土木工程概论备课教案Word文件下载.docx

1、1了解城市给排水工程的组成；2. 了解建筑给水及排水机理。第十一章 土木工程施工（3学时） 1. 掌握基础工程和结构工程的施工技术和工艺；2. 了解现代施工技术；3. 了解土木工程的施工组织设计；第十二章 建设项目管理（1学时） 1. 了解建设程序和建设法规；2. 了解建设项目管理、建设监理的概念等内容；3. 了解工程项目的招标与投标的内容和特点第十三章 土木工程防灾与减灾（1学时）1. 了解什么是工程灾害；2. 了解工程结构抗灾与改造加固技术。第十四章 数字化技术在土木工程中的应用（1学时）1. 了解计算机辅助设计的软件应用；2. 了解信息化施工、智能化建筑与交通的概念；3. 了解计算机仿真

2、系统的应用。第十五章 土木工程师设计方法（1学时） 1. 了解设计的基本理念；2. 掌握荷载、应力、应变和弹性的概念；3. 了解结构设计的一般理论和方法；4. 了解结构安全、极限状态设计和设计过程四、本课程的教学重点与难点根据大土木专业的设置特点和概论类课程重在建立概念、内容宽泛、深入浅出的安排，本课程的重、难点为：第一章 绪论 ：土木工程的定义和相关工程实例的介绍；第二章 土木工程材料：土木工程材料的基本力学性能；第三章 基础工程：浅基础、深基础和不均匀沉降的类型和特点；第四章 建筑工程：房屋建筑的基本构造和单层、多层与高层建筑；第五章 交通土建工程：道路工程和铁路工程的基本体系；第六章 桥

3、梁工程：桥梁的分类、形式与基本结构体系；第七章 港口工程：港口工程的类型与选用；第八章 地下工程：地下工程的分类和特点；第九章 水利水电工程：水利水电工程的类型、组成和作用；第十章 给排水工程：给水方式与排水方式的选择与比较；第十一章 土木工程施工：基础工程和结构工程的常见施工技术；第十二章 建设项目管理：基本建设程序与法规、工程承包及监理制度；第十三章 土木工程防灾与减灾：工程灾害的内容与防治；第十四章 数字化技术在土木工程中的应用：计算机辅助技术在土木工程中的应用的基本概念；第十五章 土木工程师设计方法：土木工程设计思维方法与理念等。五、本课程的教学方法以课堂多媒体教学为主，黑板和实例视频

4、学习为辅。六、教材和参考书目：教材：土木工程概论，第3版，叶志明主编，高等教育出版社；参考书：土木工程（专业）概论第三版，罗午福主编，武汉工业大学出版社。七、教学计划学时和进程安排表：序号章节教学内容学时1第一章 绪论32第二章 土木工程材料第三章 基础工程4第四章 建筑工程5第五章 交通土建工程6第六章 桥梁工程7第七章 港口工程8第八章 地下工程9第九章 水利水电工程10第十章 给排水工程11第十一章 土木工程施工12第十二章 建设项目管理13第十三章 土木工程防灾与减灾14第十四章 数字化技术在土木工程中的应用15第十五章 土木工程师设计方法合计30第1章教学章节第一章 绪论 目的理解土

5、木工程的定义，了解土木工程的发展历史。要求1、了解土木工程的定义和内涵；2、了解土木工程的发展简史；3、理解土木工程专业在国民经济建设中的地位和重要性；4、了解土木工程的发展趋势。重点土木工程的定义和相关工程实例的介绍难点近现代典型土木工程项目的基本资料。方式多媒体为主、板书为辅计划2学时教学内容1.1 土木工程概论课程的任务 1.2 土木工程发展历史概述 1、古代土木工程 2、近代土木工程 3、土木工程的现状 1.3 土木工程的未来 1.4 土木工程的学习建议 思考题1、根据对土木工程定义的理解，思考身边有哪些属于土木工程？ 1.1 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

6、”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。1.2 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：功能要求多样化；城市建设立体化；交通工程快速化；工程设施大型化。1.3 土木工程的未来土木工程目前面临的形势是：信息（包括计算机、通讯、网络等）工业的迅猛发展。航空、航天

7、事业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是有限的，并且会因过度消耗而日益枯竭。生态环境受到严重破坏，随着工业的发展、技术的进步而人类生存环境却日益恶化。（1）重大工程项目将陆续兴建为了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。目前高速公路、高速铁道的建设仍呈发展趋势。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：传统材料的改性；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

8、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。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。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。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

9、收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。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。1.4 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

10、。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：自主学习能力；综合解决问题的能力；争强、创新能力；协调、管理能力。第2章第二章 土木工程材料 了解土木工程材料的一般性质和主要工程材

11、料的优缺点1、了解土木工程材料的种类、特点使用范围；2、了解常用土木工程材料的使用范围。混凝土材料和钢材等常见土木工程材料的特点。土木工程材料的基本力学性能多媒体为主、板书为辅。3学时2.1 早期土木工程材料 2.2 近代土木工程材料 2.3 现代土木工程材料 1、你家的房子是采用哪种土木工程材料？2、你所了解的新型土木工程材料有哪些，都应用在哪了？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：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

12、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。2.1 早期土木工程材料（砖、瓦、砂、石、灰、木材）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

13、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：毛石料石饰面石材色石渣石子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。6、木材木材

14、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。2.2 近代土木工程材料1、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

15、金结构钢。2、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水泥的凝结。水泥浆体终凝后，其强度会随着时间的延长不断增长

16、，并形成坚硬的水泥石，这一过程称为水泥的硬化。（3）其他品种水泥有：快硬硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥。3、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。（1）混凝土的种类按胶凝材料不同，分为水泥混凝土（又叫普通混凝土）、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表观密度不同，分为重混凝土（2600kgm3）、普通混凝土（19502600kg

17、m3）、轻混凝土（1950kgm3）；按使用功能不同，分为结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；按施工工艺不同，又分为喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土等。为了克服混凝土抗拉强度低的缺陷，将水泥混凝土与其他材料复合，出现了钢筋混凝土，预应力混凝土，各种纤维增强混凝土及聚合物浸渍混凝土等。（2）普通混凝土普通混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。（3）特种混凝土A、轻骨料混凝土B、纤维增强混凝土（简称FRC）C、聚合物混凝土D、碾压混凝土E、自密实混凝土（4）钢筋混凝土、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

18、混凝土一般指预应力钢筋混凝土，通过张拉钢筋，产生预应力。预应力的产生，按张拉钢筋的方法可分为机械法、电热法和化学法；按施加预应力的顺序可分为先张法和后张法。2.3 现代土木工程材料1、新型混凝土（1）高强度混凝土；（2）高性能混凝土；（3）纤维混凝土；2、高分子和新型材料（1）沥青、沥青制品与其他防水材料沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属衍生物所组成的混合物。高分子新型防水卷材有三大类：橡胶类防水卷材，塑料类防水卷材，橡塑共混型防水卷材。（2）玻璃、陶瓷制品玻璃不仅有采光和防护的功能，而且是良好的吸声、隔热及装饰材料。陶瓷是由适当成分的粘土经成型、烧结而成的较密

19、实材料。常用陶瓷材料的品种可分为：陶瓷锦砖（马赛克），陶瓷墙地砖，陶瓷釉面砖，卫生陶瓷。（3）塑料与塑料制品塑料是以有机高分子化合物为基本材料，加入各种改性添加剂后，在一定的温度和压力下塑制而成的材料。（4）绝热材料将不易传热的材料，即对热流有显著阻抗性的材料或材料复合体称为绝热材料。绝热材料是保温、隔热材料的总称。分为无机绝热材料和有机绝热材料两大类。（5）吸声材料吸声材料是指能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的材料。常用的吸声材料有：无机材料有机材料多孔材料纤维材料。（6）装饰材料对建筑物主要起装饰作用的材料称装饰材料，装饰材料应具有装饰功能、保护功能及其他特殊功能。装饰功能即装饰效果

20、，是由质感、线条和色彩三个因素构成的。按其在建筑物的装饰部位予以分类：外墙、内墙、地面、吊顶装饰材料。（7）新型复合板材铜丝网水泥类夹芯复合板材彩钢夹芯板材3、绿色建材（1）“绿色建材”的基本概念及其特征绿色建材的基本特征有：A、建材生产尽量少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物。B、采用低能耗、无污染环境的生产技术。C、在生产中不得使用甲醛、芳香族、碳氢化合物等不得使用铅、镉、铬及其化合物制成的颜料、添加剂和制品。D、产品不仅不损害人体健康，而且有益于人体健康。E、产品具有多功能，如抗菌、灭菌、除霉、除臭、隔热、保温、防火；调温、消磁、防射线、抗静电等功能。F、产品可循环和回收利用，

21、废弃物无污染以防止造成二次污染。（2）绿色建材在国外的发展（3）“绿色建材”在国内的发展发展“绿色建材”，改变长期以来存在的粗放型生产方式，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的生产方式是21世纪我国建材工业的必然出路。我国发展“绿色建材”取得的初步成果有：A、利用废渣类：废弃物为基料研制的砖制品取代粘土砖已趋于成熟，工程中已大量应用；B、采用化学石膏制板产品，以磷石膏、脱硫石膏、氟石膏代替天然石膏生产“绿色建材”；C、充分利用白色污染废弃物，经粉碎后，采用刨花板（或中密度板）生产技术生产保温板系列产品、复合夹心板材产品来代替木材。D、利用稻草或农植物秸秆为填料，加水泥蒸压生产水

22、泥草板。E、采用高新技术生产有益于人体健康的多功能“绿色建材”。F、水泥的生产从综合治理寻求出路。第3章了解工程勘察的基本方法和类型；了解两类基础的特点；了解不均匀沉降的危害和地基处理的常用方法。浅基础、深基础和不均匀沉降的类型和特点3.1 岩土工程勘察 3.2 浅基础 3.3 深基础 3.4 不均匀沉降 3.5 地基处理 1、你认为地基不均匀沉降的危害大吗，试举例说明？2、什么是工程地质勘察？岩土工程勘察、基础工程、地基处理是土木工程专业知识的重要组成部分。3.1 岩土工程勘察岩土工程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，对建筑地区做出工程地质评价。岩土工程勘察的任务是按照不

23、同勘察阶段的要求，正确反映场地的工程地质条件及岩土体性状的影响，并结合工程设计、施工条件，以及地基处理等工程的具体要求，进行技术论证和评价，提出解决问题的决策性具体建议，为设计、施工提供依据，服务于工程建设的全过程。岩土工程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。1、工程地质测绘工程地质测绘就是填绘工程地质图，根据野外调查综合研究勘察区的地质条件，填绘在适当比例尺地形图上加以综合反映。工程地质测绘方法有像片成图法和实地测绘法。2、岩土工程勘探方法勘探的方法主要有坑、槽探，钻探，地球物理勘探等。3、原位测试原位测试是指在岩土层原来所处的位置，基本保持的天然结构,天然含水量以及天然应

24、力状态下，测定岩土的工程力学性质指标。原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。（1）载荷试验（2）旁压试验适用于粘性土、粉土、碎石土、砂土、残积土、极软岩和软岩等。（3）静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。3.2 浅基础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基础（如箱形基础），统称为天然地基上的浅基础。如果地基属于软弱土层（通常指承载力低于100kPa的土层），或者上部有较厚的软弱土层，不适

25、于做天然地基上的浅基础时，也可将浅基础做在人工地基上。1、浅基础的类型（1）浅基础可以按基础刚度的不同分为：刚性基础，是由砖、毛石、素混凝土和灰土等材料做成的基础。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。（2）浅基础还可以按构造类型的不同分为：单独基础；条形基础；筏板基础和箱形基础；壳体基础。3.3 深基础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。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。1、桩基础按桩身材料划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩等。按施工方法分为预制桩、灌注桩两大类

26、。按成桩过程中的挤土效应分为挤土桩、小量挤土桩和非挤土桩。按达到承载力极限状态时桩的荷载传递主要方式分为端承型桩和摩擦型桩。2、沉井基础沉井按不同的下沉方式分为就地制造下沉的沉井与浮运沉井。3、沉箱基础沉箱基础又称气压沉箱基础，是一种无底的箱形结构，因为需要输入压缩空气来提供工作条件而得名，常用作桥梁墩台或其它构筑物的基础。3.4 不均匀沉降1、不均匀沉降不均匀沉降是反映土木工程结构地基变形的重要指标。一般是指在同一结构体中，相邻的两个基础沉降量的差值。如果差值过大，就会使相应的上部结构产生额外应力；当超过一定的限度时，还会产生裂缝、倾斜甚至破坏。2、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。3.5 地基处理1、地基处理的对象与目的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