结构的型式和受力系统（结构体系）分：

?1. 按房屋使用性质分 (6类)：

?? 住宅建筑 这类如别墅、宿舍、公寓等。建筑对房屋使用的布局、朝向、采光、隔热、隔音等建筑技术问题有较高要求。

? ?公共建筑 特点：大量人群集聚，室内空间和尺度都很大，人流走向问题突出。结构采用梁柱连接在一起的大跨度框架结构以及网架、拱、壳结构等为主体结构。层数以单层或低层居多。

?? 商业建筑如商店、银行、宾馆、商业写字楼等。特点：有着与公共建筑类似的要求。往往做成高层建筑，对结构体系和结构型式有较高的要求。

?? 文教卫生建筑 如图书馆、实验楼、学校、医院等。这类建筑有较强的针对性。一般采用框架结构为主体结构。

? ? 工业建筑如重型机械厂房、纺织厂房、制药厂房、食品厂房 等。

特点：荷载巨大且往往是撞击、振动荷载。需要空间大，并有特殊要求。（温湿度、防爆、防尘、防菌等）。多层工业建筑一般采用刚接框架结构。

?? 农业建筑 如暖棚、畜牧场等。一般采用轻型钢结构。 ?2. 按房屋结构所采用的材料分 (7类)：

??砌体结构 采用砖、石、砼砌块等砌体做成。主要用于墙体结构。 ?钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构采用钢筋混凝土或预应力混凝土做成，主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。?钢结构采用各种型钢或钢管连接做成，在上述结构中，除墙体、薄壳、折板结构外，均可选做钢结构。

??木结构 采用方木、圆木、条木、板材连接做成。我国古时，木结构房屋很多，如宫殿、庙宇、塔等。

??薄膜充气结构 用于屋盖结构是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。目前尚不普及。 ?（6）钢—混凝土组合结构建筑物的承重构件部分为钢构件、部分为钢筋混凝土构件，或钢—混凝土组合构件共同组成的承重结构体系。这种结构在工程中应用十分广泛。

?（7）生土结构 习称“生土建筑”，经过采掘、成型、砌筑而建造的建筑物，如土坯、夯土墙、各类窑洞民房。

?3. 按组成房屋主体结构的型式和受力系统即结构体系分 (9类)：

? ?承重墙结构 利用房屋的墙体作为竖向承重和抵抗水平荷载（风、地震荷载等）的结构。

??框架结构 受力特点：采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向结构，并同时承受水平荷载

?? 筒体结构 利用房间四周墙体形成的封闭筒体作为主要抵抗水平荷载的结构。

??错列桁架结构 受力特点：利用整层高的桁架横向跨越房屋两外柱之间的空间，并利用桁架交替在各楼层平面上错列的方法增加整个房屋的刚度。

??拱结构 受力特点：从在一个平面内受力的，由曲线或折线形构件

组成的拱形所形成的结构，来承受整个房屋的竖向荷载和水平荷载。

??薄壳结构 受力特点：由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。能以较薄的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构。 ??折板结构 受力特点：由多块平板组合而成的空间结构。是一种既能承重又可维护，用料较省，刚度较大的结构

?（8）网架结构 受力特点： 由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。具有空间受力合理、重量轻、刚度大，跨度大、抗震性能好等优点。

?⑼钢索结构(悬挂式结构) 受力特点：屋面荷载通过吊索或吊杆传递到支承柱上去，再由柱传递到基础。

?5.3 生土建筑物

?5.4. 木结构建筑 ??. 概述 是人类最早兴建的结构。承重结构所用材料是木料。 ??. 木材类型方材、圆材、条材、板材等 ??. 木结构的连接方式木材构件通过齿（榫）、螺栓、钉、键和胶连接成各种型式的木结构。

??. 结构类型有木桁架、木网架、木框架、木拱等。最常用的是木桁架。

? ?. 著名工程

?中国最高的木结构建筑—山西应县木塔 建于公元1056年，外观5层，内有4暗层，实为9层，平面为8角形，底层直径为30.27m，塔高为67.31m. 目前亚洲跨度最大（140.7m）的木结构—日本出云木结构圆顶。 木结构的发展方向是采用胶合木代替整体木材做成的结构，包括 层板胶合结构 和 胶合板结构 等， 做到次材优用，小材大用。

?5.5 砌体结构建筑

?著名工程 （1）埃及金字塔 埃及胡夫（Khufu)金字塔。建于公元前2000余年，是一座正方形底座的三角形锥形石结构。底边长230.5m，高146.6m, 斜面倾角52度。总石块量有230余万块，平均每块约重2.5t多。 （2）古希腊万神殿和帕提农神庙 帕提农神庙 是卫城的主题建筑物，始建于公元前447年。属于围廊式庙宇，全用白大理石砌成。帕提农神庙代表着古希腊多立克式柱的最高成就。罗马万神庙（殿） 万神庙是古罗马宗教膜拜宗教诸神的庙宇。曾是现代结构出现以前世界上跨度最大的空间建筑。集罗马穹隆和希腊式门廊大全。

?（3）圆形正殿部分建于120-124年? ，门廊正面有八棵科林斯式柱式。柱头为白色大理石，柱身为红色的花岗石，身上无槽。其山花与柱石比例属罗马式。 圆形正殿是神庙的精华。神庙外部造型简洁，内部空间在圆形洞口射入的光线映影之下宏伟壮观并带有神秘色彩，室内装饰华丽，堪称古罗马的建筑珍品。 （4）巴黎圣母院 建于1163~1257年。位于巴黎中心区城中岛上，正门前面是广场。教堂可容近万人。结构采用柱墩骨架、卷拱和飞扶壁等组成的砖石框架结构。中国古代的砌体建筑结构也有着辉煌成就。

?1. 明代建造的南京灵谷寺无梁殿以砖拱卷作为主体结构，砖拱最大跨度可达到11.25m。 2.河北定县开元寺塔（料敌塔）建于公元1055年，是当时世界最高的砌体结构。高84.2m，11层，平面为8边形，边长9.8m，采用砖砌双层筒体结构体系。

?320世纪以前，世界最高的砌体结构办公用楼房1891年在美国芝加哥建成的莫纳德洛克大厦高16层，是一幢带有电梯的大厦，沿用至今。4砌体结构在我国发展的情况 20世纪50年代以来，我国的砌体建筑结构经历了由砖砌体→大型振动砖壁板材→配筋砖砌体→配筋混凝土砌块砌体 的发展过程。北京左家庄住宅区是大型振动砖壁板结构

?配筋砌体 组成：配筋砌体由钢筋、块体、砂浆和将它们粘结在一起而成为整体结构体系的注芯砼组成。 优点：1）减少墙厚；2）增大跨度；3）使墙建得更高、载力更大；4）提高隔声能力；5）提高耐火能力；6）改善传热性能。

?5.6 混凝土结构建筑

?? 混凝土结构所用材料 评价： 原材料均是地方性材料，其资源

?铁路工程设计的主要内容有：

?（1）在经济上论证所设计线路在交通运输系统中的地位、作用和经济效益，说明其可行性；

?（2）根据铁路的技术等级（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级）、勘测的地形地物在技术上选择线路（线形设计）；

?（3）设计路基、线路上部建筑、桥梁、涵洞、隧道等工程； ?（4）进行车站、机务、给水、供电、铁路信号等项目的设计。

?线性设计 ①铁路选线、定线；②进行全线线路的平面和纵剖面设计。

?高速铁路：指客运列车以超过200km/h的高速运行的铁路。按其功能分客运专用及客运、货运共用两类。世界上第一条高速铁路为1964年10月建成的日本东海道新干线。

?高铁优点：①节省能源；②保护环境；③安全；④舒适；⑤省时。

?高铁模式：

?（1）日本新干线模式：全部修建新线，旅客列车专用；

?（2）法国TGV模式：部分修建新线，部分改造旧线，旅客列车专用； ?（3）德国ICE模式：全部修建新线，旅客及货物列车混用；

?（4）英国APT模式：既不能修建新线也不大量改造旧线，主要采用由摆式车体的车辆组成的动车组，旅客货物列车混用。

?高铁的关键技术问题：

?①高速铁路线路应能保证列车按规定的最高车速，安全、平稳和不间断的运行（铁路曲线是决定行车速度的关键之一）； ?②轨道的平顺性是解决列车提速的至关重要的问题； ?③高速列车的牵引动力是实现高速列车的关键条件之一；

?④高速铁路的信号与控制系统是高速列车安全、高密度运行的基本保证。

?高铁提速从速度160km/h起步，160km/h是准高速的起点，主要是因为技术上的条件、经济上的条件。 ?高速铁路除轮轨式列车外，还有悬浮式列车，其中又分磁悬浮与气悬浮两类。在气悬浮车中，又再分为气垫悬浮车（简称气垫车）与气膜悬浮车（简称气浮车）两种。

?磁悬浮列车 由悬浮系统、推进系统、导向系统组成。

?原理：利用电磁系统产生的吸引力和排斥力将车辆托起，是整个列车悬浮在铁路上，利用电磁力进行导向，并利用直流电机将电能直接转换成推进力来推动列车前进。

?磁悬浮铁路的特点：

? ①列车外观设计成流线型；②没有车轮是其最突出的特点；

?③消除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，线路垂直荷载小，适于高速运行；

?④无机械振动和噪声，无废气排出和污染，有利于环境保护，能充分利用能源，从而获得高的运输效率； ?⑤提高旅客的舒适性；

?⑥可以省去大量的维修工作和维修费用。

?1989年，我国第一台磁悬浮试验铁路与列车在湖南长沙的国防科技大学建成，试验运行速度为l0m/s。我国首条磁悬浮列车示范运营线—上海磁悬浮，正线全长29. 863km。

?城市地下铁道和轻轨

?伦敦于1863年修建了世界上第一条地下铁道；我国第一条城市地下铁路是1969年10月在北京建成。 ?城市轻轨特点：

?①克服了有轨电车运行速度慢，正点率低，噪声大的缺点； ?②比公共汽车速度快、效率高、省能源、无空气污染； ?③比地铁造价低，见效快。

?城市轻轨和地下铁道一般具有如下特点:

?（1）线路多经过居民区，对噪声和振动的控制较严，除了对车辆结构采取减震措施及修筑声障

?屏以外，对轨道结构也要求采取相应的措施； ?（2）行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业 ?时间短，因而需采用高质量的轨道部件，一般用混凝土道床等维修量小的轨道结构；

?（3）一般采用直流电机牵引，以轨道作为供电回路。为了减少泄漏电流的电解腐蚀，要求钢轨与基础间有较高的绝缘性能；

?（4）曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小得多，一般为l00m左右，因此要解决好曲线轨道的构造问题。 第十章 港口，海洋和飞机场工程概述

?港口： 指是具有水陆联运设备和条件的，有一定面积的水域和陆域，供船舶出入和停泊，是货物和旅客集散并变换运输方式的场地。是为船舶提供安全停靠、作业的设施，并为船舶提供补给、修理等技术服务和生活服务。

?港口的作用： 作为交通运输枢纽、水运联运的咽喉，通常是铁路、公路、水路和管道几种运输方式的汇集点。

?世界主要港口：

?有荷兰的鹿特丹；美国的纽约、新奥尔良和休斯敦；日本的神户和横滨；比利时的安特卫普；新加坡的新加坡；法国的马赛；英国的伦敦。 ?我国主要港口：

? 有上海港；香港；大连港；秦皇岛港；天津港；青岛港；湛江港；连云港。

?港口的类型：港口可按多种方法分类：

?1. 按所在位置可分为海岸港、河口港和内河港（海岸港和河口港统称为海港）。

?2. 按用途可分为商港、军港、渔港、工业港和避风港。 ?3. 按成因可分为天然港和人工港。

?4. 按港口水域在寒冷季节是否冻结可分为冻港和不冻港。

?5. 按潮汐关系、潮差大小、是否修建船闸控制进港，可分为闭口港和开口港。

?6. 按对进口的外国货物是否办理报关手续可分为报关港和自由港。

?优良港址应满足的要求：

?1. 有广阔的经济腹地，以保证有足够的资源，且港址位置适合于经济运输，与其腹地进出口货物重心靠近，使货物总运费最省。2. 与腹地有方便的交通运输联系。3. 与城市发展相协调。4. 有发展余地。5. 满足船舶航行与停泊要求。6. 有足够的岸线长度和陆域面积，用以布置前方作业地带、库场、铁路、道路及生产辅助设施。7. 应注意能满足船舰调动的迅速性，航道进出口与陆上设施的安全隐蔽性以及疏港设施及防波堤的易于修复性等。8. 对附近水域生态环境和水、陆域自然景观尽可能

不产生不利影响。9. 尽量利用荒地劣地，少占和不占良田，避免大量拆迁。

?港口的组成：

?1.港口由水域和陆域两大部分组成。

?2.水域包括进港航道、港池、锚地、防波堤等。

?3. 港口陆域则由码头、港口仓库及货场、铁路及道路、装卸及运输机械、港口辅助生产设备等组成。

?港口水工构筑物

?包括码头、防波堤、护岸、船台、滑道、船坞。

?（1）码头是供船舶系靠、装卸货物或上下旅客的建筑物的总称 。码头的布置形式 (顺岸式,突堤式,挖入式)。

?A. 码头按其前沿的横断面外形有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式。

?B. 码头按结构形式可分为：重力式（a）、板桩式（b）、高桩式（c）、混合式（d、e）。C. 码头又可分为岸壁式和透空式两大类。

?（2） 防波堤功能 为港口掩护条件，阻止波浪和漂沙进入港内对港口水域产生侵袭，保持港内水面的平稳和所需要的水深，是船舶在港口安全停泊和进行卸装作业，同时，兼有防沙、防冰的作用。

?防波堤的平面布置可分为：单突堤、双突堤、岛堤、组合堤防波堤的类型按其构造形式（或断面形状）及对波浪的影响分为： (a) 斜坡式；(b) 直立式；(c) 混合式；(d) 透空式；(e) 浮式；(f) 喷气消波设备；(g) 喷水消波设备

?（3）护岸的作用就是使港口或水域的岸边在波浪、冰、流的作用下不受破坏，从而保护岸上的建筑物、设备和农田等。 ?护岸方法可分为直接护岸和间接护岸两大类：

?1.直接护岸，即利用护坡和护岸墙等加固天然岸边，抵抗侵蚀。(1、斜面式护坡2、直立式护岸墙)

?2.间接护岸，即利用在沿岸建筑的丁坝或潜堤，促使岸滩前发生淤积，以形成稳定的新岸坡。

?港口工程的发展前景 中国港口发展必须以发展为主导，以结构调整为主线，合理布局，加快建设步伐，最大限度地满足国民经济和社会发展，

以及国际航运发展对我国港口的要求。

?海洋工程：指在近海区域设置或建造工程构筑物。如海洋石油钻井，储油平台，海上导航灯塔等。 ?特点：（1）环境条件复杂且随机性大；（2）结构尺度大且设计安全度要求高；（3）结构设计时考虑作用力的多样性；（4）施工方法的特殊性。 ?海洋平台结构是海洋工程构筑物的典型代表。它一般由上部结构（即平台）、立柱和基础（或沉垫)3部分组成，有固定式、活动式、半固定式3类。

?机场工程 则是指规划、设计和建造各项设施的统称。 ?一、民航运输机

?1.干线运输机：载客量>100人，航程>3000km ?2.支线运输机：载客量<100人，航程200～400km ?二、民航机场分类和组成民航机场分类和组成 ?1、机场分类：国际机场、干线机场、支线机场

?2、机场的组成：主要由飞行区、旅客航站区、货运区、机务维修设施、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区。生活区、生成辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施及机场空域等组成。

?跑道 按其作用可分为：主要跑道、辅助跑道、起飞跑道等三种。 ?跑道的作用与构成包括：跑道道肩、停止道、跑道端的安全区 、净空道 、滑行道等。 ?滑行道

?主要供飞机从一处安全便捷地滑行至另一处的通道。

?机场道面的6种要求： 强度、平坦度、粗糙度、横坡、稳定性、洁净。 ?航站楼 主要型式：线型、廊道型、卫星型、转运型。

?机场维护区 是飞机维修，供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区等设置的地方。 ?机场环境问题

?1.机场周围环境：声环境 、空气环境 、水环境

?2.机场营运环境：净空环境 、电磁环境、预防鸟击飞机

?3.机场内部环境：机场的内部环境保护重点是声环境 ，机场建筑物要

进行合理的声学设计。

第十一章 给排水工程和环境工程

?1. 给排水工程：指用于水供给、废水排放和水质改善的工程。分为给水工程和排水工程两 部分； ?2. 给排水工程的学科特征：

?①．用水文学和水文地质学的原理解决从水体内取水和排水的有关问题；

?②．用水力学原理解决水的输送问题；

?③．用物理、化学和微生物的原理进行水质处理和检验。

?3. 给水工程( 4 部分组成)：水源和取水构筑物、输水道、给水处理厂、给水管网。

?4. 室内给排水：它包括生活、生产及消防用的用水器具、管道系统和附属设备。有：(冷水系统,热水系统,污水系统,雨水系统,消防系统) ?5. 排水工程：一般由排水管系、废水处理厂和最终处置设施三部分组成。

?废水：生活污水、工业废水、雨水。

?6. 环境工程：是指研究和从事防治环境污染和提高环境质量的科学技术。 它包括：水体污染控制、生活用水供给、大气污染控制、固体废物处置、噪声污染控制、放射性污染控制等。

?7. 环境工程原来是土木建筑中的市政卫生工程分支逐渐发展成为独立的学科。包括：给排水工程、垃圾处理、环 境卫生、水分析等。

?8. 固体废弃物包括工业固体废物, 放射性废物 , 生活垃圾 , 医疗垃圾和具有再生利用价值的废旧物资。

?9. 控制噪声的防治措施 遵守国家有关法规 改革生产工艺、革新机械的构造和材料、采用隔声罩、隔振机座 在土建工程中建立隔声屏障或在建筑表面多用吸声隔声材料。 ?10. 空压机房的噪声控制措施

?噪声控制措施：安装消声器，室内安装吸声吊顶，窗户安装消声百页。 第十二章 土木工程的建设

?1. 必须按照一定程序的原因：a对社会发展影响巨大（基本建设）；b

对城市建设影响深远（城市基础）；c耗资巨大；d从业人员众多；e材料品种繁多。

?2. 建设程序的内容：?立项、报建(说明工程项目的目的、必要性和依据，拟建规模和建设设想，建设条件及可能性初步分析，投资估算和资金筹措，项目进度安排，经济效益和社会效益估计等。)；?可行性研究；?建设项目选址；?编制勘察设计任务书；(5)测量地形；(6)堪察地质水文；(7)编制设计文件；(8)工程招标和投标；(9)工程施工；(10)竣工验收。

?3. 建筑工程施工

?建筑工程施工概念：将设计图纸转变为实际的建筑物，必须经过建筑施工，它是建筑结构施工、装饰施工和设备安装的总称。 ?施工部分组成：施工准备、各工种施工实施、竣工验收。

?二、内 容

?1. 施工准备包括有:(技术准备,现场准备,物资准备,人员准备,施工场外准备)；

?2. 施工组织设计 ?. 概念 施工组织设计是指导整个施工活动从施工准备到竣工验收的组织、技术、经济的综合性技术文件，是编制工程建设计划、组织施工力量、规划物质资源、制定施工技术方案的依据。?. 施工组织设计分类：施工组织总设计、单位工程施工组织设计、分部分项工程施工组织设计。

??.施工组织设计应具备的基本内容：A. 工程概况( 建设项目特征,施工条件)；B．施工部署 C. 施工方案 是施工组织设计的核心其内容包括：(施工程序和流程；选择施工方案和施工机械；制定技术组织措施；)D. 施工进度计划(流水作业或网络技术)；E. 施工总平面图 是拟建项目施工现场的场地总布置图。它是按照施工部署、施工方案和进度的要求对场地的道路、材料仓库、附属设施、临时房屋、临时水电管线等作出合理规划布置，从而正确处理施工期间各项措施和拟建工程、周围永久性建筑之间的关系。F. 主要技术经济指标常 用指标有(施工工期；劳动生产率;机械化施工程度；节约材料百分比；降低成本指标;工程质量优良和合格指标；安全指标等)

?4. 各工种施工实施(1).土石方工程 包括：场地平整、基坑与管沟开挖、

人防工程开挖，地坪填土，基坑回填等。 (2) 深基坑支护工程；(3) 基础工程；(4) 砌筑工程 指砖石块体和各种类型砌块的砌筑。它包括材料运输、脚手架搭设、砌筑工艺等，1.2~1.4m称为可砌高度。(5) 钢筋混凝土工程 由钢筋工程、模板工程和混凝土工程三部分组成。(6) 吊装工程(7) 防水工程 内容：一般指地下防水工程和屋面防水工程。目的：防止建筑物受地下水或潮气的影响，保证室内干燥；措 施:有三种方案 依靠结构本身的密实性使建筑物不透水；设法将建筑物周围的水排走，使建筑物不受影响；用防水材料，如沥青、卷材等做防水层隔离水。屋面防水工程的目的是防止雨、雪等从屋面渗入室内。一般采用防水层（如卷材防水层）或特别密实的防水混凝土、防水砂浆来防止水的渗入。(8) 装饰工程 概念：它是在结构的表面抹灰、喷涂、镶贴饰面块材、油漆、刷浆等。 ?作用：增加建筑物的美观、艺术形象；改善清洁卫生条件；隔热、隔音、防潮；保护墙面，提高结构的耐久性；

?5. 竣工验收概念：竣工验收是项目建设程序的最后环节，是全面考核工程建设成果，检验设计和施工质量的重要环节。 ?条件：交付的工程，必须符合规定的工程质量标准。

?准备：施工单位应向建设单位提交竣工图、隐蔽工程记录以及其它有关技术文件和竣工结算。

?组织实施：以建设单位为主，组织使用单位、施工单位、设计和勘察单位、监理和质检单位共同进行。

?地下工程施工方法：明挖法、钻孔（眼）爆破法、盾构法、TBM法、顶管法、沉管法。

?桥梁施工包括：梁下部结构、上部结构、附属工程施工。 ?桥梁下部结构施工指桥梁基础、桥台和桥墩的施工。

?桥梁上部结构的施工方法：支架法施工、架梁法施工、顶推法施工、悬臂施工法、移动支架法施工、转体法施工、刚性骨架法施工。

?建筑业实行的经营和管理制度主要有：

?1. 建筑工程承包制：是建筑企业与建设（发包）单位签定合同，确定双方的责任和权利，由建筑企业承包建筑工程的制度。

?2. 招标投标承包制：?. 概念 是发包单位与承包单位之间通过招标投标签定承包工程的设计合同或施工合同的经营制度。?.作用：该制度

具有竞争性。它对促进承、发包双方加强工程管理、缩短建设工期、确保工程质量、控制工程造价、提高投资效益具有重要作用。

??．招投标程序：①招标 由发包单位提供拟建工程的建设规模、使用要求和建设期限，聘请咨询人对此工程项目的材料、人工、造价进行估算，制定标底，编制招标文件，招请承包企业报价的过程; ②投标 由经资格审查合格取得招标文件的承包商，按规定填写标书，提出报价，将密封的标书在规定的期限内送到招标单位的过程; ③决标 指发包单位（招标单位）确定中标企业的法律行为，通常包括开标、评标和定标三个过程。

? 招投标活动应遵循公开、公正、平等竞争、择优决标的原则。投标的实质是取得承包权。

?3. 房地产开发 ?．概念：又称房屋建筑综合开发，指按照城市总体规划的要求，对一定区域内的房屋建筑（如住宅）、配套工程（如学校、商店）及基础设施（如上下水管道、道路）进行全面规划，统一建设，分期施工的经营方式。?．工作内容：包括开发地区的工业、住宅、科教文建筑、商业服务以及交通、市政、绿化、消防、人防、环境保护设施等。它要对该区域建设的全过程，从规划设计、征地拆迁、平整场地、组织施工、验收和使用中的管理与修缮全面负责。

?4. 工程项目管理制 ??. 几个基本概念

?项目：指各类事物的款项，如工业生产项目、科研项目等。 ?工程项目：指在一定约束条件下（限定资源、质量和时间），具有完整的组织机构和特定目标的一次性事业，如房屋建筑、桥梁工程、道路工程等。

?工程项目的最终目标：一般指增加或提供一定生产能力，形成具有一定使用价值的固定资产，如一幢大楼、一个住宅区、一座桥梁、一条道路等。

?工程项目管理：指以工程项目为对象，以实现最终目标为目的，以项目经理负责制为基础，以承包合同为纽带，对工程项目进行高效率计划、组织、协调、控制的系统的循环过程。

??.包括：管理项目的组织管理、项目的合同管理、项目的计划管理、

项目的协调管理、项目的控制管理、项目的信息管理。 ?5. 建设监理制?. 概念：建设监理是指监理执行者对工程建设行为的监督和调理。 ?.目的：促进各方密切协作，对建设的质量、进度和费用目标进行有效的控制，按规定完成工程项目，实现合同的要求。?.内容：建设前期监理、设计阶段监理、施工招标监理、施工阶段监理、保修阶段监理。所谓“三控一协调”是指通过工程质量控制、工程进度控制和工程投资控制， 以协助调理的方式实施的。

?6. 物业管理?. 概念：是由专门的物业管理机构受物业所有者委托，对已竣工验收投入使用的各类房屋建筑和附属配套设施、场地，以及物业区域周围的环境、清洁卫生、安全保卫、公共绿化、道路养护等实施统一的专业化管理和维修养护，为居民生活提供高效、优质、便捷、经济的综合性服务。?．优点：①专业化管理体制，它有利于提高城市管理的社会化和专业化程度；②有偿服务的多种经营机制，它有助于解决管理经费不足的矛盾，减轻政府负担；③摆脱小生产者分散管理为一家几种管理，有利于向专业化、制度化、现代化管理方式的转换。

?法制 就是以法为依据，治理国家及其有关机构、企事业单位、社会团体、公民之间发生的各种社会关系。

?土木工程建设需要法制的原因：投资大；人员多；市场发育不健全；执法不严；

?工程质量和安全事故时有发生。

?建筑法规的作用：规范指导建设行为；保护合法建设行为；处罚违法建设行为。

?建筑法规的类型：法律、条例、规定、标准、规范、规程。

?《建筑法》于1997年11月1日由全国人民代表大会常务委员会通过，自1998年3月1日起施行。

第十三章 土木工程中的灾害

?灾害 就是指由于自然的、社会（人为）的或社会与自然组合的原因，对人类的生存和社会的发展造成损害的各种现象。可分为自然灾害和社会灾害。

?自然灾害：地震灾害、风灾害、洪水灾害、泥石流灾害、虫灾等。 ?社会灾难：火灾、燃气爆炸灾难、地陷（人为地大量抽地下水所造成）、工程质量低劣造成工程事故以及人为的“恐怖”灾难等。

?火灾对土木工程设施的影响 是对可燃物的烧尽和所用工程材料强度和工程结构承载能力的影响。世界多种灾害中发生最频繁、影响面最广的首属火灾。

?燃烧的阶段：发生、蔓延、充分燃烧。

?地震 是由于地壳破坏引发的地面运动，这种地面运动对人工建筑物可以造成严重破坏。

?震级是地震强弱的级别，它以震源处释放能量的大小确定，一次里氏5级地震所释放的能量相当于在花岗岩中爆炸2万吨TNT炸药，每增加一级，释放的能量增加31.5倍。至今记录的世界上最大的地震没有超过8.9级的（1960年智利大地震为8.9级）。

?烈度是某地区各类建筑物遭受一次地震影响的强烈程度。一次地震只有一个震级，却有很多个烈度区。烈度与震级、震源深度、震中距、地质条件、房屋类别有关。

?3级以上的地震称有感地震，5级以上的地震称破坏性地震。

?两大地震带：①. 环太平洋地带；②喜马拉雅－地中海地带。我国地处这两大地震带之间，是 世界上地震灾害最为严重的国家之一。

?地震对土木工程设施造成破坏的常见现象：

?（1）如果房屋、桥梁经受不住地震荷载，轻者会震裂，重者会倒塌或扭曲。

?（2）地震还会造成地裂、地陷、山崩、滑坡，以及因土体受震后液化而使地面冒水喷沙。前者会使工程结构随之断裂，甚至倒塌；后者使地基丧失承载能力甚至失效；它们都会使其上的工程设施倾斜、开裂或倾倒。

?地震给土木工程设施造成震害一般现象：

?（1）房屋的轮廓、体型、结构体系往往是它遭受震害的主要因素。 ?（2）多层砖房结构的震害表现为窗间墙或窗下墙的交叉裂缝，外纵墙的外倾落，顶层墙角的局部塌落，砖柱的断折甚至局部房屋倒塌或整个房屋倒塌。

?（3）钢筋混凝土构架的震害表现为填充墙四周开裂或出现墙体的交叉裂缝，梁柱接点破坏，立柱断裂和倾斜。

?（4）地基液化失效的震害引起房屋倾斜和开裂。

?（5）桥梁的震害常表现为桥墩、桥台毁损，主梁坠落，拱圈开裂及拱

上结构塌落等。

?（6）烟囱、水塔的震害虽因所用材料有异而不同，但一般都表现为水平、交叉裂缝，顶部脱落或筒身扭转。

?（7）地震时一旦水坝、供电、供燃气系统破坏，还会引起水灾、火灾、空气污染等次生灾害。

?土木工程防震、抗震的方针是“预防为主”。 ?预防地震灾害的主要措施包括两大方面： ?a.加强地震的观测和强震预报工作； ?b.对土木工程设施进行抗震设防。 ?后者的工作大体有以下内容：

?①确定每个国家的地震烈度区划图，规定各地区的基本烈度（即可能遭遇超越概率为10%的设防烈度），作为工程设计工作的依据。 ?②国家建设主管部门颁布工程抗震设防表准，各建设项目主管部门应在建设的过程（包括地址选择、可行性研究、编制计划任务书等）中遵照执行。

?③国家建设主管部门颁布抗震设计规范。

?④设计单位在对抗震设防区的土木工程设施进行设计时，应严格遵守抗震设计规范，并尽可能地采取隔震、消能等减灾措施。

?⑤施工单位和质量监督部门应严格保证建设项目的抗震施工质量。 ?⑥位于抗震设防区内的未按抗震要求设计的土木工程项目，要按抗震抗震设防表准的要求补充进行抗震加固

?风灾大多来自台风（也称飓风）和龙卷风的动力作用。

?台风是大气的剧烈扰动。它的形成有两个基本条件——“热”和“湿”。 ?龙卷风由猛烈的大雷雨发展而成它有着转动的气柱并伴有漏斗状向下伸展的重云。

?工程事故灾难： （1）概念：工程事故灾难是由于勘察、设计、施工和使用过程中存在重大失误造成工程倒塌（或失效）引起的人为灾害。 ?（2）我国建设部规定建筑工程中的工程事故有以下几个级别

?一级（死亡30人以上，损失300万以上）；二级（死亡10~29人，损失100万以上，不满300万）；三级（死亡3~9人，重伤20人以上，损失30万以上，不满100万）；四级（死亡2人以下，重伤3~19人，损

失10万以上，不满30万）；一般质量事故（重伤2人以下，损失5000元以上，不满10万）。 ?（3）六无：（无报建程序、无设计图纸、无勘察资料、无招投标、无执照施工、无质量监督）现象往往是祸害之原。

?（4）一般造成工程事故灾难的原因有两大方面： 从技术方面来看，大体有：①地质资料的勘察严重失误，或根本没有近行勘察；②地基过于桥梁基础、桥台和桥墩的施工。软弱，同时基础设计又严重失误；③结构方案、结构计算或结构施工图有重大错误，凭经验、想象设计，无图施工；④材料和半成品的质量低劣，采用假冒伪劣产品和半成品；⑤施工和安装过程中偷工减料，初制滥造；⑥施工的技术方案和措施中有重大失误；⑦使用中盲目增加使用荷载，随意变更使用环境和使用状态；⑧任意对已建工程打洞、拆墙、移柱、改扩建、加层等。

?从管理方面来看，大体有：①由非相应资质的设计、施工单位（甚至无营业执照的设计、施工单位）进行设计、施工；②建筑市场混乱无序，出现前述的“六无”工程项目；③“层层分包”现象普遍，使设计、施工管理处于严重失控状态；④企业经营思想不正，片面追求利润、产值，没有建立可靠的质量保证制度；⑤无固定技工队伍，技术工人和管理人员素质太低。

?9.11事件未曾料到的极端严重事态：

? ①钢结构会处于如此高温的环境下，以致完全丧失承载力； ?②建筑物会遭遇到如此庞大重物有意识地撞击，以致完全丧失整体稳定性；

?③高层建筑会遇到如此众多人群（几万人）必须顷刻间疏散问题。以致数千人因来不及逃出而 ?死亡；

?④高层结构会发生如此迅速的自上而下的破坏，以致出现倾泻性的座塌；

?⑤双塔倒塌后会影响如此众多的周围建筑物，以致曼哈顿商业区顿时消失。

?（4）建筑工作者应从速研究解决以下问题：

?①耐火材料的应用以及材料和结构的耐火、耐久性问题；

?②选择更为坚实可靠的主体结构体系，建立多道抗撞击荷载的防线； ?③在结构系统中建立防止结构连续倒塌的机制； ?④在建筑布置中建立结构绝对按全可靠的逃亡通道； ?⑤解决在危急情况下大批人员的紧急疏散问题。

第十四章 土木工程的展望 ?土木工程面临的新事物：（1）高新技术的高速发展和大规模结合；（2）高速交通工具和通信技术的迅猛发展；（3）新型信息经济（指新的生产过程的市场形成）的产生；（4）生态环境已经严重破坏，必须优先考虑它的平衡；（5）人类生活、工作和分配方式将会发生重大变化。

?土木工程的展望(七个展望)：

?一、建筑材料向高性能、多品种和组合利用方向发展 （1）传统材料既要改善其性能，又要增加其品种：①墙体材料；②混凝土材料；③金属材料

?（2）组合材料要大力加以开发。用两种或两种以上材料组合，利用各自的优越性开发出高性能的便于使用的建筑制品，应按成为21世纪土木工程的一个重要特征。

?（3）化学合成材料用于抗力结构是材料发展的崭新领域。目前将化学合成材料用于管材、门窗、装饰配件、粘结剂、外加剂等已非常普遍。今后的方向一是扩展用于建筑的外围部件；二是改善建筑制品的性能；三是在深入研究、开发其受力和变形的性能后广泛用于受力结构。乙烯基涂层尼龙纤维膜，平均使用寿命15年，纤维强度35～75N/mm；乙烯基涂层玻璃纤维膜，平均使用寿命20年，纤维强度50～140N/mm；

?聚四氟乙烯涂层玻璃纤维膜，平均使用寿命25年，纤维强度50～175N/mm。

?二、工程项目向更高、更深、更快的方向发展 （1）为了解决城市土地供求的矛盾，建筑工程项目会向更高更深的方向发展。（2）为适应城市开发、水上通航、海上跨越的需要，桥梁的跨度越来越大，种类越来越多，向着长距离大跨径方向发展。

?（3）信息社会的发展在很大程度上取决于交通和信息工具，高速交通工具的出现又推动了铁路、公路和隧道工程的快速发展。

?（4）我国公路规划的国道主干线有“五纵” “七横”

?五纵：同江至三亚、北京至福州、北京至珠海、二连浩特至河口、重

庆至湛江。

?七横：绥芬河至满洲里、丹东至拉萨、青岛至银川、连云港至霍尔果斯、上海至成都、上海至瑞丽、衡阳至昆明。 ?三、发展可持续性的土木工程的基本任务是改造自然，建造满足物质和精神生活的人工环境。

?1. 土木工程的可持续性有以下几个概念：（1）它是一种在环境和生态上自觉的绿色建筑。即有能源意识能促进自然资源保护的建筑。（2）它是一种具有自然环境、人工环境和社会环境整体概念的城市和社区设计。即能综合考虑资源和能源效应。能在建筑使用、材料选择、生态平衡、自然景色、社会发展问题上整体考虑，并能在改善生活质量、谋取经济福利的同时，大大减少对自然环境有害冲击的规划。

?（3）应用高科技手段解决能源保护和环境问题。即是适应高科技的发展从再生能源中获益，如利用风力、水力（潮汐）发电，贮存太阳能、地热能供热等。（4）使土木工程设计成尽量少地使用可耗尽资源，尽量多地采用可更新资源，更用效的利用能源，更大循环地启用合成材料的工程—这是可持续发展的主要方向。（5）使现存的土木工程得到新生。

?2. 体现绿色思想：（1）节能建筑； （ 2）生态建筑；（3）节地兼筑。 ?3. 城市病：用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、基础设施薄弱、生态失衡、环境恶化。

?4. 生活空间新领域：地下空间、宇宙、海洋。

?5. 地下空间优点：具有低噪音、低能耗、防震、防空袭等性能，有利于改善城市生态环境和提高总体防灾、抗毁能力。

?不足之处，如通视性差、自然光线受限、空气自然流动性差、防潮问题多，尤其在建筑物密集的市区建造地下工程，会影响周围设施的安全使用，引发城市地质灾害，施工中一些加固土体的措施，可能造成地下水的污染。

?6. 城市地下工程建设应遵循的原则是：人行地上、物行地下人长时间在地上，短时间在地下，由近而远，由浅而深，由易而难地开发地下空

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