土木工程概论教案

《土木工程概论》教学大纲一、本课程的教学目的：通过本课程的学习，使学生对土木工程专业的了解和热爱，产生深厚的兴趣，巩固专业思想，激发学习的主动性和积极性，为今后的学习奠定必要的基础。二、本课程的教学要求：1、要求学生了解土木工程、测量工程专业培养目标的人材素质要求；2、使学生了解土木工程的发展历史及主要类型；3、使学生了解土木工程中的一般知识，了解建筑工程、地下工程、桥梁工程和道路工程等基础知识，并对土木工程建设中的设计、施工和管理等一般概念及土木工程的新技术和发展趋势有一定的了解。三、本课程的教学内容第一章绪论（3学时）1.了解土木工程的定义；2.了解土木工程的历史和重要性；第二章土木工程材料（3学时）1.了解土木工程使用的各种材料及其应用概况；2.了解工程结构与材料发展的关系；3.材料工业的新发展及展望。第三章基础工程（3学时）1.了解工程地质勘察的意义；2．掌握不同的基础形式：浅基础和深基础；3．掌握不均匀沉降的危害；4．了解地基处理的方式。第四章建筑工程（4学时）1.掌握基本构件；2.掌握单层建筑，多层与高层建筑；3.了解建筑特种结构；第五章交通土建工程（4学时）1．了解道路工程中涉及的各项工程的种类；2．了解铁路工程中涉及的各项工程的种类；3.了解飞机场的规划与建设；4.了解隧道工程。第六章桥梁工程（1学时）1.掌握桥梁的分类与运用；2.了解桥梁工程的总体规划和设计要点；3.掌握桥梁结构形式、桥墩与桥台、桥梁基础。第七章港口工程（1学时）1.掌握港口工程规划与布置；2.了解码头建筑；3.了解防波堤和护岸建筑的设计、施工。第八章地下工程（1学时）1.了解地下工程的种类；2.了解地下综合体的建设；3.了解地下空间的开发和利用过程。第九章水利水电工程（2学时）1.了解农田水利工程；2.了解水电工程；3.了解防洪工程。第十章给排水工程（1学时）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33第三章基础工程34第四章建筑工程45第五章交通土建工程46第六章桥梁工程17第七章港口工程18第八章地下工程19第九章水利水电工程210第十章给排水工程111第十一章土木工程施工312第十二章建设项目管理113第十三章土木工程防灾与减灾114第十四章数字化技术在土木工程中的应用115第十五章土木工程师设计方法1合计30第1章教学章节第一章绪论教学目的理解土木工程的定义，了解土木工程的发展历史。教学要求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。教学重点土木工程的定义和相关工程实例的介绍教学难点近现代典型土木工程项目的基本资料。教学方式多媒体为主、板书为辅计划学时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？教学内容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”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：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。1.3土木工程的未来土木工程目前面临的形势是：①信息(包括计算机、通讯、网络等)工业的迅猛发展。②航空、航天事业等高科技事业的发展。③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。④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①为了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。②目前高速公路、高速铁道的建设仍呈发展趋势。③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：①传统材料的改性；②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。①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。②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。③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。它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。④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。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：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2章教学章节第二章土木工程材料教学目的了解土木工程材料的一般性质和主要工程材料的优缺点教学要求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。教学重点混凝土材料和钢材等常见土木工程材料的特点。教学难点土木工程材料的基本力学性能教学方式多媒体为主、板书为辅。计划学时3学时教学内容2.1早期土木工程材料2.2近代土木工程材料2.3现代土木工程材料思考题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？教学内容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：①毛石②料石③饰面石材④色石渣⑤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