《土木工程概论》串讲材料

2019年8月11日《土木工程概论》全国串讲资料时间：2009.6.272019年8月11日第一部分课程的学习指导•一、本门课程的性质、地位和作用•土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。本课程是加强基础课程到专业课程的有机沟通，用系统的观点和方法建立新的课程体系结构，包括对课程的整合与集成，组织和建设专业核心课程。通过学习，培养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，获得土木工程工程师基本训练，具有创新精神的工程科学技术人才，毕业后能从事土木工程设计、施工与管理工作，具有初步的工程规划与研究开发的能力。2019年8月11日•二、本门课程的体系结构、基本内容•本课程以绪论为主要线索来介绍土木工程中的各个层面，粗略地介绍土木工程各个分支学科所涉及的内容。具体包括土木工程材料、基础工程、房屋建筑工程、交通土建工程（含道路工程、铁路工程、飞机场工程、隧道工程）、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建设工程项目管理、工程灾害与抗灾、数字化在土木工程中的应用、土木工程设计方法等方面的内容。•三、本门课程的学习要求•本课程课时较少，但内容很多，任课教师的课堂讲授以串讲形式，要求学生在课余时间自学为主。要求学员在预习的基础上，带着问题学习，以此为参考资料，通过认真研读教材把该门课程学好，条件具备的学员还应广泛阅读相关资料，以进一步提高该门课程的学习水平。2019年8月11日•四、学习本门课程的方法和应注意的问题•在通读教材的基础上，听取教师面授，并认真完成相关的作业和练习。学习中应注意比较各种城镇基础设施工程规划异同，便于掌握基本概念、基本理论、基本知识；学会联系实际分析、解决问题。•五、本课程考核的试卷结构和题型分析•本课程的考试试卷总分为100分，卷面得分达到60分即为合格。•本课程的试题由主观性试题和客观性试题两部分组成。客观性试题答案单一，学员不能做出与标准答案不同的答案；而主观性试题的内容开放性强，标准答案也只能是参考性的，学员可以根据自己的理解，用自己的语言来解答。但是，客观性试题也并非只考核识记的内容，也不是靠死记硬背，也可以考查学员综合适用基本知识和基本理论的能力。因此，学员在学习中要将学习的重点放在对基本知识、基本理论的掌握、理解和综合运用上，要放在提高自己解决实际问题的能力和技能上。2019年8月11日•本课程学习考试的试卷题型包括选择题、名词解释题、简答题和辨析题、论述题和案例分析题等题型（具体高校有具体的要求略有不同）。•选择题。要求学员从数个备选答案中选取正确的答案，以考查学员对相关内容的理解、鉴别能力。选择题的命题范围极广，既可考基本概念、基本知识、基本理论，也可考查对基本知识、理论的领会、运用。由于选择题的题量多，因而它几乎能覆盖到每一章。选择题包括单项选择和多项选择。选择题题目虽多，但分值较低。•名词解释题，实际上考查的是学员对基本要领的掌握程度。学员在回答基本要领时，可以与教材上的表述不同，但其基本要点不能错。•简答题和辨析题，一般考查学员对基本知识和基本理论的掌握程度，它既考查学员对基本知识的全面掌握程度，又考查学员的理解和综合能力。•论述题，是就某一重要的理论和实际问题进行说明或阐述。这类题目难度大，要求高，分值也高，以考查学员的综合能力为主。•案例分析题，是考查学员能运用理论知识分析、解决实际生活中的问题。案例分析题多为综合性，需以多方面的知识解答。2019年8月11日第二部分课程的重点内容辅导第1章绪论2019年8月11日第1章绪论•一、学习重点•（一）基本概念•1、土木工程：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。•2、基本建设：国家将工厂、矿井、铁道、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设称为基本建设。•3、信息化施工：在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛应用计算机信息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息进行收集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用，为施工管理及时、准确地提供决策依据。•4、可持续发展：是指“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的发展构成危害”。2019年8月11日第1章绪论•（二）基本知识和基本理论•1、土木工程概论课程的任务•“土木工程”包括哪些内容?“土木工程”专业的学生要学习哪些知识、掌握哪些基本技能、具备哪些能力?怎样才能学好等?回答这些问题便是本书的主要任务。•土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。•土木工程的范围包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。•2、土木工程发展历史简述•土木工程的发展经历了古代、近代和现代三个阶段。•现代土木工程的特点有：•①功能要求多样化；②城市建设立体化；③交通工程快速化；④工程设施大型化。2019年8月11日第1章绪论•3、土木工程的未来•（1）重大工程项目将陆续兴建•（2）土木工程将向太空、海洋、荒漠地开拓。•（3）工程材料向轻质、高强、多功能化发展•（4）设计方法精确化、设计工作自动化•（5）信息和智能化技术全面引入土木工程•（6）土木工程的可持续发展2019年8月11日第1章绪论•（三）本章节的学习重点和难点•1、基本概念。•2、土木工程发展历史。•3、土木工程的未来。2019年8月11日第1章绪论•二、例题•例题1-1•题型：多项选择题•题目：项目的实施阶段包括下面的哪些阶段（）。•A.项目建议书B.决策立项•C.初步设计D.施工招标•答案：C、D•分析：项目建议书和决策立项是属于项目的决策阶段的，初步设计和施工招标是属于项目的实施阶段的。项目实施阶段是工程项目的主体阶段。设计单位根据可行性研究报告来进行项目的初步设计，初步设计经过有关部门的批准后，再由设计单位进行施工图的设计工作，设计阶段完成后，依据设计文件，对施工企业进行施工招标，同时完成施工监理的委托任务。2019年8月11日第1章绪论•例题1-2•题型：判断题•题目：可行性研究属于项目的实施阶段。（）•答案：错误•分析：因为可行性研究是属于项目的决策阶段的，可行性研究是一项重要的分析和论证工作，是为投资决策做准备的。它通过对拟建项目的详细调查研究后，进行技术经济分析、方案比较，最后提出评价性的意见，做出是否可行的结论。2019年8月11日第1章绪论•例题1-3•题目：简述现代土木工程的特点。•答案及分析：•现代土木工程为20世纪中叶～第二次世界大战结束后，一直到现在的土木工程。•在这个阶段里，社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求。它一般表现为以下三个方面：(1)土木工程功能化，即土木工程应该同它的使用功能和生产工艺紧密结合。(2)城市建设立体化，20世纪中叶以来，城市建设有三个趋向：高层建筑的大量兴起；地下工程的高速发展；城市高架公路、立交桥大量涌现。(3)交通运输高速化，其标志是：高速公路的大规模修建；铁路电气化的形成和大量发展；长距离海底隧道的出现。在这个阶段，构成土木工程的三个要素：材料、施工和理论也出现了新的发展。表现在：建筑材料的轻质高强度化；施工过程的工业化、装配化；设计理论的精确化科学化。•此外，土木工程学的学科理论，如可靠性理论、土力学和岩体力学理论、结构抗震理论、动态规划理论、网络理论等也得到迅速发展。2019年8月11日第2章土木工程材料2019年8月11日第2章土木工程材料•一、学习重点•（一）基本概念•1、土木工程材料：任何土木工程建(构)筑物(包括道路、桥梁、港口、码头、矿井、隧道等)都是用相应材料按一定的要求建造成的，土木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。•2、天然砂：由自然条件作用(主要是岩石风化)而形成的，粒径在5mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。•3、硅酸盐水泥：根据国家标准(GB175—92)规定，凡由硅酸盐水泥熟料，0~5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。•4、绿色建材：其含义是指：采用清洁的生产技术，少用天然资源、大量使用工业或城市固体废弃物和农植物秸秆，生产无毒，无污染、无放射性，有利于环保与人体健康的建材。2019年8月11日第2章土木工程材料•（二）基本知识和基本理论•材料一般分为金属材料和非金属材料两大类。材料按功能分类般分为结构材料(承受荷载作用的材料)和功能材料(具有专门功能的材料)。材料按用途分类，如建筑结构材料；桥梁结构材料；水工结构材料；路面结构材料；建筑墙体材料；建筑装饰材料；建筑防水材料；建筑保温隔声材料等。•了解材料在土木工程中的作用主要应从三个方面去认识：材料对保证工程质量的作用；材料对工程造价的影响；材料对工程技术进步的促进作用。2019年8月11日第2章土木工程材料•1、砖、瓦、砂、石、灰•砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格低，一般都在当地或附近地区采购。•（1）砖•砖是一种常用的砌筑材料。广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。•按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。•（2）瓦•瓦是屋面材料。瓦的种类较多，按所用材料分，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。•（3）砂•砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。砂一般分为天然砂和人工砂两类。按其产源不同，天然砂可分为：河砂、海砂和山砂。2019年8月11日第2章土木工程材料•（4）石•凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。包括：①毛石②料石③饰面石材④色石渣⑤石子•（5）灰•凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。胶凝材料可分为无机与有机两大类。无机胶凝材料可按照其硬化条件分为气硬性与水硬性两种。只能在空气中硬化的称为气硬性胶凝材料，如石膏、石灰。既能在空气中又能在水中硬化的称为水硬性胶凝材料，如水泥。2019年8月11日第2章土木工程材料•2、木材•木材具有很多优点，如轻质高强；易于加工；有较高的弹性和韧性；能承受冲击和振动作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。但木材也有缺点，如构造不均匀，各向异性；易吸湿、吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形；易燃、易腐等。•影响木材强度的主要因素为含水率(一般含水率高，强度降低)，温度(温度高，强度降低)，荷载作用时间(持续荷载时间长，强度下降)及木材的缺陷(木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等)。•工程中木材又常分为原木、锯材及各类人造板材。•3、钢材•钢材品质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高。有一定的塑性和很好的韧性、良好的加工性能。土木工程所使用的钢材大多为低碳钢和低合金结构钢。2019年8月11日第2章土木工程材料•4、水泥•水泥是水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其他材料胶结成整体，并形成坚硬石材的材料。•（1）水泥的定义和分类•水泥按其用途及性能分为三类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。•水泥按其主要水硬性物质名称分为：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，氟铝酸盐水泥，磷酸盐水泥，以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。•（2）硅酸盐水泥•水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性，这一现象称为水泥的初凝；随着塑性的消失，水泥浆体开始产生强度，此时称