土木工程概论

第一章1.土木工程的含义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设涉及的工程材料和设备相关的勘测、设计、施工和保养维修等技术活动，也指工程建设的对象，如房屋、道路、给水排水以及防护工程。

2.土木工程的分支：结构工程、水资源工程、环境工程、交通工程、测量工程、岩土工程。

3.结构工程：结构工程是与建筑和桥梁结构设计及建造相关的科学技术。

4.水资源工程：水资源工程涉及水供应和水系网络、洪水和洪涝灾害的控制、水利和水质相关的环境问题以及水质环境的遥感预测的规划、管理、设计和营运等。

5.环境工程：环境工程不仅涉及水的环境问题，还包括空气质量和土地的使用。

6.交通工程：交通工程是采用某种方式将人群或物体有序高效地从一个地方运送到另一个地方的科学技术。

7.测量工程：测量工程是对地表进行精密测量以获取工程项目所在位置的可靠信息。

8.岩土工程：岩土工程是土木工程中处理工程项目设计施工中与土、岩石和地下水相关的专门技术。

9.科学、技术与工程的关系：工程是创造性地应用科学原理来进行结构、机械、仪器设备或者整个制造工艺的设计和生产，其设计和生产的内容可以是其中单一个体，也可以是许多单体的组合，所有的东西都可依据设计重复制造生产出来，其在特定使用条件下的性能是可预知的，并符合产品的功用、经济性和安全性要求。

技术是人运用自己的知识，采用工具或其他方式使人们生活得更方便或舒适。

科学和技术常常是密切关联的，科学是技术得以存在的基础，技术是科学理论的应用，科学和技术进步相辅相成。

10.土木工程师的工作范围：1.丈量和测绘地表2.设计并指导桥梁、隧道、房屋、堤坝和海岸结构的施工3.道路、公路、铁路和机场的规划、设计和施工4.高效交通流程和控制的系统设计5.水利灌溉和防洪工程的设计和施工6.给水排水体系以及废弃物处置7.管理大型工程项目。

11.土木工程师的工作步骤：1.工程设计，包括收集资料、与业主交流、出图2.造价，对设计进行调整、限额设计3.施工，按图施工4.指导工程设施的正常使用和日常维护工作。

12.工程师的职业：土木工程职业分为咨询、承包、维护三大类。

13.土木工程一般分为哪些阶段：可行性分析、场地勘察、设计、施工、养护与维护、研究。

14.1761年John Smeaton成立了土木工程协会，第一个称自己是“土木工程师”。

第二章1.专业教育的组成：专业基础和专门化知识。

2.土木工程师必备能力：1.应用知识的能力2.进行试验和解释数据的能力3.设计能力4.与团队协同工作的能力5.表达和有效沟通的能力。

第三章1.木材的特性：优点（轻质高强、有较高的弹性和韧性、易加工、纹理美观、装饰效果好、绝缘性能强）缺点（各向异性、自然缺陷多、易干裂翘曲、易腐朽虫蛀和霉烂、耐火性差，易燃烧）2.树木由树皮、髓心、木质部（工程材料使用的主要部分）三部分组成，靠近髓心部分称心材，靠近树皮部分称边材，心材利用价值高于边材。

3.木材的主要物理和力学性质是：含水率、湿胀干缩、表观密度、强度。

4.工程上木材采用强度：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度。

（理论上木材强度以顺纹抗拉强度最大。

）5.影响木材强度的主要因素有：含水率、密度（最主要因素）、颗粒结构、温度（50℃以下的正温为宜）、木材缺陷。

6.木材中水分的组成：自由水、吸附水、化学结合水。

7.纤维饱和点的含义：当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点。

8.按木材缺陷情况木材分为一二三四等，按承重结构的受力要求分为I（受拉构件）、II（受弯构件)、III(受压构件）三级。

9.木材的缺陷包括：木节、腐朽、斜纹、裂纹、髓心、虫蛀。

（木材作为土木工程材料最大的缺陷是腐蚀、虫蛀、燃烧。

）10.木材的腐朽是真菌在木材寄生引起的，侵蚀木材的真菌有霉菌（木材表面）、变色菌（边材，影响外观）、腐朽菌。

腐朽菌生存条件：适宜的水分、空气、温度。

含水率35%-50%，温度25-30℃，一定的空气最适宜腐朽菌繁殖。

11.木材的防腐：1.破坏腐朽菌生存繁殖的条件，干燥木材。

2.用化学防腐剂把木材变为有毒物质，使其不适于作真菌的养料。

（水溶性防腐剂、油质防腐剂、膏状防腐剂。

）12.木材的防火：表面涂敷法和溶液浸注法。

13.我国木材的组要形式：原条、原木、板枋。

14.钢材特性：优点（品质均匀、强度高，有一定弹性和塑性变形能力，能承受冲击振动等荷载、加工性能好）缺点（容易腐蚀，维修费用高，成本高，耐火性差。

）15.钢材在土木工程中的应用：1.土木工程结构用钢（碳素结构钢、低合金高强度结构钢、优质碳素结构钢）2.钢结构用钢3.钢筋混凝土用钢（热轧钢筋、冷轧带肋钢筋、预应力筋）4.专门结构用钢（桥梁结构钢、钢轨钢。

）16.钢材的防腐：1.涂敷保护膜2.电化学防腐3.制成合成金。

17.水泥是由水泥熟料、混合材和石膏按一定比例混合而成。

（分为常用水泥和特种水泥。

）18.初凝：水泥用适量的水拌合后，最初形成具有可塑性的浆体，随着时间的推移，失去可塑性的过程称为初凝（有塑性无强度）。

终凝：随着水化反应的继续进行，终至浆体完全失去可塑性并开始具有一定强度时称为终凝（无塑性有强度）。

由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。

19.混凝土是由胶凝材料将集料胶结而成的固体复合材料。

优点：具有较高的强度和耐久性、具有可塑性、经久耐用，维修费用低。

缺点：抗拉强度低、易产生裂缝。

20.混凝土强度影响因素：水灰比、水泥强度、养护条件、骨料质量。

21.和易性：和易性是指混凝土拌合物在一定的施工条件下，便于操作并获得质量均匀、密实混凝土的性能。

22.混凝土强度分为：抗压强度（强度最大）、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度。

23.混凝土主要由水泥、水、骨料三种材料组成。

标准养护时间为温度20±3℃，湿度95%以上，养护龄期28d。

24.普通混凝土的制备过程：原材料称量-搅拌-运输-成型-硬化-养护-混凝土结构。

25.普通混凝土的构成：水泥、骨料、水、混凝土外加剂、矿物掺和料、纤维、聚合物。

26.骨料的径粒大于5mm的为粗骨料（碎石和卵石两种），小于5mm的为细骨料。

相同水灰比的条件下，碎石比卵石混凝土强度高。

27.缺乏淡水的地区，素混凝土允许用海水拌制，但应加强对混凝土的强度检验；对有抗冻性要求的混凝土，水灰比应降低到0.5以下，海水不能用于钢筋混凝土的配制和养护。

28.混凝土外加剂：在拌制混凝土过程中掺入不超过水泥质量5%的能按要求改善混凝土性能的物质，称为混凝土外加剂。

29.矿物掺和料：为节约水泥，改善混凝土的性能，在混凝土拌制时掺入量大于水泥质量的5%的矿质粉末，称为混凝土掺和料。

30.砂浆是由胶凝材料、细骨料、外加剂和水等材料按适当比例配制而成。

（分为普通砂浆和特种砂浆两类。

）31.砂浆抗压强度等级：根据砂浆的抗压强度，将砂浆划分为若干等级，称为砂浆的强度等级。

分别为M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20、M25、M30。

32.沥青材料：优点（防水、抗渗、耐化学腐蚀）主要用于生产防水材料、防腐材料和铺筑沥青路面。

分为地沥青和焦油沥青。

33.石油沥青分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。

34.合成高分子材料：优点（密度低、比强度高、耐水性及耐化学腐蚀性强、装饰性好易加工）缺点（耐热性差、易燃烧、易老化。

）35.聚氯乙烯（pvc）是最常用的一种高分子材料。

36.墙体材料的含义：用来砌筑、拼装或用其他方法构成承重或非承重墙的材料称为墙体材料。

（主要有砖、砌块、板材三类。

）第四章1.建筑工程特点：本身特点（独立性、多功能性、产品尺度大、受许多形式的荷载力作用）建筑工程施工特点（干扰性强、流动性强、易受到自然环境的影响。

）2.建筑的组成：基础、墙、楼盖、屋盖、楼梯、窗与门、阳台。

3.围护结构（墙、门、窗、屋檐、围栏、雨篷）、承重结构（梁、板、柱、屋架、承重墙、基础。

）4.荷载：一幢建筑受到其自重和来自人群、家具、设备、结构材料等重量以及风、雪、地震等作用，统称为荷载。

5.承重结构：建筑中能承受这些荷载并将它们传递到其他部位的结构称为承重结构。

6.屋盖既是围护结构又是承重结构。

屋盖分为平屋盖（坡度小于等于10%）、坡屋盖、曲面屋盖。

地基不属于建筑范围。

7.建筑分类：按用途分为生产性建筑（工业建筑、农畜业建筑）、民用性建筑（住宅建筑、公共建筑。

）8.低层建筑（1-3层）、多层建筑（4-6层）、中高层建筑（7-12层）、高层建筑（高于12层的住宅建筑）、超高层建筑（高度大于100m）。

9.建筑的结构体系：结构、梁和柱、框架、桁架、索、拱、墙与板、壳、薄膜。

10.结构：建筑中承重的骨架，承受建筑的自重和外界的各种荷载，并将它们传递到建筑的地基上。

11.构件的分类：线状和面状构件（按几何形状分）、刚性和柔性构件（按刚度分）、单向结构体系和双向结构体系（按空间布置分）。

12.框架结构：框架结构是一种由线状构件所组成的结构，构件之间在端部相互连接，连接处称为“节点”。

（能抵抗竖向荷载也能抵抗水平荷载）。

13.桁架：桁架是由一些单根线状的杆件以单个三角形或多个三角形布置方式组装而形成的结构，杆件之间在连接处通常假定为铰接。

14.特种工程结构：电视塔、水塔、冷却塔、烟囱、筒仓、储藏罐。

第五章1.桥梁的组成部分：分类一：上部结构（桥面、桥道结构、承重结构、连接系)、下部结构（支座、墩台、基础）。

分类二：五大部件（桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础）、五小部件（桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明）。

2.桥梁的分类：按用途分为公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、运水桥；按材料分为木桥、钢桥、圬土桥、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥；按结构体系分梁式桥、拱桥、刚架桥、缆索承重桥；按施工方法分为整体式和节段式的混凝土桥；按桥面布置在桥跨结构的位置不同分上承式桥、中承式桥、下承式桥。

3.小桥（多孔跨径总长8≤L≤30、单孔跨径5≤L＜20）、中桥（多孔跨径总长30＜L＜100、单孔跨径20＜L＜40）、大桥（多孔跨径总长100≤L≤1000、单孔跨径40≤L≤150）、特大桥(多孔跨径总长L≥1000、单孔跨径L≥150）。

4.国际上一般认为单跨跨径小于150m属于中小桥梁，大于150m称为大桥。

5.国际上特大桥的分类：悬索桥（跨径大于1000）、钢拱桥（跨径大于500）、斜拉桥（跨径大于500）、混凝土拱桥（跨径大于300）。

6.桥梁的结构体系:桥梁的结构体系包括梁式（竖直荷载作用下无水平推力）、拱式（竖直荷载作用下有水平推力）、刚架、斜拉、悬索以及各种组合体系。

7.梁式体系分简支梁（最为广泛）、悬臂梁、固端梁、连续梁（最为广泛），预应力混凝土梁式桥是最常采用的结构形式。