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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”。（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。3、土木工程的未来土木工程目前面临的形势是：①信息(包括计算机、通讯、网络等)工业的迅猛发展。②航空、航天事业等高科技事业的发展。③地球上居住人口激增，而地球上的土地资源是有限的，并且会因过度消耗而日益枯竭。④生态环境受到严重破坏，随着工业的发展、技术的进步而人类生存环境却日益恶化。（1）重大工程项目将陆续兴建①为了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。②目前高速公路、高速铁道的建设仍呈发展趋势。③在航空港及海港和内河航运码头的建设也会在不久的将来取得巨大的进步。（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（21世纪在工程材料方面希望有较大突破。①传统材料的改性；②化学合成材料的应用）（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将信息、计算机、智能化技术等高新技术用于土木工程将是今后相当长时间内的重要发展方向。①信息化施工信息化施工还可通过网络与其他国家和地区的工程数据库联系，在遇到新的疑难问题时可及时查询解决。信息化施工可大幅度提高施工效率和保证工程质量，减少工程事故，有效控制成本，实现施工管理现代化。②智能化建筑智能化建筑满足的要求：一是房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动优化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效。二是安装了对居住者的自动服务系统。③智能化交通智能化交通一般包括以下几个系统：A、先进的交通管理系统；B、交通信息服务系统；C、车辆控制系统；D、车辆调度系统；F、公共交通系统等。它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。④土木工程分析的仿真系统用此技术指导设计可大大提高工程结构的可靠性。（6）土木工程的可持续发展在建设与使用土木工程过程中与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。4、土木工程的学习建议（1）科学、技术与工程的关系科学是关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统的知识。科学的主要任务是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决一个为什么的问题。技术则是指将科学研究所发现或传统经验所证明的规律转化成为各种生产工艺，作业方法，设备装置等，它解决一个如何实现的问题。技术的主要任务是为生产某种满足人类需要的产品而服务。工程是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门去而形成的各种学科的总称，其目的在于利用和改造自然来为人类服务。（2）土木工程的知识、能力和素质要求我国高等土木工程专业的培养目标是：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，具有创新精神的高级工程科学技术人才，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。在土木工程学科的系统学习中，实践经验中得出以下几点值得重视：①自主学习能力；②综合解决问题的能力；③争强、创新能力；④协调、管理能力。（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。二、自测练习题（一）判断与改错题1、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。2、信息和智能化技术将逐渐退出土木工程。3、为了解决城市水资源供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。4、工程的主要任务是为生产某种满足人类需要的产品而服务。5、技术的主要任务是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决一个为什么的问题。（二）名词解释题1、土木工程；2、基本建设；3、信息化施工；4、可持续发展。（三）单项选择题1、是建造各类工程设施的科学技术的总称。A、土木工程；B、基本建设；C、信息化施工；D、可持续发展。2、是关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统的知识。A、教学；B、科学；C、技术；D、工程。3、则是指将科学研究所发现或传统经验所证明的规律转化成为各种生产工艺，作业方法，设备装置等，它解决一个如何实现的问题。A、理论；B、科学；C、技术；D、工程。4、是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门去而形成的各种学科的总称，A、规范；B、科学；C、技术；D、工程。5、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”。A、土木工程；B、基本建设；C、信息化施工；D、可持续发展。6、向轻质、高强、多功能化发展。A、工程材料；B、土木工程；C、技术；D、设计。7、其目的在于利用和改造自然来为人类服务。A、设计；B、科学；C、技术；D、工程。8、用土木工程分析的仿真系统的技术指导设计可大大提高工程结构的。A、可靠性；B、真实性；C、观赏性；D、实用性。9、应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。A、智能化建筑；B、信息化施工；C、仿真系统；D、智能化交通。（四）多项选择题1、在土木工程学科的系统学习中，实践经验中得出以下几点值得重视：。A、自主学习能力；B、综合解决问题的能力；C、争强、创新能力；D、协调、管理能力。2、现代土木工程的特点有。A、功能要求多样化；B、城市建设立体化；C、交通工程快速化；D、工程设施大型化。3、土木工程的发展经历的阶段。A、古代；B、近代；C、现代；D、未来。4、在建设与使用土木工程过程中与有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。A、能源消耗；B、资源利用；C、环境保护；D、生态平衡。5、信息包括等。A、计算机；B、通讯；C、网络；D、科技。（五）简答题1、土木工程目前面临的形势是什么？2、什么是“土木工程”？3、土木工程的范围包括哪些内容？4、简述土木工程概论课程的任务？（六）辨析题1、在建设与使用土木工程过程中，应充分满足建筑功能完备，与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡没有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响不大。2、将信息、计算机、智能化技术用于土木工程将是今后发展的重要方向。（七）论述题1、试述我国高等土木工程专业的培养目标是什么？2、联系实际论述土木工程发展的前景？三、自测练习题参考答案（一）判断与改错题。1、对；2、错；3、错；4、错；5、错。（二）名词解释题。略（见教材和本章学习提示）（三）单项选择题。1、A；2、B；3、C；4、D；5、D；6、A；7、D；8、A；9、D。（四）多项选择题。1、ABCD；2、ABCD；3、ABC；4、ABCD；5、ABC。（五）简答题。略（见教材和本章学习提示）（六）辨析题。1、错。理由：在建设与使用土木工程过程中与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。2、对。将信息、计算机、智能化技术等高新技术用于土木工程将是今后相当长时间内的重要发展方向。（七）论述题。略（见教材和本章学习提示）第2章工程材料与制品一、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。（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。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。（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。2、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。3、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。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，此时称为水泥的终凝；水泥浆体由初凝到终凝的过程称为