《土木工程概论》复习题

第一章绪论土木工程定义：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。土木工程范围：包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁道工程、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。国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。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。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。工程的含义更为广泛，它是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门而形成的各种学科的总称。第二章土木工程材料砖应用：墙体、基础、柱等砌筑工程。·分类：按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。·优点：原料易得、生产工艺简单、价格低、体积小、便于组合、防火、隔热、隔声、吸潮、经久耐用。缺点：生产粘土砖毁田取土量大、能耗高，砖自重大、施工生产中劳动强度高、工效低。瓦：屋面材料。分类：按成分分：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；按形状分：平瓦、波形瓦。石：毛石：采石场由爆破直接获得的形状不规则的石块。料石：人工或机械开采出的较规则的六面体石块。饰面石材：用于建筑物内外墙面、柱面、地面、栏杆、台阶等处装修用石材。石子：沙称为细骨料，石子称为粗骨料。灰：指石灰和石膏。胶凝材料：定义：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。分类：无机——石膏、石灰、水泥。气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，如石膏、石灰。水硬性胶凝材料：拌砂后既能在空气中又能在水中樱花的，入水泥。有机——沥青、各种树脂。建筑石膏特点：凝结较快、凝结硬化时体积略有膨胀、有很好的防火、隔热、吸音性能，具有两高的装饰性、可加工性。木材：影响木材强度的主要因素为含水率、温度、荷载作用时间、木材的缺陷。钢材：品质致密均匀、抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，常温下能承受较大的冲击和振动载荷。具有良好的加工性能，便与装配。水泥：初凝：水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性。终凝：随着塑性的消失，水泥浆开始产生强度。凝结：水泥浆由初凝到终凝的过程。硬化：水泥浆终凝后，其强度会随着时间的延长不断增长，并形成坚硬的水泥石的过程。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。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。轻骨料混凝土：干表面密度≯1950Kg/m³的混凝土。绿色建材基本特征：生产少用天然资源，大量使用废弃物；采用低能耗、无污染环境生产技术；生产中不适用对环境人类有害物质；不损害人体健康，有益于人体健康；具有多种功能；可循环回收利用。第三章基础工程基础：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。地基：承载土木工程基础的这一部分很小的场地。地基处理：天然地基软弱，不能满足地基承载力和变形的设计要求，而需经过人工处理后再建造基础。工程地质勘察：目的：查明工程地质条件，分析存在问题，对建筑地区作出工程地质评论。阶段：可行性研究勘察、初步勘查、详细勘察。工程地质测绘：填绘工程地质图件，根据野外调查综合研究勘查区的地质条件，填绘在适当比例尺地形图上加以综合反映。工程地质勘探方法：坑探、槽探、钻探、地球物理勘探。公路工程地质勘察包括：路线勘察、特殊岩土、不良地质地段的勘察；路基路面勘察；桥渡勘察；隧道勘察和筑路材料勘察。桥梁工程地质勘察一般分为预可勘察、工可勘察、桥位初勘、桥位详堪四个极端。桥梁工程地质问题主要有两个：桥墩台地基稳定性问题和桥墩台的冲刷问题。浅基础：位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础以及埋置深度虽超过5m，但小于基础宽度的大尺寸基础。刚性基础：由砖、毛石、素混凝土和灰土等材料做成，是一种无筋扩展基础。桥梁结构中刚性基础常用的材料有：混凝土、粗石料、和片石、砖。浅基础结构形式：单独基础、条形基础、筏板基础和箱形基础、壳体基础。深基础：位于地基深处承载力较高的土层上，埋置深度＞5m或大于基础宽度的基础。如桩基、地下连续墙、墩基和沉井。采用桩基础的条件：采用天然地基，地基承载力不足或沉降量过大。建筑物荷载较大、地基上部软弱而下部不太深处埋藏有坚实地层时。桩的分类：桩身材料不同：木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩。施工方法分：预制桩、灌注桩。按成桩过程中挤土效应分挤土桩、小量挤土桩、非挤土桩。按达到承载力极限状态时的荷载传递主要方式分：端承型桩和摩擦型桩两大类。沉井基础：沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。通常用钢筋混凝土制成。它通过从井孔内挖土，借助自身重量客服井壁摩阻力下沉至设计标高，再经混凝土封底并填塞井孔，便可称为桥梁墩台或其他结构物的基础。沉井基础特点：埋置深度可以很大、整体性强、稳定性好，能承受较大的垂直荷载和水平荷载。缺点：施工期较长；对细沙及粉砂类土在井内抽水易发生流沙现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。沉井基础的类型：按不同的下沉方式分就地自造下沉的沉井与浮运沉井。沉箱基础：工作原理：当沉箱在水下就位后，将压缩空气压入沉箱室内部，排出其中的水，这样施工人员就能在箱内进行挖图施工，并通过升降桶和气闸，把弃土外运，从而使沉箱再自重和顶面压重作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室，即成为沉箱基础。由于施工过程中通入压缩空气，使其气压保持或接近刃脚处的静水压力，故称为气压沉箱。深基础另两种类型：地下连续墙和墩基础。工程实践中，减小地基差异沉降主要从下面几个方面入手：在设计时尽量使上部荷载中心受压，均匀分布；遇到高低相差悬殊或地基软硬突变时，要合理设置沉降缝；增加上部结构对地基不均匀的协调作用；合理安排施工工序，采用合理的施工方法。地基处理的主要对象是指软弱地基和特殊土地基。主要目的是：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。主要方法有：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土或灰土挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法。第四章建筑工程基本构件板：指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置或竖向设置。板在建筑工程中一般用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。板按受力形式可分为单向板和双向板。单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支承构建上的板。双向板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构建上的板。梁：是工程结构中的受弯构件。亮的截面高度与跨度之比一般为1/8~1/16，高跨比＞1/4称为深梁。梁宽大于梁高时称为扁梁；梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。梁按界面形式可分为矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、迭合梁。按支承方式可分为：简支梁，即梁的两端搁置在支座上，但支座仅使梁不产生垂直移动，但可自由转动。悬臂梁，是梁的一端固定在支座上，使该端不能转动，也不能产生水平和垂直移动，称为固定支座；另一端可以自由转动和移动，称为自由端。连续梁是有两个以上支座的梁。梁按其在结构中的位置可分为主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。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。拱为曲线结构，主要承受轴向压力，广泛应用于拱桥，在房屋建筑中应用较少。大跨度结构是指跨度大于60m的记者哪壶。结构体系有网架结构、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。多层建筑：我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑。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，楼面和屋板采用采用钢筋混凝土结构。框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。我国规定超过100m的为超高层。结构形式：框架结构：受力体系由梁、柱组成，用以承受竖向荷载是合理的，在承受水平荷载方面能力很差，因此仅适用于房屋高度不大、层数不多时采用。框架——剪力墙结构框架与剪力墙协同受力剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样可以大大减小柱子的截面。剪力墙结构：全部采用纵横布置的剪力墙，剪力墙不仅承受水平荷载，亦承受垂直荷载。框支剪力墙结构：上部小开间采用剪力墙结构，下部大开间采用框架结构，将这两种结构组合在一起，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。筒体结构：由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面将受拉，背风面将受压。筒式结构可分为框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。特种结构：烟囱：是工业中常见的构筑物，是把烟气排入高空的高耸结构，能改善燃烧条件减轻烟气对环境的污染。按建筑材料可分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。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网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成。水池同水塔一样用于储水，水池多建造在地面和地下。筒仓是贮存粒状和粉状松散物体的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存用的附属设施，也可作为长期贮存粮食的仓库。第五章交通土建工程公路分类：高级公路、一级、二级、三级、四级（城市）道路分类：快速道、主干道、次干道、支路。道路通行能力：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，可通过的车辆数。它是一条道路规划和设计的依据，也是检验一条道路是否充分发挥了作用和是否发生阻塞的理论依据。影响通行能力的主要因素有道路、交通条件、汽车性能、气候环境条件等。公路选线工作一般包括从路线方案选择、路线布局，到具体定出线位的全过程。路线方案是路线设计中最根本的问题。（1）在选线时必须考虑一下主要因素：①路线在政治经济国防上的意义②路线在交通网系的作用③自然条件的影响④其他如与历史遗迹的联系等。（2）路线方案选择的方法步骤：①搜集资料②根据确定的路线总方向和公路等级，初步研究各种可能的路线走向③进行实地视察。（3）确定路线的的类型及特点：①沿河线②越岭线③山坡线④山脊线路基：路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑成带状土工结构物。公路路基的横断面组成：路堤、路堑、填挖部分。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、迅速和舒适的行驶。因此路面必须具有足够的力学强度和良好的稳定性，以及表面平整和良好的抗滑性能。路面按其力学性质分为柔性和刚性路面两大类。公路的特殊结构物有隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程等。高速公路定义为：一种具有四条以上车道。路中央设有中央隔离带。分割双向车辆行驶，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。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、安全舒适性好④带动沿线地方的经济发展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。铁路选线设计①规划线路的基本走向，选定铁路的主要技术标准②根据沿线的自然条件和村镇、交通、农田、水利设施来设计线路的空间位置③研究布置线路上的各种建筑物，并确定类型和大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理。铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础。路基有路基体合附属设施两部分组成。路基面、路肩合路基边坡构成路基体。路基附属设施是为了保证路肩强度和稳定，所设置的排水设施、防护设施与加