主干课3土木工程概论.docx
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主干课3土木工程概论
土木工程概论复习大纲
一、课程在本专业教学计划中的地位作用：
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。
二、课程的教学目的和要求：
通过该课程的学习，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。
本课程要求学生对土木工程有大概的认识与了解，对于常用的施工方法，设计理念有所熟悉，对于未来有志于从事土木工程设计、施工、监理等行业的同学，应通过本课程的学习着重培养：
自主学习的能力；综合解决问题的能力；争强、创新的能力；协调管理的能力。
为以后的职业打下良好的基础。
三、课程考核方式和题型设置：
本课程的考试试卷总分为100分，采用开卷考试的形式，卷面得分达到60分即为合格。
按照本课程教学实施计划的要求，试卷中各种题目分值分别为判断题20分（10个*2分），不定项选择题30分（15个*2分），名词解释题30分（3个*10分），论述题20分（1个*20分）。
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。
本课程学习考试的试卷题型包括判断题、不定项选择题、名词解释题和论述题。
判断题，要求学员对题目所给的一个陈述中辨别对错，考察的知识点一般都是概念性的，非对即错。
因而题目相对较容易，涵盖范围也较广。
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。
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。
四、课程知识要点：
第一章 绪论
重点内容
（一）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。
（二）土木工程的未来：
①信息化施工； ②智能化建筑； ③智能化交通； ④土木工程分析的仿真系统
（三）土木工程的学习建议：
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。
第二章 土木工程材料
重点内容
（一）砖、瓦、砂、石、灰：
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。
（二）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。
（三）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。
（四）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。
（五）混凝土：
混凝土（简写为砼）是当代最主要的土木工程材料之一。
它是由胶结材料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。
混凝工具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使用范围十分广泛。
（六） 其他材料：
1.沥青、沥青制品与其他防水材料；2.玻璃、陶瓷制品；3.塑料与塑料制品；4.绝热材料；5.吸声材料；6.装饰材料；7.新型复合板材；8.绿色建材。
第三章 基础工程
重点内容
（一）工程地质勘察：
工程地质勘察的目的主要是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区作出工程地质评价。
工程地质勘察可分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。
（二）浅基础：
通常把位于天然地基上、埋置深度小于5 m的一般基础（柱基或墙基）以及埋置深度虽超过5 m，但小于基础宽度的大尺寸基础（如箱形基础），统称为天然地基上的浅基础。
（三）深基础：
位于地基深处承载力较高的土层上，埋置深度大于5 m或大于基础宽度的基础，称为深基础。
深基础有桩基础、沉井基础、地下连续墙和墩基础四种常用类型。
（四）减少不均匀沉降的措施：
当遇到地基不均匀、建筑物平面形状复杂、高差悬殊等情况时，在建筑物的特定部位设置沉降缝；还应合理安排建筑物间的距离；尽可能采用轻型结构以减轻建筑物的自重；在砌体结构中设置圈梁以增强结构整体性；合理安排施工顺序和采用合理的施工方法等。
（五）地基处理：
地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。
地基处理的目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件，这些措施包括：
A、改善剪切特性；B、改善压缩特性；C、改善透水特性；D、改善动力特性；E、改善特殊土不良地基的特性
第四章 建筑工程
重点内容
（一）基本构件：
建筑的基本构件可分为板、梁、柱、拱等。
（二）单层建筑与多层建筑：
1.一般单层建筑：
一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。
2.大跨度结构：
大跨度结构常用于展览馆、体育馆、飞机机库等，其结构体系有网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等。
3.多层建筑：
多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。
我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑，
（三）高层建筑与超高层建筑：
8层及8层以上者称为高层建筑。
高层结构的主要结构形式有：
框架结构，框架—剪力墙结构，剪力墙结构，框支剪力墙结构，筒体结构等。
（四）特种结构：
特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。
第五章 交通工程
重点内容
（一）道路工程：
道路是一种带状的三维空间人工构筑物，它包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等工程实体。
道路的设计一般从几何和结构两大方面进行。
（二）铁路工程：
铁路运输是现代化运输体系之一，也是国家的运输命脉之一。
铁路运输的最大优点是运输能力大、安全可靠、速度较快、成本较低、对环境的污染较小，基本不受气象及气候的影响，能源消耗远低于航空和公路运输，是现代化运输体系中的主干力量。
（三）飞机场工程：
机场向大型化和现代化迈进的主要特点为：
1.飞行区不断扩大和完善，可以保证运输机在各种气象条件下都能安全起飞、着陆。
2.航站楼日益增大和现代化，可以保证大量旅客迅速出入。
3.机场设施日益完善，机场内有宾馆、餐厅、邮局、银行、各种商店，旅客在机场内就像在城市一样方便。
4.机场距城市有一定距离，有先进的客运手段与城市联系。
（四）隧道工程：
隧道是修筑在地面下的通路或空间，但孔径太小，属于所谓管道范畴的除外。
包括：
公路隧道、铁路隧道、水底隧道。
第六章 桥梁工程
重点内容
（一）桥梁的分类：
桥梁工程按照其受力特点和结构体系分为：
梁式桥、拱式桥、刚架桥、吊桥、组合体系桥等。
按用途分类为：
公路桥，铁路桥，公路铁路两用桥，农用桥，人行桥，运水桥（渡槽）和专用桥梁（如管路电缆等）。
按照桥梁全长和跨径的不同分为：
特大桥、大桥、中桥、小桥。
按照桥梁主要承重结构所用材料分为：
圬工桥（包括砖、石、混凝土桥），钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，钢桥和木桥等。
按照跨越障碍的性质分为：
跨河桥，跨线桥（立体交叉），高架桥和栈桥等。
按照上部结构的行车道位置分为：
上承载式桥，下承载式桥和中承载式桥。
（二）桥梁工程的总体规划和设计要点：
1.桥梁总体规划的任务和重点：
我国现今一般有初步设计阶段、施工图阶段两阶段设计。
桥梁总体规划的基本内容包括：
桥位选定，桥梁总跨径及分孔方案的确定，选定桥型，决定桥梁的纵、横断面布置等。
桥梁总体规划一般需考虑各项要求为：
①使用上的要求；②经济上的要求；③结构上的要求；④美观上的要求。
2.桥梁工程设计要点：
①选择桥位；②确定桥梁总跨径与分孔数；③桥梁的纵横断面布置；④公路桥型的选择。
（三）桥跨结构：
桥跨结构形式，是指采用何种结构形式的桥型。
一般有：
梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥等。
（四）桥墩与桥台：
桥梁的支承结构为桥墩与桥台。
桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。
桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩都是由台（墩）帽、台（墩）身和基础组成。
（五）5、桥梁基础：
桥梁的基础承担着桥墩、桥跨结构（桥身）的全部重量以及桥上的可变荷载。
桥梁基础的类型有刚性扩大基础、桩基础和沉井基础等。
在特殊情况下，也用气压沉箱基础。
第七章港口工程
重点内容：
（一）港口的分类：
1.按所在位置分：
海岸港、河口港和内河港。
（海岸港和河口港统称为海港。
）2.按用途分：
商港、军港、渔港、工业港和避风港。
3.按成因分：
天然港和人工港。
4.按港口水域在寒冷季节是否冻结：
冻港和不冻港。
5.按对进口的外国货物是否办理报关手续：
报关港和自由港。
（二）港口的组成：
港口由水域和陆域两大部分组成。
水域包括进港航道、港池和锚地。
天然掩护条件较差的海港须建造防波堤。
港口陆域岸边建有码头，岸上设港口仓库、堆场、港区铁路和道路，并配有装卸和运输机械，以及其他各种辅助设施和生活设施。
（三）码头的形式：
1.按其前沿横断面外形分：
直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式。
2.按结构形式分：
重力式、板桩式、高桩式、混合式。
3.根据挡土结构分：
岸壁式和透空式。
（四）防波堤的类型：
1.斜坡式防波堤；2.直立式防波堤；3.混合式防波堤；4.透空式防波堤；5.浮式防波堤；6.喷气消波设备。
第八章地下工程
重点内容
（一）地下工程按作用可分为：
1.地下工业建筑；2.地下仓储建筑；3.地下民用建筑；4.人防工程。
（二）地下工业建筑主要包括：
1.地下水电站；2.地下核电站；3.地下工厂。
（三）地下工厂有如下优点：
1.缩短生产工艺流程；2.减少噪音；3.恒温、恒湿；4.避免破坏景观。
（四）人防工程：
也叫人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救助而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。
第九章水利水电工程
重点内容
（一）农田水利工程：
灌溉与排水、取水工程、灌溉泵站与排水泵站、渠道工程与渠系建筑物。
（二）水电站的主要类型：
1.坝式水电站：
A、河床式水电站；B、坝后式水电站；C、溢流式水电站。
2.引水式水电站；3.抽水蓄能电站；4.潮汐电站。
（三）水电站建筑物的分类（按作用分）：
挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物和发电、变电和配电建筑物。
第十章给排水工程
重点内容
（一）城市给水系统的组成：
1.取水工程；2.净水工程；3.加压设备；4.输、配水工程；5.调节设施。
（二）城市排水的结构包括：
主体是管道和渠道，管段之间由附属构筑物（检查井、其他窨井和倒虹管）连接，有时还需设置泵站以连接低管段和高管段，最后是出水口。
第十一章土木工程施工
重点内容
（一）基础工程施工：
基础工程主要包括土石方工程和建筑物、构筑物底部的基础工程。
土石方工程简称为土方工程，常见的土方工程有场地平整、基坑（槽）及管沟开挖、地坪填土、路基填筑、隧道开通及基坑回填等。
（二）结构工程施工：
结构工程主要包括砌筑工程、钢筋混凝土工程、结构安装工程等。
（三）施工组织设计：
施工组织设计的内容，要结合工程对象的实际，一般包括以下基本内容：
1.工程概况；2.施工方案选择；3.施工进度计划；4.施工平面图；5.主要技术经济指标；6.质量、安全保证体系。
（四）坑槽土方施工：
1.基坑（槽）土方施工中，将坑（槽）挖成上口大、下口小、有一定坡度的形状，靠土的自稳保证土壁稳定的方法称为放坡。
放坡开挖往往比较经济，在场地狭小地段不允许放坡时，一般可采用支撑护坡。
2.基坑排水与降水：
在地下水位以下开挖基坑（槽）时，要排除地下水和基坑中的积水，使土体干燥，便于开挖。
一般工程的土方施工中，多采用明沟集水井抽水、井点降水或两者相结合的办法排除地下水。
3.基础土方的开挖：
基础土方的开挖分为两类，人工挖方和机械挖方。
土方机械常用的有推土机、铲运机、挖掘机等。
（五）路基工程与软土地基施工：
1.路基工程：
路基是公路与铁路工程的基础，路基按填挖方式不同分为路基、路堑和填挖结合三种类型。
路堤是指全部用岩土填筑而成的路基，路堑是指全部在原地面开挖而成的路基，当需一侧开挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基。
2.软土地基：
所谓软土，从广义上说，就是强度低、压缩性高的软弱土层。
软土地基加固的方法很多，比如可采用塑料排水板。
塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。
其余还有换填土、砂井、生石灰桩、粉喷桩、旋喷桩、挤实砂桩等加固施工方法。
（六）深基础施工：
包括桩基础、墩基础、沉井基础和地下连续墙。
（七）钢筋混凝土工程施工：
1.钢筋工程：
混凝土构件中布置钢筋可以加强构件的强度，防止构件的裂缝展开。
钢筋工程主要包括：
钢筋的进场检验、加工、成型和绑扎安装，以及钢筋的冷加工和连接等施工过程。
2.模板工程：
在结构工程施工中，刚从搅拌机中拌和出的混凝土呈流动态，需要浇筑在与构件形状尺寸相同的模型内凝结硬化，才能形成所需要的结构构件。
模板是使新浇筑混凝土成型并养护，使之达到一定强度以承受自重的临时性结构并能拆除的模型板。
3.混凝土工程施工：
混凝土工程包括制备、运输、浇筑、养护等施工过程，这些施工过程既相互联系又相互影响。
任何一个过程施工不当，都会影响工程的最终质量。
（八）预应力混凝土工程施工：
1.先张法施工：
先张法是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力筋，将其临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土构件，待混凝土达到一定强度（一般不低于混凝土强度标准值的75%），预应力筋与混凝土间有足够的粘结力时，放松预应力，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋间的粘结，对混凝土产生预压应力。
先张法多用于预制构件厂生产定型的中小型构件。
2.后张法施工：
构件或块体制作时，在放置预应力筋的部位预先留有孔道，待混凝土达到规定强度后，孔道内穿入预应力筋，并用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制应力，然后借助锚具将预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆（亦有不灌浆者），这种施工方法称为后张法。
后张法宜用于现场生产大型预应力构件、特种结构和构筑物，亦可作为一种预制构件的拼装手段。
（九）地下长距离管沟、隧道施工技术：
包括盾构法、顶管法施工技术、沉管法施工技术、冻结法施工。
第十二章建设项目管理
重点内容
（一）工程项目管理：
1.以工程建设作为基本任务的项目管理的核心内容可概括为“三控制、二管理、一协调”，即进度控制、质量控制、费用控制，合同管理、信息管理和组织协调。
2.现代化的项目管理具有如下特点：
①项目管理理论、方法、手段的科学化；②项目管理的社会化和专业化；③项目管理的标准化和规范化；④项目管理国际化。
（二）工程项目招投标：
招标：
项目建设单位（业主）将建设项目的内容和要求以文件形式标明，招引项目承包单位（承包商）来报价（投标），经比较选择理想承包单位并达成协议的活动。
投标：
承包商向招标单位提出承包工程项目的价格和条件，供招标单位选择以获得承包权的活动。
（三）土木工程的承发包：
业主作为土木产品的所有者向设计单位或施工单位发包，而设计单位或施工单位则作为土木工程产品的生产者向业主承包，并在经济上直接对业主负责。
招投标是实现工程承发包的主要途径。
常见的承发包方式有很多，包括平行承发包、总分包、施工联合体、施工合作体、工程项目总承包、BOT方式。
施工项目总承包：
若业主把一个项目的全部设计任务和全部施工任务一次性发包给一个单位，这种方式称为工程项目总承包，实际中简称为总承包。
BOT方式：
BOT方式与其他承发包方式的根本区别，在于建设项目是由承包商和银行投资团体负责筹措资金、组织实施以及经营管理。
这种方式的实质，是将国家的基础建设和经营管理权在一定时期内私有化。
在到达特许经营期限时，该财团应当把该项目无偿地转交给政府经营管理，从而完成“建设-经营-转让”的全过程。
第十三章土木工程防灾与减灾
重点内容
（一）工程抗震的方法：
重新修订各地区的抗震设防烈度，明确提出抗震设防目标，提高工程抗震设计和检验的标准；大力研究及应用隔震及耗能减震技术，设置地震力隔离结构、效能部件或附加子结构以达到有效防震的目的。
（二）抵御风灾的方法主要集中在有效预报方面，通过卫星、雷达等先进监测设备可以提高对台风、龙卷风的及时、准确的预报能力，从而使人们能够躲避风灾带来的可能伤害。
（三）地质灾害主要包括滑坡、泥石流和土壤液化。
滑坡和泥石流的形成原因是山体的整体性和稳定性较差，同时山体浅层中粘土等细粒颗粒较丰富，在暴雨侵蚀下粘土层抗剪强度降低，在上部土体的重力作用下形成滑层。
滑坡的防治有三种方法：
卯杆加固法、建立护坡或挡土墙、降低坡度法。
土壤液化是指含水率较高、沙土含量较大的土壤在遭受地震时发生的一种土壤喷沙冒水现象。
其原理是地震作用下土壤中孔隙水达到了饱和水压力，土壤抗剪强度为零。
防治土壤液化的方法主要有两种：
①在液化区的地下结构打入密集短桩，以降低液化土壤的流动性；②给通过液化区的埋地管线穿一个大的混凝土方形套管，避免管线上浮或被液化土壤裹挟。
第十四章数字化技术在土木工程中的应用
重点内容
PKPMCAD系统；PK、PMCAD软件；专家系统的基本概念。
第十五章土木工程师设计方法
重点内容
了解结构设计的一般理论与方法；极限设计方法的类型和概念。
五、试题举例
一、判断题
1、软弱地基是指由高压缩性土层构成的地基。
（ ）
二、不定项选择题
1、项目招标方式主要有（）。
A．公开招标B.邀请招标
C.协商议标D.秘密招标
三、名词解释
1、沉降缝
四、论述题
简述大跨度结构目前在我国的发展并结合2008年奥运会举例说明奥运工程的特点。
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