土木工程概论

一、“土木工程概论” 目的是：

1、使学生认识土木工程的地位和作用；

2、了解土木工程专业的培养目标和教学内容； 3、树立正确的学习观和工程意识；

4、激发自己的学习浅能，打下良好的思想和方法基础。 二、定义：

土木工程(Civil Engineering)：是建造各类工程设施的科学技术的总称。包括

1、工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施（如建筑工程、公路与城市道路工程、

铁路工程、桥梁工程、隧道工程等）；

2、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。 三、土木工程需要解决的问题：

1、 土木工程表现为形成人类活动所需要的，功能良好和舒适美观的空间和通道，既有物质方面的需要，又有精神方面的需要。——土木工程的根本目的和出发点

2、 表现为能够抵御自然或人为的作用力，如地球引力、风力、气温和地震作用、振动、爆炸等。——土木工程存在的根本原因

3、表现为充分发挥所采用材料的作用，如石、砖、混凝土、钢材、木材、合金材料等。——材料是建造土木工程的根本条件

4、表现为怎样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、物力和财力，把社会所需要的工程设施建造成功，付诸使用。——土木工程的最终归宿

为解决上述问题所进行的土木工程活动包括：

1、技术方面：勘查、测量、设计、施工等；

2、管理方面：制定和法规、项目管理、施工组织等。

四、土木工程的基本属性：

1、社会性：土木工程随社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展；

2、综合性：土木工程是运用多种工程技术，进行勘测、设计、施工工作的成果；

3、实践性：由于各种影响土木工程的因素众多且错综复杂，使得土木工程对实践的依赖性很强； 4、技术、经济和艺术统一性：土木工程是为人类需要服务的，它必然是每个历史时期技术、经济、艺术统一的见证。

发展土木工程的根本因素是培养大批掌握土木工程科学技术，懂得土木工程基本属性，具有能

解决上述问题的人才。土木工程专业就是为培养这类人才所设置的学业门类。

第一章 综 述

§1.1历史简述

土木工程的发展经历了三个阶段：古代、近代、现代 一、古代土木工程 （一）历史跨度

公元前5000年～17世纪中叶

（二）古代土木工程的主要结构形式 木结构、石结构、砖结构

（三）典型工程

水利方面：夏禹治水；秦朝李冰兴办了许多水利工程，其中以都江堰最为著名；后我国大量

兴修水利，拥有众多大、中、小型水库。

桥梁结构：最早为行人的石板桥和木梁桥，这是最简单、古老的桥梁形式。后来逐步发展为石拱桥。 道路方面：我国战国时期已有邮驿，为驿马通行而开辟的驿道，可见我国大规模人工修建道路是很早的。

水路方面：运河为人工开挖的水道，用以沟通不同的河流、水系和海洋，连接重要城镇和矿区。在春秋战国末，吴国所开的鸿沟，是我国人工开凿的古老的运河。

材料发展方面：最早的石墙用垒石构成，后来用黏土泥浆砌筑，再后来，在泥浆中加入切短的稻草，以提高抗拉强度。石灰发明后，用它砌筑砖墙。

（四）特征

1、所用的材料最早只是当地的天然材料，如泥土、砾石、树干、茅草等。后来发展了土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅及混合材料如混合土等。

2、工艺技术，最早只是利用石斧、石刀等简单工具，后来发展了斧、凿、钻、锯、铲等青铜和铁质工具，兴起了窑制和煅烧加工技术。

3、分工也日益细致，有木工、瓦工、泥工、土工、窑工、石工、彩画工等。 4、土木工程缺乏理论上的依据和指导。有代表性的为公元前5世纪的《考工记》，北宋李诫的《营造法式》，意大利文艺复兴时代贝蒂著的《论建筑》等。

二、近代土木工程 （一）时间跨度

17世纪中叶——第二次世界大战前后（20世纪中叶） （二）主要特征：

有力学和结构理论作为指导；砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用，混凝土、钢材、钢筋混凝土及早期的预应力混凝土得到发展；施工技术进步很大，建造速度大大加快。 （三）有重大意义的事件 1、理论发展

1）1683年意大利学者伽利略发表了“关于两门新科学的对话和数学证明”，论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首次用公式表达了梁的设计理论；

2）1687年牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析的基础；

3）瑞士数学家欧拉1744年出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论，得到了计算柱的临界受压力的公式，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础；

4）1825年法国的纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法，19世纪末里特尔等人提出极限平衡的概念，为土木工程的结构理论分析打下了基础。 2、材料发展

1）1824年英国人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，1850年开始生产。这是形成混凝土的主要材料，使得混凝土在土木工程中得到广泛应用。后来，在20世纪初，有人发表了水灰比等学说，才初步奠定了混凝土强度的理论基础。

2）1859年发明了贝赛麦转炉炼钢法，使得钢材得以大量生产，并能愈来愈多地应用于土木工程。 3）1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆，并把这种方法推广到工程中，建造了一座蓄水池，这是应用钢筋混凝土的开端。1875年，他主持建造了第一座长16m的钢筋混凝土桥。

4）1886年美国人杰克逊首先应用预应力混凝土制作建筑配件，后又用它制作楼板。1930年法国工程师弗涅希内将高强度钢丝用于预应力混凝土，克服了因混凝土徐变造成所施加的预应力完全丧失的问题。于是，预应力混凝土在土木工程中得到广泛应用。 （四）近代土木工程经典案例

1、1883年美国在芝加哥由称为“摩天楼之父”的詹莱(W.B.Jenney)建造的11层住宅保险大楼，是世界上最先用铁框架（部分钢梁）承受全部大楼里的重力，外墙仅为自承重墙的高层建筑。

2、18年法国在巴黎建成高300m的艾菲尔铁塔，使用钢约8000t。

它们是近代高层建筑结构的萌芽。此外，由奥蒂斯（E.Otis）在19世纪50年代初期发明的安全升降机也使高层建筑成为可能；它最先采用的是蒸汽动力升降机，直到1857年在纽约才安装了第一台乘人用的电梯。

3、1825年英国人斯蒂芬森在英格兰北部斯托克顿和达灵顿之间修筑了世界第一条长21km的铁路； 4、1863年英国在伦敦建成了世界第一条地下铁道。

5、1779年英国用铸铁建成跨度为30.5m的拱桥；1826年英国用锻铁建成第一座跨度为177m的悬索桥；10年英国建成两孔主跨达521m的悬臂式桁架梁桥。

6、在水利建设方面宏伟的成就是两条大运河的建成通航：1869年开凿成功的苏伊士运河和1914年建成的巴拿马运河，在全球运输中发挥了巨大作用。

7、1931～1942年，德国率先修筑了长达3860km的高速公路网。

8、1906年美国旧金山大地震，1923年日本关东大地震，这些自然灾害推动了结构动力学和工程抗震技术的发展。

三、现代土木工程（第二次世界大战结束～现在） （1）功能要求多样化

土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合，如

1、公共建筑和住宅建筑物要求建筑、结构、给排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备结

合成整体；

2、工业建筑物要求恒温、恒湿、防辐射、防腐蚀、防火、防爆、除尘、耐高（低）温等，并向大跨

度、超重型、灵活空间方向发展；

3、发展高技术和新技术对土木工程提出高标准要求，如核工业需要建造安全度极高的核反应堆和核

电站、发展海洋采、炼、贮油事业要求建造多功能的海洋工程（海上钻井平台、海上炼油厂、海底油库）等。

（2）城市建设立体化

20世纪中叶以来，城市建设有以下趋势：

1、 高层建筑的大量兴起——由于不少国家城市人口大量聚集，密度猛增，造成城市用房紧张、地

价昂贵，因此迫使建筑物向空间发展，不少国家的高层建筑几乎占整个城市建筑面积的30%~40%。 2、 地下工程的高速发展——地下铁道、地下商业街、地下停车场、地下体育馆，有些城市已形

成规模宏大的地下建筑群。

3、 城市高架公路、立交桥大量涌现——不仅缓解了城市交通的拥挤、堵塞现象，同时又为城市

建设的面貌增添了风采。

（3）交通运输高速化 标志：

1、高速公路的大规模修建

2、铁路电气化的形成和大量发展 3、长距离海底隧道的出现

（4）工程设施大型化：

为了满足能源、交通、环保及大众公共活动的需要，许多大型的土木工程陆续建成并投入使用。

由于社会发展出现了以上方面要求，必然使得构成土木工程的3个要素：材料、施工和理论也出现了新的发展趋势。

（5）建筑材料的轻质高强化

发展迅速的是普通混凝土向轻骨料混凝土、加气混凝土和高性能混凝土方向发展，使混凝土的容重由24KN/m3降至6~10KN/m3，抗压强度由20~40N/mm2提高到60~100N/mm2，其他结构性能也得到很大改善。此外，钢材也向低合金、高强度方向发展；一批轻质高强材料，如铝合金、建筑塑料、玻璃钢得到迅速发展。

（6）施工过程的工业化、装配化

在工厂里成批生产房屋、桥梁的各种构配件、组合体，再将它们运到建设现场进行拼装；各种先进的施工手段如大型吊装设备、混凝土自动搅拌输送设备、现场预制模板等得到很大发展。 （7）设计理论的精确化、科学化 表现为

• 理论分析由线性分析到非线性分析

• 由平面分析到空间分析

• 由单个分析到系统的综合整体分析 • 由静态分析到动态分析

• 由经验定值分析到随机分析（随机过程分析） • 由数值分析到模拟试验分析

• 由人工手算、人工做比较方案、人工制图到计算机辅助设计、计算机优化设计、计算机制图 四、土木工程的未来（P10） 1、土木工程目前面临的形势 2、土木工程未来发展的趋势

• 重大工程项目将陆续兴建

• 土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓

• 工程材料向轻质、高强、多功能化发展（ 传统材料的改性、化学合成材料的应用） • 设计方法精确化，设计工作自动化 • 信息和智能化技术全面引入土木工程 • 土木工程的可持续发展

§1.2 土木工程的重要性

• 人们生活离不开衣、食、住、行。

• 各种工业建设，无论性质和规模如何，首先必须兴建厂房才能投产。

可见，土木工程是社会和科技发展所需要的先行官之一；在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位。

§1.3土木工程的建设与使用 一、建设

1、初步设计：拟建工程的方案图、说明书和概算。

2、技术设计：协调编制拟建工程各自有关工种的图纸、说明书和概算。

3、施工图设计：确定全部工程的尺寸、材料、结构、构造、设备等，据此确定施工的图纸，说明书，计算书和预算。

4、施工阶段 ：作出施工组织设计，它是指导施工的技术经济文件，主要内容包括：选择适当的施工机械和施工方法；确定最合理的施工顺序和施工进度；确定劳动力、施工机械、建筑材料、构件和半成品的需要量及其来源；确定施工现场的总体布置，拟定开工前必须完成的准备工作。 建筑设计的原则是：适用、经济、在可能条件下注意美观。 二、使用 1、加固

• 由于空气中的水气和侵蚀性，将使钢结构锈蚀，因此钢结构必须在经过一定的时间后作防锈

处理，如涂刷防锈漆；木结构也需更新油漆。

• 对钢筋混凝土及预应力混凝土结构中的钢筋，在侵蚀情况下或在有水分渗入的条件下，也将

锈蚀；混凝土抗风化的能力，与其组成及水灰比等因素有关，在水灰比较大时及由于施工质量等原因，其抗风化能力也会降低；

• 对有积灰和积雪很多的建筑物，应及时扫除，以免堆积过厚而影响结构的安全，如：水泥厂

中，若不及时清除，水泥硬化，楼面荷载不断加大，会影响结构的安全。

• 在空气污染日益加剧的情况下，工程结构受腐蚀的情况更趋严重。根据资料表明，在很多发

达国家中，建筑工业总投资的40%以上用于修复和维护现结构，而不足60%用于建造新结构。

2、其他

由于交通量的增长和车辆载重量的增大，以及车速加快，许多旧桥必须加固；对旧的水坝，由于使用要求加高和加固，除需对基础进行研究外，新浇混凝土的水合热和收缩在新旧混凝土中将引起复杂的影响，必须仔细研究。

研究结构的寿命，不是消极被动的等待，而是积极主动的设法提高结构的耐久性。

第二章 土木工程材料

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）都是用材料按一定的要求打造成的，土木工程中所使用的各种材料都统称为土木工程材料。

长期以来人类一直在从事着土木工程材料的各类研究工作，并不断开发新的材料。几乎世界上的各种材料都可用作土木工程材料。

材料在土木工程中的作用：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。

2.1 传统土木工程材料

一、砖 二、瓦 三、石 四、砂 五、灰 六、木材 2.1.1 砖

砖的分类:1、标准砖 2、多孔砖 3、砌块 砖砌体：由砖和砂浆砌筑而成的整体材料。 分类:

（1）实心砖：无孔洞或孔洞率小于25%的砖称为实心砖。

（2）烧结普通砖：是以粘土为主要原料制坯干燥后烧制而成的。 它的标准尺寸为：240mm×115mm ×53mm

（3）非烧结硅酸盐砖：是以硅酸盐材料为原料制坯经高压蒸汽养护而成的。 常用的硅酸盐砖有：

以石英砂与石灰为原料的灰砂砖；

以煤灰、石灰及少量石膏为原料的粉煤灰砖； 以矿渣、石英砂及石灰为原料的矿渣硅酸盐砖等。

其尺寸与标准砖相同，强度与烧结普通砖大致相同，但耐久性较差，不宜用于潮湿、高温及有

酸性侵蚀的环境中。

（4）烧结多孔砖：是以粘土为原料，经成型、干燥和焙烧而成的，有贯穿孔洞，其孔洞率在25%以上。 特点：自重轻、节约材料、房屋使用面积增加、造价降低、热阻大于实心砖。 2.1.2 瓦

瓦是屋面材料。 2.1.3 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。 石的种类：1、毛石 2、料石 3、饰面石材 4、色石渣 2.1.4 砂

砂一般分为：天然砂和人工砂。

由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成，粒径在5 mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。 人工砂是由岩石轧碎而成，由于成本高、片状及粉状物多，一般不用。

砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之

分。 2.1.5 灰

灰是指石灰和石膏。

石灰和石膏是无机胶凝材料。

2.1.6 木材

木材的主要性质：

木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水率、热胀干缩、密度、强度(抗拉、抗压、抗弯和抗剪等四种强度)，其中抗拉、抗压、抗剪强度又有顺纹和横纹之分。顺纹和横纹强度有很大的差别。

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）。 2.2 近代土木工程材料 2.2.1 钢材

一、钢材的分类

建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。 1、型材

主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、金属门窗、钢板桩型钢等。 2、板材

主要指钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与薄板。 3、管材

主要用于桁架、塔桅等钢结构中。 4、金属制品

土木工程中主要使用的产品有钢丝、钢丝绳以及预应力钢丝及钢绞线。 二、土木工程用钢材

土木工程钢材可划分为钢结构用材和钢筋混凝土用材两大类。 1、钢结构用钢材

我国钢结构用钢材的钢类主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。主要有Q235(A3钢)、Q315(16Mn钢)

2、钢筋混凝土用钢材

钢筋混凝土用的钢材主要指钢筋。 钢 筋 Steel Reinforcement 钢筋的品种

热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋 2.2.2 水泥

1、水泥的定义

水泥是粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材的材料 。 2、水泥的定义和分类

(1)水泥按其用途及性能分为三类：

a通用水泥, b专用水泥, c特性水泥。 (2)水泥按其主要水硬性物质名称分为：

a硅酸盐水泥，b铝酸盐水泥，c硫铝酸盐水泥，d氟铝酸盐水泥，e磷酸盐水泥，f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。

2.2.3 混凝土 一、混凝土

简写砼，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土是由胶结材料，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。 二、发展历史

1824年Aspdin发明了波特兰水泥（硅酸盐水泥），以水泥作为胶凝材料的混凝土开始问世 1850年钢筋混凝土问世 1928年预应力混凝土问世 三、混凝土的种类 1、普通混凝土

(1)普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。

(2)砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩； 水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。

①水泥和砂、石的比例（按重量）称为配合比； ②水和水泥的比例（按重量）为水灰比。

③混凝土的收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。

混凝土的强度

混凝土强度等级

混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。

混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的。

混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2 。 《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。与原《规范GBJ10-》相比，混凝土强度等级范围由C60提高到C80，C50以上为高强混凝土。 2、特种混凝土

(1) 轻集料混凝土（轻质砼、轻骨料砼）、 (2) 纤维增强混凝土（简称FRC） (3) 聚合物混凝土

(4) 道路混凝土（碾压砼） (5) 自密实混凝土

3、钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土 钢筋混凝土是指配置钢筋的混凝土。

预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土。 钢筋混凝土

钢筋和混凝土能够共同工作的一个主要原因，是它们之间存在的粘结力。

粘结作用的产生主要有三方面的原因：

一、是因为混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；

二、是因为混凝土颗粒的化学作用产生的混凝土与钢筋之间的胶合力； 三、是由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。

预应力混凝土：

在构件受荷载以前预先对混凝土受拉区施加压应力的结构称为“预应力混凝土结构”。

2.3 现代土木工程材料 2.3.1 高强度混凝土 2.3.2 高性能混凝土 2.3.3 纤维混凝土 2.3.4 绿色建材

第三章基础工程

地基与基础：

将上部结构荷载传递给地基土、连接上部结构与地基土的下部结构称为基础。 地基是指承托土木工程基础的这一部分很小的场地。 3.1 工程地质勘察

一、勘察与测绘的目的 1、查明地貌和地质条件

2、对场地或建筑地段的稳定性和适宜性做出评价 3、为勘察方案的布置提供依据。

二、勘察与测绘的任务 3.2 浅基础

一、浅基础的定义

通常把位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋置深度虽超过5m，但小于基础宽度的大尺寸（如箱形基础），统称为天然地基上的浅基础。

优点：埋置深度较浅，用料较省，无需复杂的施工设备，工期短、造价低。 二、浅基础的类型

按基础刚度分类：刚性基础、扩展基础

1、刚性基础

刚性基础是由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。 2、扩展基础

当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础,亦称延性基础。 按构造分类： 1、单独基础

在建筑中，柱的基础一般都是单独基础。 亦称基础。 2、条形基础

墙的基础通常连续设置成长条形，称为条形基础。 3、筏板基础

当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力要求时，往往需要把整个房屋底面（或地下室部分）做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏板基础。

4、箱形基础

为了对筏板基础进行加强，增加基础板的刚度，以减小不均匀沉降，高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称为箱形基础。

3.3 深基础

一、深基础定义

位于地基深处承载力较高的土层上，埋置深度大于5m或大于基础宽度的基础，称为深基础。

二、深基础的类型 1、桩基础

桩基础的分类：

（1）按桩身材料分类

木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其它组合材料桩。

（2）按施工方法可分为预制桩、灌注桩两大类。 (3)按承载性状分类:端承型桩和摩擦型桩。 3.4 地基不均匀沉降 一、定义

1、一般是指同一结构体中，相邻的两个基础沉降量的差值 是反映土木工程结构地基的变形特征的重要指标；

2、差异沉降过大，就会使相应的上部结构产生额外应力 3、差异沉降将会产生裂缝，倾斜甚至破坏

二、减小地差异沉降的主要措施

1、在设计时尽量使上部荷载中心受压，均匀分布；

2、遇到高低相差悬殊或地基软硬突变时，要合理设置沉降缝；

3、增加上部结构对地基不均匀对地基协调作用。如在砌体结构中设置圈梁以增强结构得整体性； 4、合理安排施工工序和采用合理的施工方法。

3.5 地基处理

地基处理的主要目的是指提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性；降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降；防止地震时地基土的振动液化；消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。

第四章建筑工程

4.1 基本构件 一、分类

板、梁、柱、拱 4.1.1 板

定义：平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置。 4.1.2 梁

1、按截面形式分：

矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。 2、按支承方式分：

简支梁，连续梁，悬臂梁 4.1.3 柱

定义：柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。 4.1.4 拱

定义：为曲线结构，主要承受轴向压力。 4.2 单层与多层建筑 4.2.1 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。

民用单层建筑：采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。 单层工业厂房：采用钢筋混凝土或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。

4.2.2 大跨度建筑

大跨度结构是指跨度大于60m的建筑。它常用于展览馆、体育馆、飞机机库等，其结构体系有很多种，如网架结构、网壳结构、悬索结构、悬吊结构、索膜结构、充气结构、薄壳结构、应力蒙皮结构等。 1、网架结构

网架结构：由多根钢管或型钢按一定网格形式通过节点连接而成的空间结构，具有空间受力、重量轻、刚度大、整体性强、稳定性好、抗震性能好等优点。

2、网壳结构：以钢杆件组成的曲面网格结构，与网架的区别在于曲面与平面。由于本身特有的曲面而具有较大的刚度，因而有可能做成单层。

3、悬索结构：将两个以上的索网或其他悬索体系组合起来，并设置强大的拱或刚架等结构作为中间支撑，形成各种形式的组合屋盖结构。 4、悬吊结构 5、 索膜结构

6、充气结构：向玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。 7、 薄壳结构：其常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳。 4.2.3 多层建筑

我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑。常用结构形式为混合结构、框架结构。

混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。

框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。

4.3 高层与超高层建筑 高层结构的主要结构形式 1、框架结构

2、框架－剪力墙结构 3、剪力墙结构 4、框支剪力墙结构 5、筒体结构

1、 框架结构：由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。

2、 框架－剪力墙结构：剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，因其抗剪能力很强，故得此名。

3、 剪力墙结构：全部采用纵横布置的剪力墙组成，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受垂直荷载。 4、 框支剪力墙结构：适用于上部为住宅楼或办公楼，而下部开设商店。需在其交界位置设置巨型的转换大梁，将上部剪力墙的力传至下部柱子上。

5、筒体结构：筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面将受拉，而背风面将受压。

筒式结构分类：框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。

(1)框筒体系：指内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。

(2)筒中筒体系：当周边的框架柱布置较密时，可将周边框架视为外筒，而将内芯的剪力墙视为内筒，则构成筒中筒体系。

(3)桁架筒体系：在筒体结构中，增加斜撑来抵抗水平荷载，以进一步提高结构承受水平荷载的

能力，增加体系的刚度。这种结构体系称为桁架筒体系。

(4)成束筒体系：成束筒体系是由多个筒体组成的筒体结构。最典型的成束筒体系的建筑应为美

国芝加哥的西尔斯塔楼（1974）。 4.4 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。 一、烟囱：工业中常用的构筑物。分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢烟囱三类。

二、水塔：是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。由水箱、塔身和基础三部分组成。 三、水池 四、筒仓 五、核电站

六、电视塔：一般为筒体悬臂结构或空间框架结构，由塔基、塔座、塔身、塔楼及桅杆等5部分组成。 七、纪念碑：是一种纪念性的建筑物，用于纪念重大历史事件，或重要历史人物，也可作为城市的标志性建筑。

第五章交通土建工程

5.1 道路工程

道路：是一种带状的三维空间人工构造物，包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等工程实体。是对所有各种公路或干线的统称。

设计从几何和结构方面进行研究，要求用最小的投资，使得道路在自然力及车辆荷载的共同作用下，在使用期限内保持良好状态，满足使用要求。 5.1.1 道路工程的基本体系组成

（1）公路的技术标准：几何标准、载重标准、建筑界限标准、交通工程沿线设施标准 （2）城市道路的分类：快速道、主干道、次干道、支路

（3）城市道路的设计年限：快速道20年、次干道15年、支路10年

（4）通行能力：指一条道路在单位时间内，道路与交通正常条件下，保持一定速度安全行驶时，可通过的最大车辆数。

5.1.2 公路建设

公路是设置在大地表面供各种车辆行驶的一种带状结构物。主要由几何（或线形）和结构组成。 一、公路的线形组成

路线方案是路线设计最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否能起到应有的作用，是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。

1、路线平面和纵面均由直线和曲线组成。

2、公路中线在水平面上的投影为平面线形，主要内容：P88

3、公路中线的竖向剖面图为路线纵断面图，反映了路中线地面起伏和设计路线的坡度情况。 4、公路的横断面是公路中心线的法线方向切面，主要由行车部分、路肩、边沟等组成。 5、道路交叉分为平面交叉和立体交叉两种。

二、公路的结构建设 1、公路的路基建设

路基：由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑成带状土工结构物，必须具有一定的力学强度和稳定性，又要经济合理，以保证行车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。

1、路基高度由路线纵断面设计确定；

2、路基宽度根据设计交通量和公路等级而定； 3、路基边坡由路基整体稳定性的要求而定。

2、路面结构图

公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构物，以供汽车安全、迅速和舒适地行驶。 路面按力学性质分为：

柔性路面：主要有碎石路面和各种沥青路面，它的刚度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形

较大，路面弹性较好，无接缝，行车舒适性好。

刚性路面：指水泥混凝土路面，一般强度高，刚性大，板体性好，在车轮的作用下路面的变

形较小。

5.1.3 高速公路 定义:

具有四条以上车道，路设有隔离带，分隔双向车辆行驶，互不干扰，全封闭，全立交，控制出入口，严禁产生横向干扰，为汽车专用，设有自动化监控系统，以及沿线设有必要服务设施的道路。

1、线形设计标准

（1）最小平曲线半径及超高横坡 （2）最大纵坡和竖曲线 （3）线形要求 （4）横断面

2、高速公路沿线设施

高速公路的优势

1、行车速度快、通行能力大 2、物资周转快、经济效益高 3、交通事故少、安全舒适好 4、带动沿线地方的经济发展

3、高速公路建设存在的问题 1、投资大、资金来源困难 2、占地多

3、与普通公路和地方交通贯通问题

4、密集型的管理问题 5、环境保护问题 5.2 铁路工程

在我国，铁路建设自1876年英国商人在上海修建淞沪铁路已经开始，1949年，我国共有铁路营运里程2.18万公里，集中分布在东北和东部沿海地区，截至2002年底，全国铁路营业里程达到7.2万公里，形成延伸祖国东南西北的全国铁路网。

上海的磁悬浮铁路兴建运行成功，标志着我国铁路建设已逐步迈上国际先进水平。 5.2.1高速铁路

铁路速度的分档为：

时速100～120 km称为常速； 时速120～160 km称为中速；

时速160～200 km称为准高速或快速； 时速200～400 km称为高速； 时速400 km以上称为特高速。

5.2.2 城市轻轨与地下铁道

城市轻轨和地下铁道一般具有如下特点：

1、线路多经过居民区，对噪声和振动的控制较严； 2、行车密度大，运营时间长；

3、一般采用直流电机牵引，以轨道作为供电回路； 4、曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小。

5.2.3 磁悬浮铁路 一、磁悬浮铁路

磁悬浮铁路上运行的列车，是利用电磁系统产生的吸引力和排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在线路上，利用电磁力进行导向，并利用直流电机将电能直接转换成推进力来推动列车前进。

二、磁悬浮列车的组成

分为三部分：悬浮系统、推进系统和导向系统 三、磁浮铁路的优缺点 优点：

1、克服了传统轮轨铁路提高速度的主要障碍，发展前景广阔。 2、速度高，可达400 ～ 600 km/h 3、列车能耗低 缺点：

1、由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。

2、常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。

3、超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。

4、造价昂贵、不能利用既有线路以及速度优势不明显 。

第六章桥梁工程

桥梁工程是土木工程中属于结构工程的一个分支学科，是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属材料建造的结构工程。 6.1 桥梁的分类

1、按使用性分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。 2、按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。

3、按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。

4、按承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥（斜拉桥、悬索桥）。

5、按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥。

6、按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。

6.2 桥梁工程的总体规划和设计重点 6.2.1 桥梁总体规划的任务和重点 一、桥梁总体规划的基本内容

桥位选定；桥梁总跨径及分孔方案确定；选定桥型；决定桥梁纵、横断面布置等。 二、桥梁总体规划的原则：安全、经济、适用、美观。 6.2.2 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 6.3 桥梁的结构形式 6.3.1 梁式桥 6.3.2 拱式桥 6.3.3 刚架桥 6.3.4 斜拉桥 6.3.5 悬索桥 6.3.6 综合体系桥

在工程实践中，还采用几种桥型的组合结构，如梁和拱的组合体系，斜拉索与悬索组合体系等。 所有这些组成，目的在于充分利用各种形式桥的受力特点，发挥其优越性，建造出符合要求，外观美丽的桥梁来。 6.4 桥墩与桥台 6.4.1 桥墩的类型

根据其结构形式可分为： 1、实体式(重力式)桥 2、空心式桥墩 3、桩(柱)式桥墩 6.4.2 桥台的类型

我国公路桥梁的桥台形式有：1、实体式桥台2、埋置式桥台 6.5 桥梁基础

桥梁基础一般比房屋基础的规模大，需要考虑的问题多，施工条件也困难。

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。 6.6 桥梁技术的发展方向

1、大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展； 2、新材料的开发和应用；

3、在设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段，有效的快速优化和仿真分析，运用智能化制造系统在工厂生产部件，利用GPS和遥控技术控制桥梁施工； 4、大型深水基础工程；

5、桥梁建成交付使用后，将通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行，一旦发生故障或损伤，将自动报告损伤部位和养护对策。 6、重视桥梁美学及环境保护。

第七章港口工程

港口有一定面积的水域和陆域，供船舶出入和停泊，是货物和旅客集散并变换运输方式的场地，是为船舶提供安全停靠、作业的设施，并为船舶提供补给、修理等技术服务和生活服务。 港口分类

港口可按多种方法分类：

1、按所在位置可分为海岸港、河口港和内河港（海岸港和河口港统称为海港）。 2、按用途可分为商港、军港、渔港、工业港和避风港。 3、按成因可分为天然港和人工港 。

4、按港口水域在寒冷季节是否冻结可分为冻港和不冻港。

5、按潮汐关系、潮差大小，是否修建船闸控制进港，可分为闭口港和开口港。 6、按对进口的外国货物是否办理报关手续可分为报关港和自由港。

我国港口工程的未发展前景

港口从本质意义上来讲就是一个物流基地、物流中枢、物流结点，是物流企业的集群，主要从事进出口货物的集散。

中国港口发展必须以发展为主导，以结构调整为主线，合理布局，加快建设步伐，最大限度地满足国民经济和社会发展，以及国际航运发展对我国港口的要求。

第八章地下工程

地下工程 指地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。

它包括：交通运输方面的地下铁道、隧道、停车场、通道等；军事方面和野战军事的地下指挥所、通讯枢纽、掩蔽所、军火库等；

工业与民用方面的地下车间、电站、库房、商店、人防与市政地下工程；文化、体育、娱乐与生活等方面的联合建筑体。 8.1 地下工业建筑 8.1.1地下水电站

地下水电站：是指厂房设置在地下的水电站。可以充分利用地形、地势，尤其在山谷狭窄地带，在地下建站、布置发电机组，十分经济有效。

地下水电站包括地上和地下一系列建筑物和构筑物，可概括水坝和电站两大部分。 8.1.2 地下核电站 8.1.3 地下工厂 8.2地下仓库

8.2.1 地下仓库

1、地下环境对于许多物质的贮存有突出的优越性，为在地下建造各种贮库提供了十分有利的条件。

2、人口的增长、集中和都市化，世界各国都面临能源、粮食、水的供应和放射性以及其它废弃物的处理问题。

8.2.2 地下停车场

8.3 地下民用建筑 一、地下综合体定义

为建设沿三维空间发展的，地面地下连通的，结合交通、商业贮存、娱乐、市政等多用途的大型

公共地下建筑。

二、地下综合体特点：多重功能、空间重叠、设施综合 8.3.1地下街 8.3.2 地下商场

8.4 人防工程：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、医疗救护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。

8.5开发和利用地下空间：合理开发和利用地下空间是解决城市有限土地资源和改善城市生态环境的有效途径。

第十章给排水工程

10.1 给水工程：给水工程包括城市给水和建筑给水两部分。 （1）城市给水:解决城市区域供水问题；

（2）建筑给水:解决一栋具体的建筑物的供水问题。 10.1.1 城市给水

一、城市给水系统的组成：

一般由取水工程、净水工程、加压设备、输配水 工程和调节设施组成。 二、城市给水系统的类别：

统一、分质、分压、分区、 循环循序、区域、中水给水系统。 三、设计准则：

（1）保证供应城市的需要水量；

（2）保证供水水质符合国家规定的卫生标准；

（3）保证不间断地供水、提供规定的服务水压和满足城市的消防要求。 10.1.2 建筑给水 一、定义

为工业与民用建筑物内部和居住小区范围内生活设施和生产设备提供符合水质标准以及水量、水压和水温要求的生活、生产和消防用水的总称。包括对它的输送、净化等给水设施。

二、用途

生活、生产和消防给水系统。

三、设计内容

用水量的估算、室内供水方式的选择、布管方式的选择、管径设计。 10.2 排水工程 10.2.1 城市排水 一、城市排水 1、合流制排水系统 (1) 简单合流系统 (2) 截流式合流系统 2、分流制排水系统 3、半分流制排水系统 二、城市排水系统

从总体看，城市排水系统由收集（管渠）、处理（污水厂）和处置三方面的设施组成。 1、排水管渠系统的组成 2、污水处理厂的组成

三、城市排水系统规划原则和要点

10.2.2 建筑排水

一、定义

建筑排水是工业与民用建筑物内部和居住小区范围内生活设施和生产设备排出的生活排水和工业废水以及雨水的总称。

包括对它的收集输送、处理与回用以及排放等排水设施。包括建筑内部排水系统与居住小区排水系统两类。与市政排水系统相比，不仅其规模较小，且大多数情况下无污水处理设施而直接接入市政排水系统。

二、建筑物内部排水系统 1、排水系统的分类 2、排水系统的组成

3、排水管道的布置与敷设 4、屋面排水 (1)外排水系统 (2)内排水系统 三、居住小区排水系统

作用：汇集小区内各类建筑排放的污、废水和地面雨水，并将其输入城镇排水管网或经处理后直接排放。

1、排水

2、排水管道的布置与敷设 3、居住小区排水量 4、水力计算 5、污水处理

第十一章土木工程施工

1、定义：

是生产建筑产品（包括建筑物和构筑物）的活动。 2、分类：

施工技术：是以各工种工程（土方、桩基础、砼结构、结构安装、装饰等）施工的技术为研究对象，以施工方案为核心，结合具体施工对象的特点，选择最合理的施工方案，决定最有效的施工技术措施。

施工组织：是以科学编制一个工程的施工组织设计为研究对象，编制出指导施工的施工组织设计，合理地使用人力物力、空间和时间，着眼于各工种工程施工中关键工序的安排，使之有组织、有秩序地施工。

土木工程施工：

施工的研究对象：是研究最有效地建造各类土木工程的理论、方法和有关的施工规律，以科学的施工组织设计为先导，以先进的和可靠的施工技术为后盾，保证工程项目高质量地、安全地和经济地完成。 3、与其他课程关联

先修课程：土木工程、材料力学、结构力学、砼结构学等。该课程是一门实践性强的课程。 4、规范

11.1 基础工程施工

基础工程主要包括土石方工程和基础工程。

11.1.1 坑槽土方施工

一、土方边坡与土壁支撑,它们的作用是保证土壁稳定 。 二、基坑排水与降水

1、明沟集水井抽水 2、井点降水 三、基础土方的开挖

1、分类：人工开挖、机械开挖

2、常用机械：推土机、铲运机、挖掘机

11.1.2 路基工程与软土地基施工 一、路基工程

分类：路堤、路堑、填挖结合 二、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。 11.1.3 石方爆破

爆破是利用炸药爆炸时产生的大量的热和极高的压力破坏岩石或其他物体。 11.1.4 深基础施工

深基础工程是由地面向下开挖的一个地下空间，基坑周围一般为垂直的挡土结构。 一、桩基础

桩基础由桩和桩顶的承台组成。

二、墩基础 三、沉井基础 四、地下连续墙 11.2 结构工程施工

砌筑工程、钢筋混凝土工程、结构安装工程 11.2.1 砌筑工程施工

墙体砌筑要求：灰浆饱满、三顺一丁、上下错缝 11.2.2 钢筋混凝土工程施工

钢筋混凝土工程包括钢筋工程、模板工程、混凝土工程

一、钢筋工程

1、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、钢筋连接的方法有三种：绑扎连接、焊接连接及机械连接

二、模板工程

组成：形成混凝土构件形状和设计尺寸的模板；保证模板 形状、尺寸及空间位置的支撑系统。 分类：木模板、组合钢模板等 三、混凝土工程施工

混凝土工程包括：制备、运输、浇筑、养护。

11.2.3 预应力混凝土工程施工 一、先张法施工 二、后张法施工

三、无粘结预应力混凝土施工 11.2.4 结构安装工程施工 一、起重机械 二、结构安装 结构安装可以分为:

1、按单个构件吊装，吊至安装位置后组拼成整体结构； 2、地面拼装后整体吊装和特殊安装法。

11.2.5 钢结构工程施工

一、空间网格结构施工 ：根据实际情况合理地分割成各种单元体，尽可能多地争取在工厂或预制场地焊接

11.3 现代施工技术 11.3.1 现代施工的特点

11.3.2 现代施工技术 1、基坑支护技术

2、大体积混凝土施工技术 11.4 施工组织 一、定义 ：

建筑工程施工组织设计，是指导施工全过程的技术经济文件。

其目的是使建筑工程的施工得以实现有组织、有计划地连续均衡生产，从而达到工期短、质量好、成本低的效益目的。

其主要内容包括工程概况、施工方案选择、施工进度计划、施工平面图、主要技术经济指标、质量安全保证体系。 二、分类

1、施工组织总设计

2、单位工程施工组织设计

3、分部（分项）工程施工组织设计 三、编制程序

1、施工组织总设计的编制程序：

1、施工部署

2、施工总进度计划

3、劳动力的主要技术物资需要量计划 4、施工总平面图

2、单位工程施工组织设计编制顺序 四、网络计划技术

11.5 施工技术发展展望

一、我国整体施工技术的主要问题

 1、至今仍以手工、半机械或机械作业为主体，劳动效率较低

 2、现代高科技含量较低。在施工技术中，运用遥感、通讯、智能和控制这样的信息技术还差距

很大，对复合材料技术、微处理技术等还很少研究。

 3、专项施工技术的专业化程度低。在全国各地发展极不平衡，已有的技术成果也没有得到很好

的应用。

二、对我国施工技术的发展展望

 1、分利用现有施工技术成果，进一步扩大技术积累，促进其转化为生产力。

 2、建立与完善专业技术分包公司，使专项技术得到不断优化，精益求精，并与现代新科技相结

合。

 3、不断开发新的施工技术。  4、做到设计与施工一体化

 5、大力发展与运用集合技术，使现代管理与现代施工技术有机结合起来

第十二章建设项目管理

建筑项目管理是指应用科学的管理方法，对施工项目进行组织、指挥、控制、协调的系统管理过程。涉及计划、物资、设备、财务、合同、办公等环节，是一个需要企业各部门密切配合的系统工程。 12.1 建设程序与建设法规 12.1.1 建设程序

建设程序反映了建设项目发展的内在规律和过程。 12.1.2 建设法规

建设法规是指国家权力机关或其授权的行政机关制定的，旨在调整国家及其有关机构、企事业单位、社会团体、公民之间在建设活动中或建设行政管理活动中发生的各种社会关系的法律、法规的总称。

任何一种法律法规都重在实施。建设法规的实施，指国家机关及其公务人员、社会团体、公民实现建设法律规范的活动，包括 建设法规的执法、司法和守法三个方面。

建设法规的构成分为三个部分： 1、建设行律 2、建设民事法律 3、建设技术法规。 12.2 工程项目管理

12.2.1 工程项目管理的基本概念和目标

工程项目管理是指从事工程项目管理的企业（以下简称工程项目管理企业）受业主委托，按照合同约定，代表业主对工程项目的组织实施进行全过程或若干阶段的管理和服务。

项目管理基本目标有三个最主要的方面：专业目标（功能、质量、生产能力等），工期目标和费用（成本、投资）目标，它们共同构成项目管理的目标体系 。 12.2.2 工程项目管理的主要方式 工程项目管理主要有如下方式： 1、项目管理服务

2、项目管理承包

12.2.3 工程项目管理现代化

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、项目管理的社会化专业化。 3、项目管理的标准化和规范化 。 4、项目管理国际化 。

12.3 工程项目的招投标 12.3.1 工程项目招投标 招标：

建设单位把拟建的工程项目由自己或委托设计单位、咨询顾问单位，估算出拟建工程所需资金，即定出工程的“标底”，以这个“标底”去邀请数家合乎资格的建筑企业来投标，并用标价的经济手段来选择施工单位。 投标：

招标单位发出招标邀请之后，凡愿意按招标条件承建工程，且合乎资格者，均可对工程进行标价计算，并附上施工组织设计、工期既保证质量措施说明等，向招标单位投标函。

工程项目招投标主要分为三个阶段：

1、准备阶段 2、招标阶段

3、决标成交阶段

12.3.2 土木工程市场的承发包

工程项目承发包关系是业主委托设计单位或施工单位完成拟建土木工程产品相应任务而形成的相互关系，它反映土木工程产品所有者与生产者之间的经济关系。 一、承发包方式 ： 1.工程项目总承包

（1）设计采购施工/交钥匙总承包 （2）设计—施工总承包 2．BOT方式

BOT是英文Build Operate Transfer三词的缩写，字面意思是建设、经营和转让。 二、工程项目管理国际惯例通常有：

1、世界银行推行的工业项目可行性研究指南； 2、世界银行的采购条件；

3、国际咨询工程师联合会颁布的FIDIC合同条件和相应的招投标程序；

4、国际上处理一些工程问题的惯例和通行准则等。 12.4 建设监理

12.4.1 建设监理概述

国际上统称的建设监理是一个由多学科，多专业架构成的技术密集智能型组织，它在城市建设和工程建设实施建设监理制中起着举足轻重的作用。

大量的监督、控制、协调、协商、变更及反索赔等管理工作都有待于监理工程师去完成。 12.4.2 建设监理的内容与作用

工程建设监理的中心任务是工程质量控制、工程投资控制和建设工期控制，围绕这个任务，应

对工程建设全过程实施监理。

工程建设监理的作用是代表建设单位，对工程建设项目，用严密的监理制度，特殊的管理方式，按合同规范要求，进行全过程跟踪和全面监督与管理，促使工程建设项目的投资、工期、质量按计划实现，最终达到工程建设项目合法、合理、科学、经济。

第十三章工程防灾和抗灾

13.1.1 地震灾害

地震是由于地壳破坏引发的地面运动，这种地面运动对人工建筑物可以造成严重破坏。

地震是一种突法的自然灾害。主要由地下某处薄弱岩层突然破裂，在原有累积弹性应力作用下断层两侧发生回跳而引起振动，或者地球板块相互挤压、冲撞引起振动、并以波的形式将岩层振动传至地表引起地面的剧烈颠簸和摇晃，这种地面运动叫做地震。由于这种地震是地壳构造变动而引起的，故又称为构造地震。

地震通常按其成因可划分为四种类型：

A构造地震：由于地球内部岩层的构造变动引起的地震称之。它分布最广，危害最大。 B火山地震：由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面引起的地面震动称之。它在我国很少见。

C陷落地震：由于地表或地下的岩层如石灰岩地区较大的地下溶洞或古旧矿坑等突然发生大规模的陷落和崩塌时引起小范围内的地面震动称之。它很少造成破坏，其震级也很小。

D诱发地震：由于水库蓄水或深井注水等引起地面震动称之。

抗震设计基本要求

1、抗震设计的基本思想：—二三水准设防目标，两阶段设计步骤 （1）三水准设防目标：小震不坏，中震可修，大震不倒

第一水准：当遭受多遇、低于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍

可继续使用；

第二水准：当遭受本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损坏，经一般修理或不需修

理仍可继续使用；

第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的予估罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重

破坏。

在工程抗震方面，通过重新修订各地区的抗震设防烈度，提高了工程抗震设计和抗震检验的标准 近十年来工程减震、隔震理论的研究和应用成为工程抗震领域的热点。

目前虽然结构抗震理论和实践越来越完善，但是工程系统抗震研究却发展缓慢。

狭义的工程系统指城市生命线工程系统，由供水、供电、煤气、通讯、交通、电力等基础设施组成的系统

城市生命线工程系统抗震包括系统震害预测、系统抗震能力评价、系统抗震设计和改造、震时系

统控制、震后系统维修等内容。

系统抗震设计与改造有两条途径 ：

第一条途径通过提高系统内关键结构、设备和子系统的抗震能力来有效提高整个系统的抗震能

力。这条途径适合既有工程系统抗震改造。

第二条途径是通过优化系统结构来提高整个系统的抗震能力。这条途径适合于新系统的抗震设计。

13.1.2 风灾

常见的风灾有台风、龙卷风和暴风。 台风为急速旋转的暖湿气团，直径在300～1 000 km 不等。靠近台风中心的风速常超过每小时180 km，由中心到台风边缘风速逐渐减弱。

龙卷风是一股急速上升的旋转气流，呈漏斗状，移动速度通常超过每小时300 km。

对于高层建筑、大跨结构、柔性大跨桥梁、输电塔和渡槽等受风面积大的柔性结构，抗风设计与抗震设计具有同等的重要意义。 13.1.3 地质灾害

地质灾害包括滑坡、泥石流和沙土液化等。

地质灾害的发生一般存在诱因。滑坡和泥石流一般由暴雨诱发；沙土液化通常由地震引起。 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。

土壤液化一般发生在含水率较高、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。

13.2 工程结构抗灾与改造加固 13.2.1 灾害材料学

灾害材料学一般涉及到土木工程材料的一般力学性能：

1、 混凝土的内部裂缝和破坏机理、钢筋的内部结构破坏机理、砌体的一般破坏机理等。 2、动力荷载对材料的影响，如钢筋的疲劳、冲击荷载对混凝土和钢筋的作用。

3、火灾对材料性能的影响，如对混凝土或钢筋的影响、对混凝土与钢筋间粘结力的影响等。 4、冰冻对材料性能的影响，如受冻混凝土的力学性能。 5、腐蚀对材料性能的影响等。

13.2.2 结构灾害检测

检测的程序为：检测任务委托，收集原设计图纸及竣工图，外观检测，材料检测，构件变形及现有强度评估 。

混凝土和砌体结构的检测除了现场观察结构是否出现真实结构裂缝，通常需要先根据图纸数据，进行理想结构的受力分析。

结构检测报告一般包括：现状调查，图纸核对，材料强度鉴定，承载能力验算等。

13.2.3 工程结构改造加固学

工程结构改造加固学是一门研究使受损的工程结构重新恢复使用功能或适应新的使用功能的学科 。

常见的结构改造方案有结构加层、结构减柱或植柱等。

结构加固通常限于局部结构的加固，如地基加固、梁柱加固、楼板和屋面板的加固等。

第十四章数字化技术在土木

工程中的应用

14.1 计算机辅助设计(CAD)

计算机辅助设计(Computer Aided Design），简称CAD。

我国对CAD的应用和研究，开始于20世纪70年代，在80年代中期进入了全面开发应用阶段，

并对土木工程设计工作带来了越来越大的影响。

常用的CAD软件有PKPM 、MIDAS 、SAP 、3D3S等。 14.2 信息化施工

信息化施工，就是指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 。

信息化施工可大幅度提高施工效率和保证工程质量，减少或杜绝工程事故，有效控制成本，实现施工管理现代化。 14.3.智能化建筑

智能化建筑是为了适应现在信息社会对建筑物的功能，环境和高效率管理的要求，特别是对建筑物应具备信息通信，办公自动化，和建筑设备自动控制和管理等一系列功能的要求而在传统的基础上发展起来的。

智能建筑的综合布线系统的特点是：将所有的语音、数据、视频信号等的布线，经过统一的规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将智能建筑的三大子系统有机地连接起来。

建筑环境—开创的建筑空间、网格布线方式、色彩合理组合、降低噪声措施等。

14.4 智能化交通 ：

智能化交通，英文简写ITS，智能化交通一般包括以下几个系统： (1)先进交通管理系统; (2)交通信息服务系统; (3)车辆控制系统; (4)车辆调度系统; (5)公共交通系统等。

智能交通系统标准体系结构划分为两层，上层为智能交通系统通用标准，下层为分系统标准。 14.5 仿真系统

计算机模拟仿真技术是随着计算机硬件的发展而得到迅速发展。计算机仿真是利用计算机对自然现象、系统功能以致人脑思维等客观世界进行逼真的模拟。这种模拟仿真是数值模拟的进一步发展。 14.6 土木工程专业中计算机辅助教学与网络教学

计算机辅助教学(Computer-Aided Instruction，简称CAI)是计算机应用于教育领域的主要方面。 典型的CAI系统是在学习者和计算机之间的一系列交互活动中开展教学的。这种人机交互活动是由CAI软件系统控制的。随着互联网的普及，网络教育又成为新的一种计算机辅助教学。

第十五章土木工程设计方法

15.1 设计的基本理念：

一项好的设计的基本特征:

1、首先要能够完全满足客户的使用需求；

2、其次要有很好的经济效益，不论是在建设资金和今后的保养费用都比较省钱； 3、最后当然要符合审美要求。 15.2 荷载、应力、应变和弹性 15.2.1 荷载

能使土木工程结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变和裂缝等）的各种原因的总称，成为结构上的荷载。

荷载在结构上产生的内力（弯矩、扭矩、剪力、压力和拉力等）和变形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩和裂缝等）成为荷载效应。 15.2.2 应力、应变和弹性 一、应力

作用于单位面积上的内力强度称之为应力。

二、应变 三、弹性

当有力作用一物体时，物体有变形。当这个力移去后，物体又恢复原来的形状。物体所具有的这种特性，称之为弹性 。

15.3 结构设计的一般理论与方法 15.3.1结构设计的基本理论

我国目前的《规范》对结构设计制订了明确规定，即建筑结构必须满足下列各项功能要求： 1、能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； 2、在正常使用时具有良好的工作性能； 3、在正常维护下具有足够的耐久性能；

4、在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 15.3.2 结构设计的方法

建筑工程的结构设计步骤： 一、建筑结构模型的建立； 二、结构荷载的计算；

三、构件内力计算和构件选择； 四、施工图纸绘制。 15.4 极限设计方法

我国工程结构设计经历了容许应力法、破损阶段法、极限状态设计法和概率极限状态设计法四个阶段。

1、容许应力法是建立在弹性理论基础上的设计方法。在使用荷载作用下，它规定了结构构件在使用阶段截面上的最大应力不超过材料的容许应力。

2、破损阶段法以结构或构件破坏时的受力情况为依据，考虑了材料的塑性性能，在表达式中引入安全系数，使得构件有了总安全度的概念。

3、极限状态设计法明确地将结构的极限状态分成承载力极限状态和正常使用极限状态。 4、概率极限状态设计法是根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠度的结构设计方法。 设计过程

典型的设计项目所经历的各个环节有：

1、规划阶段：设计者进行整体规划的阶段

2、初步设计阶段：由规划工程师对所要建设的项目作方案设计 3、方案设计阶段：进一步完善和细化初步设计阶段的工作 4、详细设计阶段：为项目作出详细设计图纸和有关数据文件

5、建设信息阶段：结构的最后的计算分析、为施工阶段做好工程图纸的准备 6、建设阶段：土木工程师需要对施工中的各类问题进行检查，以保证项目能够按照设计的要求进行。 7、后合同阶段：工程师要为客户提供全部在建的图纸、设计参数和地质勘察数据、项目执行报告等。 土木工程结构的失效型式

1、功能失效：结构不能满足其功能需要。

2、服务失效：结构能够承担的服务行为不能满足原来的要求。

3、非连接失效：这类失效往往是结构发生了分离，无法形成结构的整体。

4、传递失效：这类失效的发生往往是结构周围和底下的基础发生了问题，导致结构发生倾斜等，此类失效一般开始是不出现的，它必须经过时间的迁移而逐渐显露。

5、弹性不稳定失效：结构的这类失效是由于结构发生了变形而屈曲。

6、材料过应力失效：这类失效是材料承受的应力超过其能够承受的极限应力的缘故。