1土木工程概论讲义杨树森2土木工程概论第一章绪论一、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，它既指工程建设对象，即建在地上、地下和水中的各种设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘察设计、施工、保养、维修等技术。2 基本建设：国家将工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送、输变电等工程建设称为基本建设。3.信息化管理：在基本建设管理过程中所涉及的勘察设计、施工、保养、维修等技术广泛运用计算机信息技术，对质量（原材料、设计、施工） 、进度（工期、人员和机械调配）、造价（人工、材料、机械）和资金成本运作等信息进行收集、储存、处理和交流，并加以科学地综合利用，为基本建设管理及时、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求的发展构成危害。3（二）基本知识和基本概念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”专业的学生主要学习哪些知识、掌握哪些基本技能、具备哪些能力？怎样才能学好“土木工程”？回答这些问题就是本课程的基本任务。土木工程的内容非常广泛，它和人民群众的日常生活密切相关，在国民经济建设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、港口工程、码头工程等。2.土木工程需要解决的问题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。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。第三个问题是要充分发挥材料的作用。因为材料问题是建造土木工程的根本条件； 从古到今，任何土木工程都是由工程材料如土、石、砖、混凝土、钢材、木材、合金材料、工程塑料等按稳定的几何形状和尺寸堆砌建造起来的。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。3.土木工程发展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： 功能要求多样化；城市建设立体化；交通工程快速化；工程建设大型化4.土木工程的未来土木工程目前面临的形势信息（计算机、通讯、网络）工业的迅猛发展航空、航天等高科技事业的发展地球上居住人口激增，而地球上的土地资源有限，并且因过度开发和消耗而日益枯竭生态环境受到严重破坏、随着工业的发展、技术的进步，而人类的生存环境日益恶化。(1)大工程项目陆续兴建为了解决城市土地供求矛盾，城市建设向高、深方向发展目前高速公路、高速铁路的建设仍呈高速发展趋势在航空港及海港、内河码头的建设将进入较快开发建设时期(2)土木工程将向天空、海洋、荒漠和地下开拓(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 传统材料的改性化学合成材料的运用）(4)设计方法精确化、设计工艺自动化(5)信息和智能化技术全面引入土木工程，将信息、计算机、智能化风格新技术运用于土木工程，将是今后相当长时间的重要发展方向。信息化管理信息化管理可通过网络与其他国家和对其的工程管理数据库类型，在遇到新的疑难问题时可以及时查询解决。信息化管理可以大幅度提高效率和保证土木工程全过程管理的质4量，减少工程事故、有效控制成本、实现管理现代化。智能化建筑智能化建筑的要求：一是房屋设备有先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效。二是安装对居住者的自动化服务系统。智能化交通智能化交通一般包括：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 E 公共交通系统等，它具有信息收集、快速处理，优化决策、大型可视化系统。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安全性和可靠性(6)土木工程的可持续发展在建设和使用土木工程过程中，与能源消耗、资源利用、环境保护、生态平衡有密切的关系，对贯彻落实“可持续发展”原则影响很大5.土木工程的信息建议(1)理清科学、技术与工程的关系科学是关于事物发展基本原理和规律的有组织、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，解决为什么的问题。技术是将科学研究发现或传统经验所证明的规律转化成各种工艺、操作方法、设备等，主要任务是为生产某种满足人类需要的产品服务。解决怎么做的问题。工程是自然科学或各种专门技术运用到生产部门而形成的各种科学的总称，主要任务是利用和改造自然资源来为人类服务。(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：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，获得土木工程师基本训练，具有创新精神的高级科学技术人才，毕业后能从事土木工程咨询、设计、施工和管理工作，具有初步的工程规划与研发的能力。在土木工程学科的系统学习中，根据实践经验总结出以下方法：自主学习能力综合解决问题能力增强创新能力协调管理能力（三）本章节的学习重点和难点1.基本概念2.土木工程发展史3.土木工程的未来二、练习题(一)判断与改错题1.土木工程的内容非常广泛， ，它和人民群众的日常生活密切相关，在国民经济建设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.为解决城市水源供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。4.土木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.工程技术的主要任务是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决为什么的问题。（二）名词解释1.土木工程 2.基本建设 3.信息化管理 4.可持续发展（三）单项选择题51.（）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.信息化管理 D.可持续发展2.（）是关于事物发展基本原理和规律的有组织、有系统的知识。A.教学 B.科学 C.技术 D.工程3.（） 是将科学研究发现或传统经验所证明的规律转化成各种工艺、操作方法、设备装置等，解决怎么做的问题A.理论 B.科学 C.技术 D.思想4.（）是自然科学或各种专门技术运用到生产部门而形成的各种科学的总称。A.理论 B.科学 C.工程 D.规范5.（）是指既满足当代人的需要、又不对后代人满足其需求的发展构成危害。A.土木工程 B.基本建设 C.生态平衡 D.可持续发展6.（）将向轻质、高强、多功能化发展。A.土木工程 B.基本建设 C.工程材料 D.工程技术7.（）主要目的是利用和改造自然资源来为人类服务。A.设计 B.科学 C.工程 D.研究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.通用性 D.规范性9.（）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.信息化管理 C.智能化交通 D.信息化仿真系统（四）多项选择题1.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.工程建设大型化2.在土木工程学习中，实践经验总结出的方法有（） 。A.自主学习能力 B.综合解决问题能力 C.增强创新能力 D.协调管理能力3.土木工程的发展经历了（）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，对贯彻落实“科学发展观”原则影响较大。6A.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.网络 C.通讯 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主要任务。（六）辨析题1. 在建设和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、生态平衡没有关系，对贯彻落实“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。3.三、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：略（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（六）辨析题1.错。理由：1. 在建设和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，对贯彻落实“可持续发展”原则影响较大。2.对。理由：将信息、计算机、智能化等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：略第二章 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、7隧道等）都是用相应的材料，按一定的要求建造成的，土木工程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）形成的，粒径在 5mm 以下的岩石颗粒，统称为天然砂。3.硅酸盐水泥：根据国家标准（GB175-92 ）规定，凡由硅酸盐熟料，05% 石灰石或粒料高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶泥材料，称为硅酸盐水泥。4.绿色建材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物和农作物秸秆和废渣，生产无毒、无害、无污染、无放射性，有利于环保和人体健康的建筑材料。（二）基本知识和基本理论材料分类：一般分为金属材料和非金属材料两大类。按功能分为结构材料（承受荷载作用材料）和功能材料（具有专门功能的材料） 。按用途分为建筑结构材料、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运用，主要从三个方面去认识：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.专、瓦、砂、石、灰专、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）转砖石一种常用的砌筑材料，广泛运用于墙体、基础、柱的砌体工程。按生产工艺服务烧结砖和非烧结砖。按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、矿渣砖、灰渣砖等。按有无空洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。(2)瓦瓦是屋面材料。瓦的种类较多，按所用材料分为：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。按形状分为平瓦和波形瓦两类。(3)砂砂是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。按潺产源天然砂分为河砂、海砂和山砂。（4）石凡采自天然岩石，经过加工或未加工的石材、统称为天然石材。包括毛石、料石、饰面石材、色石渣、石子和卵石（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的机械强度的物质，统称为胶凝材料。胶凝材料分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两类。无机胶凝材料按其硬化条件分为气硬性和水硬性两种。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.木材木材具有很多优点，如轻质高强、易于加工、较高的弹性和韧性、能承受冲击和振动荷载、导电和导热性能低、木纹美丽、装饰性好等。缺点是构造不均匀，各向异性、易吸湿吸水、遇水膨胀性大、干缩变形大、易燃、易腐等