Lesson 1
Definition （定义）
受压构件是仅受轴向压力作用的构件，即：荷载是沿纵轴加在其截面形心上的，其应力可表示为…，式中，假定f a 在整个截面上均匀分布。 然而，现实中从来都不可能达到这种理想状态，因为荷载的一些偏心是不可避免的。 这将导致弯曲，但通常认为它是次要的，如果理论工况是足够近似的，就可将其忽略。但这并非总是可行的，如有计算出的弯矩存在时，这种情形将在梁柱理论中加以考虑。
在建筑物和桥梁中最常见的受压构件就是柱，其主要功能就是支承竖向荷载。在许多情况下，它们也需要抵抗弯曲，在此情况下，将它们称为梁柱。受压构件也存在于桁架和支撑系统中。
Column Theory （柱理论）
考虑如图1.1.a 所示的长柱，如果慢慢增加轴向荷载P ，它最终将达到一个足够大的值使该柱变得不稳定(失稳)，如图中虚线所示。 这时认为构件已经屈曲，相应的荷载称为临界屈曲荷载。 如果该构件更粗短些，如图1.1b 所示，则需要更大的荷载才能使其屈曲。 对特别粗短的构件，破坏可能是由受压屈服引起而非由屈曲引起。 对这些短柱以及更细长的柱，在其屈曲前，在其长度方向上任意点处横截面上的压应力P/A 都是均匀的。我们将会看到，屈曲发生时的荷载是长细程度的函数，非常细长的构件的屈曲荷载将会很低。
如果构件如此细长（随后将会给出细长程度的精确定义）以致即将屈曲时的应力低于比例极限—即，构件仍是弹性的，临界屈曲荷载如下式给出：
22L EI
P cr π= (1.1)
式中E 为材料弹性模量，I 为关于截面副主轴的惯性矩，L 为支座间的距离。 要使方程1.1成立，构件必须是弹性的，且其两端必须能自由转动，但不能侧向移动。
此著名公式是瑞士数学家欧拉于1975年提出的。 因此有时将临界荷载称为欧拉荷载或欧拉临界荷载。欧拉公式的有效性（正确性）已由许多试验充分证实。
方程1.1可方便地写为 2222222)/(r L EA L EAr L EI
P cr πππ=== (1.1a)
式中A 为截面面积，r 为关于屈曲轴的回转半径，L/r 为长细比，它是对受压构件细长程度的一种度量，该值越大，构件越细长。
如果将屈曲荷载除以截面面积，便可得到以下屈曲应力： 22)/(r L E A P F cr cr π== (1.2)
这便是绕相应于r 的轴发生屈曲时的压应力。. 由于一旦荷载达到式1.1之值，柱将在与最
大长细比对应的主轴方向变得不稳定（失稳），通常该轴是惯性矩较小的轴。 因此，应在方程1.1和1.2中采用截面的最小惯性矩和最小回转半径。
早期的研究者很快发现对短柱或不太细长的受压构件，欧拉公式并不能给出可靠的结果，这是因为这种构件的长细比较小，从而产生较高的屈曲应力。 如果屈曲发生时的应力大于材料的比例极限，应力应变关系就不再是线性的，也不能再用弹性模量E 。
这一困难最初由Friedrich Engesser 所克服，他在1889年将可变的切线模量用于方程1.1. 对于如图1.2所示的应力应变曲线(的材料)，当应力超过比例极限时，E 并非常数，当应力处于F pl 和F y 之间时，将切线模量定义为应力应变曲线的切线的斜率， 如果屈曲时的压应力在此范围时，可以证明
(1.3)
除公式中将E 代之以E t 外，上式与欧拉公式完全相同。
Effective Length （计算长度）
欧拉和切线模量方程都是基于如下假定：
1. 柱完全竖直，无初始弯曲。
2. 荷载是轴向加载，无偏心。
3. 柱在两端铰结。
前两(假定)条件意味着在屈曲前无弯矩存在。A 如前所述，可能偶然会存在一些弯矩，但在大多数情况下都可被忽略。 然而，铰结要求是一个严重的局限，必须对其它支撑条件作出规定。 铰结条件要求约束构件两端不发生侧移，但并不约束转动。 由于实际上不可能构造无摩擦铰连接，即使这种支撑条件最多也只能是非常近似。显然，所有柱必须在轴向自由变形。 为了考虑其它边界条件，将临界荷载写为如下形式
22)/(r KL EA
P cr π= or 22)/(r KL A
E P t cr π= (1.4)
式中KL 为计算长度，K 称为计算长度系数，各种情况下的K 值可借助于AISC （美国钢结构学会规范的条文说明加以确定。
Lesson 2
Introduction to Structural design
建筑结构设计，不论是钢结构还是钢筋混凝土结构，都需要确定其支承结构的整体比例和尺寸以及各构件的截面尺寸。在大多数情况下，功能设计，包括楼层层数和楼层平面的确定，将要由建筑师来完成，因而结构工程师必须在此约束条件下工作。在理想状态下，工程师和建筑师将在整个设计过程中协同工作从而高效地完成设计工作。然而，事实上，设计过程可概括如下：建筑师确定建筑物的外观，工程师必须确保其不会倒塌。尽管这样说过分简单，但它明确了工程师的第一个主要任务，即，确保安全。其它要考虑的因素包括适用性（就外观和挠曲而言其工作性能如何）。经济的结构要求对材料和人工的有效使用，尽管这通常都能通过要求最少材料来取得，但通过采用稍多的材料，但能使建筑物更简单和更容易建造常常会实现节约的目的。
Loads
作用在结构物上的各种力称为荷载，它们属于一两种广义类型，恒载和活载。恒载是那些永久荷载，包括结构自身的重量，有时也称为自重。其它建筑物恒载包括非结构构件的重量，如楼面面层、带有灯具的吊顶以及隔墙。至此所提的各种荷载都是由重力所引起，因而称为重力荷载。活载也可以是重力荷载，它们是那些不如恒载那样永久的荷载。这类荷载可能也可能不总是作用在结构物上，且作用位置也可能不是固定的。活荷载包括家具、设置和建筑物的居住者。通常，活荷载的大小不如恒载那样确定，常常必须估计。在许多情况下，必须研究活荷载作用在一给定的结构构件的各个位置以便不会漏掉每个可能的破坏情形。
Building codes
建筑物必须根据各种建筑规范的条款设计和建造，规范是一种法律文件，包含各种要求，如建筑安全、防火安全、上下水、通风和体残人的可达性等。建筑规范具有法律效力，由政府部位发布，如城市、县、对于大的城区，如联合政府。建筑规范并不给出设计规定，但却规定设计必须满足的各种要求和约束条款。对结构工程师特别重要的是建筑物的最小活荷载规定。尽管鼓励工程师研究实际荷载工况以确定真实的荷载值，结构必须能支承这些规定的最小荷载。
Design specifications
与建筑规范不同，设计规程给出结构构件及其连接的更具体的指南。它们给出各种方针和标准，使结构工程师能建筑规范所规定的目标。根据其最新研究，设计规程结出认为是好的工程作法。它们通过补充或通过发布新版本得到定期修订和更新。如同一般建筑规范，设计规程由非赢利组织编写。尽管它们本身并无法律地位，但却以法令和禁令的形式给出设计准则和限制，以参考文献的形式，它们可容易地被录入，并作为建筑规范的一部分。
Lesson 3
Text Particle Size Analysis 粒径分析
在各种土中所遇到的粒径范围很大，大到200mm小到小于0.001mm的一些粘土胶粒。尽管天然土都是由各种粒径的颗粒组成，但通常可发现其主要组成颗粒出现在一个比较小的粒径范围内。当这一粒径范围非常小时，称这种土级配较差，而当其较大时，称这种土级配良好。土的许多工程特性，如渗透性、霜冻敏感性、可压缩性等都直接或间接的与土的级配特性有关。
图3.1为粒径百分数的英国标准范围。通过确定落入由这些粒径分组和子组所代表的粒径范围的重量百分比，对土进行粒径分析。对于粗粒土，它里面的细粒土被除去或本身就无细颗粒，常用的方法就是筛分法。此法是将要分析土的一代表样本系统地分为方便的子样本，然后烘干。再使烘干的土样通过一组筛孔尺寸由大至小放置的标准试验筛。称量每个筛中剩下的土样的重量，并计算出通过每个筛的累计百分数。根据这些数据，以半对数曲线的形式描出该土的粒径分布图，即所谓的级配曲线。
在土样中含有细土粒的场合，首先用湿筛分法将其除去，并确定粘粒/粉粒总共所占的分数。将一适量的分土样烘干，并过筛分开最粗的颗粒（>20mm的颗粒）然后将土样浸入含有分散剂的水中，并在将其用63微米筛过筛前搁置起来（并将其搁置一会，再用63micron的筛子过筛）。将筛中保留的部分烘干，并用一组筛子过筛。称量落在每个筛中土重，并计算出通过每个的累计百分数后，就可描出级配曲线。由重量差确定粘粒/粉粒的总重，并将其表示为子土样总重的百分数。最粗的部分（即粒径>20mm的部分）也可被过筛，并用其结果完成级配曲线的绘制。
不能用筛分法对细粒部分的粒径分布作进一步分组。通常必须用沉降法实现此目的。首先将一小子土样用分散剂进行处理，然后洗过63的筛子。再从中取出500ml的土/水悬浮液，充分搅拌一会后让其沉降。此方法是基于斯托克思定律，即在重力作用下球形颗粒在某一悬浮液中下降的速度为
颗粒直径
颗粒重度
悬浮液的重度（通过为水的重度）
（悬浮液的黏度）
将式3.1变形得在给定时间t内，沉降一给定距离的那些颗粒的直径为
Usually h=100mm, 通常h=100mm, giving 由此给出
因此在，在深度100mm处，t 时间后所取的悬浮液中将不会有粒径大于式3.2所给出的土粒; 但悬浮液中小于d的颗粒所占的比例仍保持不变。用液体比重计的方法包括以一系列时间间隔在深度100mm处测定悬浮液的比重。通过比重读数得到小于某一特定粒径的
颗粒的百分数，从而可画出细粒部分的级配曲线。
Grading Characteristics
级配曲线是粒径分布的一种图形表达，因而可用来作为描述土的手段。因此，人们总是认为在实验室报告或其它报告里附上几份级配曲线是一种好做法。还应牢记的是我们的主要目的是提供对土的类型的描述性术语。这可容易地通过采用这种级配曲线做到，因为用它能估计出土中最有代表性的成分的粒径范围。例如，陡峭的曲线可用来表示级配差的中砂，并表示其粒径范围比较小。
通过采用某些称为级配特征的几何值，可进一步对级配曲线进行定量的分析。首先，定出级配曲线上的三个点以给出以下特征粒径：
只有10%土样通过的最大粒径；
只有30%土样通过的最大粒径；
只有60%土样通过的最大粒径；
根据这些特征粒径，定义出如下级配特征：
有效粒径
均匀系数
级配系数
Lesson 4
Text Volume Changes of Concrete
混凝土在硬结过程中会经历体积变化。如果蒸发失去水分，混凝土会收缩；但如果在水中硬结，它便膨胀。混凝土体积变化的原因可归结为含水量的变化、水泥与水的水化反应、温度变化和所施加的荷载。
Shrinkage
混凝土干燥时的体积变化量不等于它所失去的水的体积。自由水的蒸发基本不产生收
缩。随着混凝土的不断变干，水分蒸发，受约束水泥浆的体积也变化，导致了混凝土的收缩，这多半是由于残留在混凝土中的水的毛细张力所致。毛细管变空导致无收缩的水分丢失，但一旦失去吸收的水分，收缩便发生。
许多因素都会影响因水分环境发生变化而产生的混凝土收缩。
1、水灰比：水灰比越大，收缩越大；
2. 水泥的成分和细度：早强和低热水泥的收缩大于普通水泥，水泥越细，其在潮湿环境中的膨胀越大。
3.骨料的类型、含量及其级配：骨料的粒径越小，收缩越大；骨料含量越大，收缩则越小。
4.外部条件，水分与温度：潮湿环境下的混凝土试件的膨胀量为200 to 300×10-6，但如果让其在空气中干燥，它们将收缩。高温加速了水分的蒸发，因此也加快了收缩。
5. 添加剂：使用水量增加的外加剂也增加了收缩值。
6.试件的尺寸和形状：当收缩在钢筋混凝土构件中发生时，混凝土中产生拉应力，同样大小的压力产生于钢筋中，这些力与荷载引起的力相迭加。因此，当钢筋的配筋率高时，可能会使混凝土开裂。钢筋的合理分布、会使混凝土中的拉应力分布更有利，可减小内部应力差。
普通混凝土的收缩应变终值在200 and 700×10-6之间。对常重混凝土，收缩应变终值可取为300×10-6，英国CP100规范不出的收缩应变终值为500×10-6，这表示3m长素混凝土薄截面构件的非约束收缩为 1.5mm. 如果此构件受到约束，便产生了大约10N/mm2 (1400 psi) 的拉应力。如果凝结后将混凝土保持在潮湿环境中，可减小其收缩。. 因此，将混凝土至少在潮湿环境中养护7天非常重要。
将混凝土置于风中将增加其在迎风一侧的收缩速率。收缩引起结构构件的挠度增大，而挠度也随时间而增长。混凝土截面的对称配筋可防止因收缩而产生的曲率和挠度。
通常，在硬结初期，混凝土收缩较快，但在后期，收缩速度会慢慢变小。可以说15% to 30%收缩量的发生在前两周，40% to 80%发生在前一个月，70% to 85%发生在第一年。
Expansion Due to Rise in Temperature 升温膨胀
混凝土受温膨胀，变冷时收缩。一般混凝土的平均收缩值为每华氏度 5.5×10-6（或每摄氏度12×10-6）。英国标准规范的建议值为每摄氏10-5 、这一值表示如果30m长的构件温度变化33度，其长度变化为10mm. 如果该构件受到约束但并未配筋，由此产生的应力可能约为7N/mm2 (1000 psi)。
在较长的钢筋混凝土结构中，每隔100英尺到200英尺（30m至30m）必须留伸缩缝。伸缩缝宽度约为1英寸（25mm）混凝土并非好的热导体，但钢材却是。因此混凝土的承载能力并不太受温度的影响。
Greep 徐变
混凝土是一种弹塑性材料，即使受低应力作用，它就产生伴有弹性应变的塑性应变。在持续荷载作用下，在很长时间内其塑性变形连续增长，甚至可达数年。此变形在加载后的前4个月最快。这种在持续应力作用下的缓慢变形称为徐变。
图2.5表示受荷载作用的一混凝土圆柱体。其瞬时变形为ε1，它等于应力除以弹性模量。如果将此应力保持一段时间，便可测出另一由徐变所产生的应变增量ε2，如果卸去荷载，弹性应变便得到恢复，同时还产生一些徐变应变。最终会剩下永久塑性应变ε3，如图2.5
所示。 在此情况下，ε3=(1－α)ε2, α是恢复徐变应变与总徐变的比值。 其值在0.1至0.2之间。徐变后效的大小随先前徐变的大小而变化，且在很大程度上取决于荷载的持续时间。如果持荷时间增加，徐变恢复率将变小，这大概是由于混凝土在变形硬化所致。
Figure 2.5 Deformation in a loaded concrete cylinder: (a) specimen unloaded, (b) elastic
deformation,
(c) elastic plus creep deformation, (d) permanent deformation after release of load.
徐变在强度更高的骨料周围的硬结的水泥基中产生，这可能是由于沿晶格中一些平面发生滑移、晶格变化所产生的内部应力、及混凝土凝胶体中水分不断丢失的结果。
影响徐变的各种不同因素可概括如下：
1. 应力大小：
2. 持荷时间：
3. 混凝土强度和龄期：
4. 周围环境条件：
5.加载速率：
6.钢筋混凝土结构中钢筋的配筋率及其分布：
7.混凝土尺寸：
8.水泥的类型、细度和含量：
9.水灰比：
10.骨料的类型和级配：
11.养护方式：
徐变不仅产生于受压，它也产生于受拉，受弯和受扭。
受拉徐变的速率与受压徐变的速率之比在前两周将大于1，但会在长时间内减小。 许多研究者都对混凝土的受压徐变进行了试验研究。
对28天龄期加载的普通混凝土，313.0t C r ，r C =单位应力下单位时间内的徐变。随时间的增加，徐变会大大增加钢筋混凝土梁的挠度。过大的变形会影响结构的稳定性。
持续加载会影响混凝土的强度和变形。 当混凝土在持续集中荷载作用下长达一年时，其钢筋混凝土的强度可能要降低30%.
混凝土的疲劳强度大大低于其静力强度。受压的重复加载和卸载会导致混凝土塑性变形的逐渐积累。如果混凝土不断受压加载2百万次，其疲劳强度容许值会降为其静态抗压强度的50%至60%. 在梁中，混凝土的疲劳强度约为其静态强度的55%.
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Lesson 5 Loads
Text Loads(1)
Introduction
除特殊情况设计规程外（如起重机设计规程），一般设计规程并不规定荷载的大小，尽管它是作为结构分析所输入的基本变量。设计规程的作用就是对于给定的荷载值及其效应，详细说明用设计材料能得到满意构件及其连接尺寸的方法和准则。因此，规程反映了结构必须满足的各种要求，从而使其具有这样一种结构反应，它能使其达到所要求的性能。另一方面，荷载取决于建筑物的使用类型，这反过来取决于相应的地区，地方和国家法规，即常说的建筑规范。
建筑规范的荷载传统上都是作为标准值给出，它们是根据材料特性确定（如恒载）或荷载调查所确定（如活荷载及雪荷载）为了适当地确保作用在任一结构上的荷载不超过规范值，后者往往都要比任一时刻作用任一结构上的荷载值大些。事实上，这可能就是过大的重力荷载大都不会导致结构破坏的原因所在。尽管可能如此，实际上结构上的各种荷载都具有随时间而变化的随机变化特性，且这种变化也取决于荷载类型。不是去处理看上去具有定值特征的标准荷载，现实的设计方法应同时考虑荷载和强度的变异性，以便以合理的手段得到足够的结构安全度。
由于荷载的随机变化是时间以及许多因素的函数，严格地讲，通过采用随机分析方法以反映时间与空间的相互影响，应使建模对此加以考虑。许多研究工作都涉及了这一高度复杂的现象，特别是当其属于活荷载时。然而，实践中采用时间相关荷载至少半是麻烦的，尽管在一些情况下必须考虑其相关性（即在有地震作用时）。对于大多数设计，规范将规定荷载的大小，就象它们是静载似的。通过采用出现在某一参照期（重现周期）内的最大荷载及其统计特性，将它们的时间和空间的变异加以考虑.。例如，美国活荷载准则基于50年重现周期，而加拿大准则是30年。
结构的地理位置对某些荷载起很重要的作用。特别是对于雪、风和地震作用更是如此。第一种荷载对美国中北部和东北部地区非常重要，第二种对具有大风的沿海地区和山岭地区
特别重要，第三种对具有地震断裂带的地区则特别重要。
由于数个现象使风作用效果的设计复杂化。类似于雪荷载和地震作用，在本国的一些地区，对风荷载更加重视。同时，风载不但非静态，而且也非均匀变化，同时还受结构几何形式和周围结构物及地形的影响。在一定程度上，这也适用于雪荷载.。建筑规范将这些作用作为静力荷载并用半经验公式将其与实际情况相联系。这使设计者能更好地处理复杂问题，但当实际结构与设计规范出入太大时，便导致了一些困难。为此，风荷载、有时地震荷载和雪荷载都要用模型试验来确定。特别是风洞试验，它已经成为这些努力中一个有用且实用工具。
除恒载外，通常都假定结构上的荷载与结构类型及其材料无关。然而，一建筑物的反应将随其建材的不同而不同，这取决于荷载的类型。例如，在侧向荷载作用下，特别是当其由地震所引起时，抗弯钢框架的工作性能将全然不同于有支撑框架的性能。另一方面，这两种框架对重力荷载反应的差别却并没有那么大。
一个结构物的大小（如其高度，楼层面积）对大多数荷载的量值影响很大。例如，所有的荷载都受多层建筑高度增加的影响。与这类似，单个构件所支承的楼层面积越大，整个楼层上满载规范规定的活荷载的可能性将越小。在此情况下，将采用活荷载折减法以得到更真实的设计值。
Lesson 6
Text Concepts of Structural Analysis
能用各种方法对结构进行分类。不认真的观察者首先考虑的是根据其相应功能进行分类，如建筑物、桥梁、飞机、塔楼等等。事实上这种结构分类的根据是基本的。所有结构物都因其某些功能而存在。正是由于要使它们完成某些功能要求才促使设计者终生致力于结构设计。此外，也正是对某一功能的安全的、适用的、可行的、和美学上满意的实现决定了一个结构的形式、所用材料和加载方式。
一旦结构的形状和建筑材料确定之后，可将结构再按其形式分类（如拱、桁架或悬挂结构）或按其所用材料分类（如钢结构、混凝土结构或木结构）。结构的形式和建材反过来决定了结构的性能，其性能进而又分析模型的特点。图6.1形象地说明了结构的功能、形式、建筑材料、荷载、结构性能、分析模型储因素之间的关系。至此，我们有必要来讨论一下图6.1所示结构性能的一些方面，并我解释一下它们各自与结构的形式和建筑材料的关系。如果一结构对其加载的响应，譬如某点的位移与所施加的荷载大小成正比，则此结构就是线性的。如果此比例不存在，则该结构就是非线性的。结构非线笥分为两类(1) 材料非线性，此时材料的应力与应变不呈比例；2）几何非线性，此时在荷载作用下其形状与未加载前发生了很大变化。(例如结构中索的存在往往会引起几何非线性，因为索的下垂会产生位移，可以证明，这种位移与索中的内力并不成线性关系) 因此，结构所采用的建筑材料可能被分类为弹性、塑性或粘弹性。当卸除荷载后，弹性材料能回弹以其初始外形，但塑性材料会有一永久变形粘弹性材料的变形与时间有关，因而与加载历史有关，但弹性和塑性材料的变形却与时间无关。一个结构体系是非保守的或保守的，取决于经过一次加载和卸载该体系中有无能量损失。如果卸载后体系并未回到其初始形状，通常都有能量损失，这是要么是由材料非线性引起，要么是由结构内部或其构件之间存在摩擦力。
结构的所有这些性能都将对研究结构时的分析方法起到很大的影响。而且，在建立分析模型时，必须考虑结构材料是否均质、是否各向同性，还是正交各向异性。均质材料的物理性能在各点都相同的，但非均质材料并非如此。各向同性材料的物理性能在各个方向都是相同的但各向异性材料却并非如此。正交各向异性材料是一种特殊的各向异性材料，它在其三个主轴方向的特性不同，但在所有其它方向上的特性则取决于其三个主轴方向的特性。)结构的其它方面，尽管也是设计中要考虑的主要因素，通常将对分析方法影响不大。这些因素包括脆性、延性、可燃性、质地、颜色、硬度和可加工性。
最后讨论一下加载特点，它取决于结构的功能，也会影响结构的分析。结构上真正的静力荷载是恒载，即重力荷载。然而，如果其它荷载施加的足够缓慢，就将其称为伪静力加载，从而分析时可认为是静力的。加载是否足够缓慢取决于加载持续时间是否大于所分析结构的基本周期。通常只有当荷载是周期性的或当共是突然施加的，才将其作为动力荷载处理。即使在此情况下，有时在分析中采用一个所谓的“动力系数”来考虑突然施加荷载的效应，分析结果仍以静态加载形式结出。荷载还可分为外力或内部初始变形。热负荷就是内部初始变形（如初始应变）加载的典型例子。
不幸的是，通常对结构性能的描述并不象上述如此清楚。也就是说，材料并不是“线性”或“非线性”；也不是“弹性”或“塑性”，其性能取决于环境因素，如外界情况和加载速率。
由于分析中所必须考虑的结构性能类型可能取决于要研究的结构响应的类型，这就使这种描述变得更加含糊不清。例如，比较简单的分析模型可能足以得到静态的位移和应力结果，但需要更复杂的模型以得到振动或曲屈分析结果。
为了阐明这一问题以讲解清楚结构矩阵分析方法，我们将对结构特性作一些简化假定。因此，我们将讨论线弹性保守结构因静力加载所引起的位移和应力。我们将进一步将注意力集中到离散杆系结构（刚结和铰结框架结构）而非连续结构。然而，重要的是要在开始就认识到我们将要介绍的概念可推广到许多其它结构问题，其中包括动力响应、材料及几何非纯属、非弹性、失稳和连续结构体系。而且，同样的概念也可应用于其它工程领域的问题，如土工学、水力学、热传导以及甚至是工程领域之外的问题。最后，为了节省时间和篇幅，我们研究的大多数问题将涉及平面内受平面力作用的平面结构。这一方法将保持足够的普遍性，从而使所得到的分析方法能容易地推广到三维空间问题。
Lesson 7
Text Soil Compressibility and Settlement
Types of Ground Movement and Causes of Settlement
地面运动和相关结构稳定性之间的关系比较复杂。首先，导致地面运动的机理有多种，而且，结构形式也多种多样，每一种抵抗地面运动的能力也不同。一些建筑物，如砖石结构，脆性很大，即使在很小的基础位移发生时就可能导致其开裂，甚至结构破坏。其它结构形式可经受很大的地面运动而不发生真正破坏。
Compaction
夯实是强迫土粒以更密集的形式堆积，从而导致其体积减小和空气被排出的过程，夯实需要输入机械能，这通常是自重加载或地面附加荷载的结果。而且我们知道，由交通车辆引、重型机械和某些施工工作，如打桩等产生的振动也是夯实沉降的原因。在地震区，地震波也可能具有类似的功效。最易受振动作用的土包括松砂土、松砾砂土和填土，特别是未经充分碾实和夯实时。
Consolidation
在饱和粘性土中，增加荷载的效果就是将一些空隙水从土中挤出去，这一过程称为固结。其体积逐渐减小直到空隙水压力达到平衡为止；如果土仍能处于饱和状态，减载可引起土的膨胀。本章剩余的大量篇幅将详细研究土的固结过程及其由此引的起沉降的计算方法。极为重要的就是要明白必须有荷载的变化来产生此过程，且最终沉降可能需要数年才能完成。
Elastic Volumetric Settlement弹性体积沉降
在超固结土中，有效土压力的增加将导致土的弹性（大约为弹性）的压缩，如果土压力未超过其屈服点。而当其压力增至超过其屈服点后，非线性（即固结）沉降便发生。因此，对严重超固结粘土，由于其屈服点很高，其沉降计算可根据弹性理论进行，并用其有效应力所对应的诸参数。也可根据其膨胀—再压缩曲线的斜率估计其沉降。粘土的弹性可能是来自其薄的片状颗粒的弯曲。
Immediate or Undrained Settlement瞬时（或不排水）沉降
瞬时（或不排水）沉降是加载过程中的沉降，此时土还未发生大的体积变化。尽管理论上讲，在各种加载过程中都发生此类沉降，但它被伴有体积变化的固结沉降所掩盖。因此，瞬时沉降量的计算通常与快速加载有关，例如，建筑物下面的沉降。可将某一给定深度处土的
不排水刚度假定为弹性常数，从而用弹性理论估计其沉降量。
Moisture Movement水分移动
当一些粘土的含水量增加或减小时，会伴随着明显的体积增大或减小。具有此特性的粘土也称之为可收缩土或膨胀土，它们常出现在南部和东部的一些地区。
Effects of Vegetation植被的影响
使高塑性土沉降的另一因素就是树木根的作用。一些树根系的径向沿伸要大于其高度，它们也可能有几米深。在相距一排白杨树25m的房屋的基础上曾观测到100mm的位移。将这些树移走意味着土中的含水量将增加，从而土将发生膨胀。在要移走大量树木的场地上建造房屋时，要等一两个冬季过后，土中水分达到平衡后再动工。
Effects of Groundwater Lowering地下水位下降的效应
当从开挖的基坑中将水抽出时，其周围地下水位将会下降。由于以下两种过程，这种含水量的减小会导致沉降。其一，如上所述，在一些粘土中，含水量的减小将导致体积减小，从而使下降后的地下水位以上的土收缩；其二，空隙静水压力的减小导致下层土的有效覆盖土压应力的增加，从而可能使下降后的水位以上的土（特别是粘土或泥炭土）发生固结。
Effects of Temperature Changes 温度变化的效应
当炼钢炉、砖窑、烤炉和锅炉房基础下的粘土变干时，土可出现严重的收缩。例如，在不到两年内，一个建造在伦敦粘土的锅炉房中心沉降了150mm，周边沉降了75mm. 因此，通过在此类热源和基土之间设置一敞开的或碎石填充的通气层。
Effects of Seepage and Scouring 渗透和冲刷效应
在某些砂土中，如细干砂土或黄土中，水的流动能移走一些细小颗粒。冲刷是土被地表水或水流带走的过程，但这在下水管或供水主管道破裂的地方也可能发生。在大大低于地下水位的围堰和类似结构中进行开挖作业时，水的向上运动可能会导致一种称为管涌的不稳定。在干燥地区，此类土可能会因风作用而产生表面侵蚀。
Loss of Lateral Support 失去横向支撑
一种常见的、通常会导致严重的、甚至是灾难性的建筑物破坏的基础运动，都是由基础周围开挖深孔所致。有在建筑物周围进行开挖造成建筑物破坏的许多实例。基底土的承载力与其周围土所提供的侧向支撑有关，从而在计算土的极限承载力时是计入这一影响的。如果移去这一支撑，如在无支撑开挖时所出现在那样，可能出现的问题就是基础下土发生剪切滑移，从而将基础带入开挖的坑中。与之类似，由于土的滑动或流动所引起的自然坡或切坡的运动也可能导致基础沉降。
Lesson 8
Text: Structural Steel Behavior
Mechanical Properties under Static Load
在静力荷载作用下大多数结构钢的一些力学性能如图8.1所示，最初钢材的线性应力-应变曲线为线性，其斜率为杨氏弹性模量。弹性模量E的变化范围是2~2.1兆帕，通常假定其值约为2兆帕。钢材在此线性阶段保持弹性，卸载后可完全恢复。线弹性性能的极限常近似为屈服应力Fy，相应的屈服应变为Fy/E。超过此极限后，钢材出现塑流，直至应变增止应变硬化应变 st前，其应力都不再增加。些塑性范围通常都比较大，它是钢材具有延性的原因。当超过应变硬化应变后，应力便超过屈服应为Fy，赶到应力达到极限应力Fu。至此，截面出现局部减小，承载力下降，最终出现拉断破坏。
屈服应力Fy也许是一结构钢最重要的强度特性。它随钢材的化学成分的不同具有明显变化，最为主要的化学成分包括碳和锰，它们的增加都能提高钢材的屈服应力。屈服应力随所采用的热处理和轧制过程中的加工量而变化。因此，加工较多的较薄的钢板比具有同样化学成分的较厚钢板的屈服应力高些。冷加工也提高钢材的屈服应力。应力速率影响屈服应力，高的应变速率使上（或第一）屈服应力以及下屈服应力Fy都有提高。确定某一钢材屈服应力的试验中所采用的加载速率大大高于实际结构常遇到的大致静态加载的速率。
为了设计目的，为每一不同级别的钢材指定一个所谓的‘最小’屈服应力。在澳大利亚和英国，这些分级是基于钢材的化学成分和热处理，从而在每一分级中，屈服应力随轧制型钢或钢板的最大厚度而降低。而在美国，每一级别的化学成分和热处理不同，引用的屈服应力并不随厚度而变化。某一钢材所谓‘最小’屈服应力由许多标准试验结果所确定。由于局部化学成分，热处理，加工量，厚度以及加载速率的小的差异，标准试验的结果具有比较大的离散性。鉴于此，为某一特定钢材所指定的、用于设计的所谓‘最小’屈服应力Fy通常是一个标准值，它具有在任一标准试验中被超过的一特定几率（常为95%）。因此，某一试验结果可能会大大高于所指定的屈服应力。当然，如果对除了截面最厚部分以外的任何部分进行试验，这一差异将会更大。
通常认为根据单轴拉伸所确定的屈服应力也适用于单轴受压。
Fatigue Failure under Repeated Loads
在许多轮脉动荷载作用下，结构钢可能在平均拉应力较低时就断裂。这种高周疲劳破坏始于反复加载产生的局部破坏，因为它导致了局部细小裂缝的出现。而后的反复加载导致疲劳裂缝逐渐延伸，直到最终有效截面减小太多以致出现灾难性破坏为止。只有当在结构设计寿命内可能出现大量加载次数时才在设计中考虑高周疲劳。这种情况常见于桥梁、起重机以及支撑机械的结构，而风浪荷载也可能导致疲劳问题。
严重影响抗疲劳破坏的因素包括加载次数、每一加载的应力幅以及局部应力集中的大小。
防止疲劳的设计要考虑结点的布置以及容许应力，通常结点应布置得使应力集中最
小，且应尽可能产生通过结点的平滑的应力流。在确定焊接详图时也应谨记此点，应避免不必要的‘应力提高因素’。在可能的地方，将结点位置限定在低应力区也是有益的，如反弯点或中性轴附近。
Brittle Fracture under Impact Load
结构钢并不总是表现为延性，在一些情况下，突然的灾难性的破坏也可能发生，即使其名义拉应力较低时。脆性破坏始于高局部应力区细小裂缝的存在或形成，这些裂缝一旦出现，便可能以延性的（或稳定的）方式发展，并且这种发展需要外部力提供能量才能将钢材拉断。更为严重的是以脆性（或不稳定）方式高速发展的那些裂缝，这种发展需要存储于钢材中的内部弹性应变能的释放来使钢结构破坏。当有足够的内部应变能时，这种裂缝是自发展式的，并且将继续发展直到被其路径上的具有足够变形能力从而能吸收所释放的内部能的延性构件所阻止为止。
结构抵抗脆性破坏的能力取决于局部应力集中，钢材自身的延性以及结构的三维几何约束。高局部应力易导致裂缝出现，因此由差的几何形式和加载布置（包括冲击加载）所致的应力集中都是危险的。材料中的裂缝和缺陷也很重要，它们不但提高局部应力，也是裂缝可能出现的区域。
结构钢的延性取决于其万分、热处理和厚度，并随温度和加载速率变化。图8.2 表示受到冲击时，钢材所能吸收能量的能力随着温度的增加。低温时，吸能能力也低，脆性裂缝比较容易出现和发展，但当温度较高时，由于延性屈服，钢材的吸能能力提高，裂缝能停止延伸。在这两种极端情况下存在开裂越来越困难的过渡区，脆性破坏的可能性也会由动态加载所产生的高应变速率增加，这是因为动态加载所产生的屈服应力的提高降低了由延性破坏所可能带来的能量吸收。钢材的化学成分对其延性影响很大：过多的非金属元素的含量会增加其脆性，而一些金属元素的存在会增加延性。含有较大晶体颗粒的钢材一般都会更脆些，这主要受热处理及其厚度的影响（较厚的型钢的晶体颗粒一般都比较大些）三维几何约束，如在较厚或体积较大的构件上出现的几何约束，也会使脆性增加，这是因为此时局部应力更高，开裂时所释放的能量更大，从而使裂缝也更容易扩展。
Lesson Ten Text Reinforced Concrete Beams
Singly Reinforced beams
在应用力学里，已经研究了均质梁的性能, 所建立的纯弯基本公式如下： M f E I y R == fI M fZ y
== 221M d y E I R d x =? 如果材料是弹性的，服从虎克定律和贝努利平截面假定，且梁是均质弹性的，则采用以上公式，就可得出梁长任意点处某截面上的应力、曲率、转角和挠度。在浅钢梁的情况下，我们知道以上假定都成立的。
在混凝土情况下，由于其抗压强度高而抗拉强度低，素混凝土梁在受拉区开裂而突然破坏。 为了增加素混凝土梁的强度，通常都是将钢筋布置在受拉区，从而有了钢筋水泥混凝土的问世和应用。由于钢材强度是混凝土强度的15至30倍，钢筋也被用在受压区来减小受弯构件的尺寸。. 据梁中钢筋面积，可控制其性能。 对矩形截面，如果只在受拉区存在钢筋，就称其为单筋梁；对于其高度受到限制的梁（通常这种限制由建筑师提出），就必须同时加强受拉区和受压区，这种梁称双筋梁。简单矩形截面的应用并没有将梁和板浇筑在一起常见。在些情况下，混凝土板的一部分与矩形肋或腹板一同工作， 如果板只在腹板的一侧伸出，所形成的截面就象倒置的字母L ，如果板是在腹板的双侧都伸出，则形似字母T 。 具有这些截面的梁通常被称为L 或T 形梁。实验室试验表明当一混凝土梁受到纯弯作用，且随着弯矩的逐渐增加，梁将发生挠曲，产生裂缝，其中性轴上移，钢筋达到屈服，且最终因梁最外缘混凝土纤维过大的压应变而破坏。
钢筋混凝土梁设计者的目的就是以数学术语预测这一整个工作性能，找出其影响参数，并得到开裂、挠曲和倒塌的极限荷载。
nalysis and design are really complementary in nature. 分析和设计从本质上讲的确是互补的。只有知道了荷载，梁的尺寸、所采用的材料以及所配置的钢筋量，就可用钢筋混凝土理论分析应力、应变、挠度、裂缝间距、宽度以及破坏荷载。然而，常见的问题是要设计一个能满足裂极限缝宽度、挠度和承载力的截面，从而通常对同一设计问题会有无数答案。通常都是根据其中某一极限状态，估计出截面尺寸，再对梁进行分析使其满足其它极限状态要求。因此，设计后跟着再进行分析，从而经过迭代过程最终得出断面。只有充分学会了此分析过程，才能明了设计过程。以下，将着重强调受弯分析方法。
对一钢筋混凝土梁，可得到其如下工作过程：
(a) 当荷载较小时，如同各向同性、均质，线弹性梁一样，混凝土截面上的应变较小，中性轴处于未开裂截面的形心，应力与应变成正比，挠度与荷载成正比此阶段（阶段I ）直到受拉区混凝土开裂才终至。
(b) 随着荷载的增加，在纯受弯的梁上出现许多相间分明的裂缝，钢筋开始起作用，其应变增加，开裂区的中性轴上移，挠度和转角的发展更快。这一第二阶段（阶段II ）就是我们通常所见到的梁在其工作状态时的性能。但裂缝极小，只有在非常相距很近时才能看到。and
(c) 第三阶段（阶段III ）始于钢筋屈服，中性轴大大上移、非线性挠度增加、严重开裂，最终混凝土被压碎（εcu=0.0035），从而导致梁的最后破坏，承载力不再提高。
Failure Modes of Reinforced Concrete Beams
当将一混凝土梁加载至破坏，可能出现三种弯曲破坏模式。特定的破坏模式取决于受拉区钢筋的百分比。其中两种模式是脆性破坏，一种为延性破坏。由于设计者主要关心的是如何设计出吸能能力强的延性梁，梁必须设计成只能出现延性破坏。
Case 1.情形I. 梁是超筋梁，破坏模式是突然破坏，工程师在设计中要严防此种破坏。当超筋梁加载至破坏，破坏始于混凝土压碎，继而受压区突然破裂，而钢筋较大面积上的应力并未达到其屈服点。要防止这一破坏，在混凝土应变小于其破坏应变0.0035时，钢筋就必须屈服。
Case 2. 情形I. 梁配有适量百分比的钢筋，破坏是始于钢筋屈服，而混凝土的压应变较低。这种梁能继续承载，并能在最终破坏前经受较大的挠曲，这一延性破坏模式是唯一可接受的一种模式。
Case 3. 梁只配置有少量百分比的钢筋，其破坏也是脆性的。当混凝土中的拉应力超过了其弯折模量（抗拉强度），混凝土便开裂，并立即释放其所承受的拉力，这时，应力较低的钢筋必须吸收这一荷载增值，如果钢筋面积太小而不能承受此力时，钢筋将被突然拉断，梁截面也将立即破坏。
为了确保延性破坏，ACI规范确定了钢筋容许面积的上下限。下限保证了配置足够的钢筋以防止因钢筋突然拉断而引起的破坏，而上限防止了超筋梁。
法语工程词汇-字典词典-建筑土木工程报价用语
. 工程报价用语 LCF/ALGERIE/ORAN ================================
目录 1、土方 (1) 2、下部结构 (1) 3、上部结构…………………………………………………………………………… .1 4、圬工-抹灰 (2) 5、面层………………………………………………………………………………2～3 6、防水…………………………………………………………
(3) 7、木门窗....................................................................................... (3) 8、金属门窗…………………………………………………………………………3～4 9、铝合金门窗及幕墙……………………………………………………………4～5 10、暖卫洁具………………………………………………………………………...5～7 ～洁具 (5) ～龙头和配件………………………………………………………………… 5～6 ～管子 (6) ～饮用水/内部消
防………………………………………………………………...6～7 ～排污排废 (6) 11、电………………………………………………………………………………7～10 ～电器设备 (7) ～电线及护管.............................................................................. (8) ～配电盘…………………………………………………………………… …… 8～10 ～干管 (10) 12、油漆和玻璃…………………………………………………………………..10～11
第一课 土木工程学土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。 土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的基础公共设施。他们也建造私有设施，比如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。 土木一词来源于拉丁文词“公民”。在1782年，英国人John Smeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。 领域。因为包含范围太广，土木工程学又被细分为大量的技术专业。不同类型的工程需要多种不同土木工程专业技术。一个项目开始的时候，土木工程师要对场地进行测绘，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和电力线。岩土工程专家则进行土力学试验以确定土壤能否承受工程荷载。环境工程专家研究工程对当地的影响，包括对空气和地下水的可能污染，对当地动植物生活的影响，以及如何让工程设计满足政府针对环境保护的需要。交通工程专家确定必需的不同种类设施以减轻由整个工程造成的对当地公路和其他交通网络的负担。同时，结构工程专家利用初步数据对工程作详细规划，设计和说明。从项目开始到结束，对这些土木工程专家的工作进行监督和调配的则是施工管理专家。根据其他专家所提供的信息，施工管理专家计算材料和人工的数量和花费，所有工作的进度表，订购工作所需要的材料和设备，雇佣承包商和分包商，还要做些额外的监督工作以确保工程能按时按质完成。 贯穿任何给定项目，土木工程师都需要大量使用计算机。计算机用于设计工程中使用的多数元件（即计算机辅助设计，或者CAD）并对其进行管理。计算机成为了现代土木工程师的必备品，因为它使得工程师能有效地掌控所需的大量数据从而确定建造一项工程的最佳方法。 结构工程学。在这一专业领域，土木工程师规划设计各种类型的结构，包括桥梁，大坝，发电厂，设备支撑，海面上的特殊结构，美国太空计划，发射塔，庞大的天文和无线电望远镜，以及许多其他种类的项目。结构工程师应用计算机确定一个结构必须承受的力：自重，风荷载和飓风荷载，建筑材料温度变化引起的胀缩，以及地震荷载。他们也需确定不同种材料如钢筋，混凝土，塑料，石头，沥青，砖，铝或其他建筑材料等的复合作用。 水利工程学。土木工程师在这一领域主要处理水的物理控制方面的种种问题。他们的项目用于帮助预防洪水灾害，提供城市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，维护河滩及其他滨水设施。此外，他们设计和维护海港，运河与水闸，建造大型水利大坝与小型坝，以及各种类型的围堰，帮助设计海上结构并且确定结构的位置对航行影响。 岩土工程学。专业于这个领域的土木工程师对支撑结构并影响结构行为的土壤和岩石的特性进行分析。他们计算建筑和其他结构由于自重压力可能引起的沉降，并采取措施使之减少到最小。他们也需计算并确定如何加强斜坡和填充物的稳定性以及如何保护结构免受地震和地下水的影响。 环境工程学。在这一工程学分支中，土木工程师设计，建造并监视系统以提供安全的饮用水，同时预防和控制地表和地下水资源供给的污染。他们也设计，建造并监视工程以控制甚至消除对土地和空气的污染。他们建造供水和废水处理厂，设计空气净化器和其他设备以最小化甚至消除由工业加工、焚化及其他产烟生产活动引起的空气污染。他们也采用建造特殊倾倒地点或使用有毒有害物中和剂的措施来控制有毒有害废弃物。此外，工程师还对垃圾掩埋进行设计和管理以预防其对周围环境造成污染。
第一部分必须掌握，第二部分尽量掌握 第一部分： 1 Finite Element Method 有限单元法 2 专业英语Specialty English 3 水利工程Hydraulic Engineering 4 土木工程Civil Engineering 5 地下工程Underground Engineering 6 岩土工程Geotechnical Engineering 7 道路工程Road (Highway) Engineering 8 桥梁工程Bridge Engineering 9 隧道工程Tunnel Engineering 10 工程力学Engineering Mechanics 11 交通工程Traffic Engineering 12 港口工程Port Engineering 13 安全性safety 17木结构timber structure 18 砌体结构masonry structure 19 混凝土结构concrete structure 20 钢结构steelstructure 21 钢-混凝土复合结构steel and concrete composite structure 22 素混凝土plain concrete 23 钢筋混凝土reinforced concrete 24 钢筋rebar 25 预应力混凝土pre-stressed concrete 26 静定结构statically determinate structure 27 超静定结构statically indeterminate structure 28 桁架结构truss structure 29 空间网架结构spatial grid structure 30 近海工程offshore engineering 31 静力学statics 32运动学kinematics 33 动力学dynamics 34 简支梁simply supported beam 35 固定支座fixed bearing 36弹性力学elasticity 37 塑性力学plasticity 38 弹塑性力学elaso-plasticity 39 断裂力学fracture Mechanics 40 土力学soil mechanics 41 水力学hydraulics 42 流体力学fluid mechanics 43 固体力学solid mechanics 44 集中力concentrated force 45 压力pressure 46 静水压力hydrostatic pressure 47 均布压力uniform pressure 48 体力body force 49 重力gravity 50 线荷载line load 51 弯矩bending moment 52 torque 扭矩53 应力stress 54 应变stain 55 正应力normal stress 56 剪应力shearing stress 57 主应力principal stress 58 变形deformation 59 内力internal force 60 偏移量挠度deflection 61 settlement 沉降 62 屈曲失稳buckle 63 轴力axial force 64 允许应力allowable stress 65 疲劳分析fatigue analysis 66 梁beam 67 壳shell 68 板plate 69 桥bridge 70 桩pile 71 主动土压力active earth pressure 72 被动土压力passive earth pressure 73 承载力load-bearing capacity 74 水位water Height 75 位移displacement 76 结构力学structural mechanics 77 材料力学material mechanics 78 经纬仪altometer 79 水准仪level 80 学科discipline 81 子学科sub-discipline 82 期刊journal ,periodical 83文献literature 84 ISSN International Standard Serial Number 国际标准刊号 85 ISBN International Standard Book Number 国际标准书号 86 卷volume 87 期number 88 专着monograph 89 会议论文集Proceeding 90 学位论文thesis, dissertation 91 专利patent 92 档案档案室archive 93 国际学术会议conference 94 导师advisor 95 学位论文答辩defense of thesis 96 博士研究生doctorate student 97 研究生postgraduate 98 EI Engineering Index 工程索引 99 SCI Science Citation Index 科学引文索引 100ISTP Index to Science and Technology Proceedings 科学技术会议论文集索引 101 题目title 102 摘要abstract 103 全文full-text 104 参考文献reference 105 联络单位、所属单位affiliation 106 主题词Subject 107 关键字keyword 108 ASCE American Society of Civil Engineers 美国土木工程师协会 109 FHWA Federal Highway Administration 联邦公路总署
第一课土木工程学 土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。 土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的基础公共设施。他们也建造私有设施，比如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。 土木一词来源于拉丁文词“公民”。在1782年，英国人John Smeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。 领域。因为包含范围太广，土木工程学又被细分为大量的技术专业。不同类型的工程需要多种不同土木工程专业技术。一个项目开始的时候，土木工程师要对场地进行测绘，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和电力线。岩土工程专家则进行土力学试验以确定土壤能否承受工程荷载。环境工程专家研究工程对当地的影响，包括对空气和地下水的可能污染，对当地动植物生活的影响，以及如何让工程设计满足政府针对环境保护的需要。交通工程专家确定必需的不同种类设施以减轻由整个工程造成的对当地公路和其他交通网络的负担。同时，结构工程专家利用初步数据对工程作详细规划，设计和说明。从项目开始到结束，对这些土木工程专家的工作进行监督和调配的则是施工管理专家。根据其他专家所提供的信息，施工管理专家计算材料和人工的数量和花费，所有工作的进度表，订购工作所需要的材料和设备，雇佣承包商和分包商，还要做些额外的监督工作以确保工程能按时按质完成。 贯穿任何给定项目，土木工程师都需要大量使用计算机。计算机用于设计工程中使用的多数元件（即计算机辅助设计，或者CAD）并对其进行管理。计算机成为了现代土木工程师的必备品，因为它使得工程师能有效地掌控所需的大量数据从而确定建造一项工程的最佳方法。 结构工程学。在这一专业领域，土木工程师规划设计各种类型的结构，包括桥梁，大坝，发电厂，设备支撑，海面上的特殊结构，美国太空计划，发射塔，庞大的天文和无线电望远镜，以及许多其他种类的项目。结构工程师应用计算机确定一个结构必须承受的力：自重，风荷载和飓风荷载，建筑材料温度变化引起的胀缩，以及地震荷载。他们也需确定不同种材料如钢筋，混凝土，塑料，石头，沥青，砖，铝或其他建筑材料等的复合作用。 水利工程学。土木工程师在这一领域主要处理水的物理控制方面的种种问题。他们的项目用于帮助预防洪水灾害，提供城市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，维护河滩及其他滨水设施。此外，他们设计和维护海港，运河与水闸，建造大型水利大坝与小型坝，以及各种类型的围堰，帮助设计海上结构并且确定结构的位置对航行影响。 岩土工程学。专业于这个领域的土木工程师对支撑结构并影响结构行为的土壤和岩石的特性进行分析。他们计算建筑和其他结构由于自重压力可能引起的沉降，并采取措施使之减少到最小。他们也需计算并确定如何加强斜坡和填充物的稳定性以及如何保护结构免受地震和地下水的影响。 环境工程学。在这一工程学分支中，土木工程师设计，建造并监视系统以提供安全的饮用水，同时预防和控制地表和地下水资源供给的污染。他们也设计，建造并监视工程以控制甚至消除对土地和空气的污染。
a common way to construct steel truss and prestressed concrete cantilever spans is to counterbalance each cantilever arm with another cantilever arm projecting the opposite direction,forming a balanced cantilever. they attach to a solid foundation ,the counterbalancing arms are called anchor arms /thus,in a bridge built on two foundation piers,there are four cantilever arms ,two which span the obstacle,and two anchor arms which extend away from the obstacle,because of the need for more strength at the balanced cantilever's supports ,the bridge superstructure often takes the form of towers above the foundation piers .the commodore barry bridge is an example of this type of cantilever bridge 一种常见的方法构造钢桁架和预应力混凝土悬臂跨度是每一个悬臂抗衡预测相反的方向臂悬臂，形成一个平衡的悬臂。他们重视了坚实的基础，制约武器被称为锚武器/因此，在两个基础上建一座桥桥墩，有四个悬臂式武器，这两者之间跨越的障碍，和两个锚武器哪个延长距离的障碍，因为为更多的在平衡悬臂的支持力量的需要，桥梁上部结构往往表现为塔墩基础之上形成的准将巴里大桥是这种类型的例子悬臂桥 steel truss cantilever support loads by tension of the upper members and compression of the lower ones .commonly ,the structure distributes teh tension via teh anchor arms to the outermost supports ,while the compression is carried to the foundation beneath teh central towers .many truss cantilever bridges use pinned joints and are therefore statically determinate with no members carrying mixed loads 钢桁架悬臂由上层成员和下层的紧张压缩支持负载。通常，结构分布通过锚武器的最外层的支持紧张，而压缩抬到下方的中央塔的基础。桁架悬臂许多桥梁使用固定的关节，是静定，没有携带混合负载的成员，因此 prestressed concrete balanced cantilever bridges are often built using segmental construction .some steel arch bridges are built using pure cantilever spans from each sides,with neither falsework below nor temporary supporting towers and cables above ,these are then joined with a pin,usually after forcing the union point apart ,and when jacks are removed and the bridge decking is added the bridge becomes a truss arch bridge .such unsupported construction is only possible where appropriate rock is available to support the tension in teh upper chord of the span during construction ,usually limiting this method to the spanning of narrow canyons 预应力混凝土平衡悬臂桥梁往往建立使用段施工。一些钢拱桥是使用各方面的纯悬臂跨度既无假工作下面也临时支撑塔和电缆上面，这些都是再加入了一根针，通常在迫使工会点外，当插孔删除，并添加桥梁甲板桥成为桁架拱桥，这种不支持的建设，才可能在适当情况下的岩石可用于支持在施工期间的跨度弦上的张力，通常限制这狭隘的峡谷跨越方法 an arch bridge is a bridge with abutments at each end shaped as a curved arch .arch bridges work by transferring the weight of the bridge and its loads partially into a horizontal thrust restrained by the abutments at either side .a viaduct may be made from a series of arches ,although other more economical structures are typically used today 在拱桥桥台的桥梁，是一个在一个弧形拱状，每年年底。拱桥通过转移到由部分在两边的桥台水平推
Part IV：Commonly Used Professional Terms of Civil Engineering development organization 建设单位 design organization 设计单位 construction organization 施工单位 reinforced concrete 钢筋混凝土 pile 桩 steel structure 钢结构 aluminium alloy 铝合金 masonry 砌体（工程）reinforced ~ 配筋砌体load-bearing ~ 承重砌体unreinforced ~非配筋砌体 permissible stress (allowable stress) 容许应力plywood 胶合板 retaining wall 挡土墙 finish 装修 finishing material装修材料 ventilation 通风 natural ~ 自然通风 mechanical ~ 机械通风 diaphragm wall (continuous concrete wall) 地下连续墙 villa 别墅 moment of inertia 惯性矩 torque 扭矩 stress 应力normal ~ 法向应力shear ~ 剪应力 strain 应变 age hardening 时效硬化 air-conditioning system空调系统 (air) void ration（土）空隙比 albery壁厨，壁龛 a l mery壁厨，贮藏室 anchorage length锚固长度 antiseismic joint 防震缝 architectural appearance 建筑外观 architectural area 建筑面积 architectural design 建筑设计 fiashing 泛水 workability (placeability) 和易性 safety glass安全玻璃 tempered glass (reinforced glass) 钢化玻璃foamed glass泡沫玻璃 asphalt沥青 felt (malthoid) 油毡 riveted connection 铆接 welding焊接 screwed connection 螺栓连接 oakum 麻刀，麻丝 tee三通管 tap存水弯 esthetics美学 formwork 模板（工程） shoring 支撑 batching 配料 slipform construction (slipforming) 滑模施工 lfit-slab construction 升板法施工 mass concrete 大体积混凝土 terrazzo水磨石 construction joint 施工缝 honeycomb蜂窝，空洞，麻面 piled foundation桩基 deep foundation 深基础 shallow foundation浅基础 foundation depth基础埋深 pad foundation独立基础 strip foundation 条形基础 raft foundation筏基 box foundation箱形基础 BSMT=basement 地下室 lift 电梯electric elevator lift well电梯井 escalator 自动扶梯 Poisson’s ratio 泊松比μ Young’s modulus , modulus of elasticity 杨氏模量，弹性模量E safety coefficient 安全系数 fatigue failure 疲劳破坏 bearing capacity of foundations 地基承载力bearing capacity of a pile 单桩承载力 two-way-reinforcement 双向配筋 reinforced concrete two-way slabs钢筋混凝土双向板 single way slab单向板 window blind 窗帘sun blind wind load 风荷载 curing 养护 watertight concrete 防水混凝土 white cement白水泥 separating of concrete混凝土离折segregation of concrete mortar 砂浆~ joint 灰缝 pilaster 壁柱 fire rating耐火等级 fire brick 耐火砖 standard brick标准砖
土木工程专业英语原文 及翻译 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
08 级土木(1) 班课程考试试卷 考试科目专业英语 考试时间 学生姓名 所在院系土木学院 任课教师 徐州工程学院印制 Stability of Slopes Introduction Translational slips tend to occur where the adjacent stratum is at a relatively shallow depth below the surface of the slope:the failure surface tends to be plane and roughly parallel to the slips usually occur where the adjacent stratum is at greater depth，the failure surface consisting of curved and plane sections． In practice, limiting equilibrium methods are used in the analysis of slope stability. It is considered that failure is on the point of occurring along an assumed or a known failure surface．The shear strength required to maintain a condition of limiting equilibrium is compared with the available shear strength of the soil，giving the average factor of safety along the failure surface．The problem is considered in two dimensions，conditions of plane strain being assumed．It has been shown that a two-dimensional analysis gives a conservative result for a failure on a three-dimensional(dish-shaped) surface． Analysis for the Case of φu =0 This analysis, in terms of total stress，covers the case of a fully saturated clay under undrained conditions, . For the condition immediately after construction．Only moment equilibrium is considered in the analysis．In section, the potential failure surface is assumed to be a circular arc. A trial failure surface(centre O，radius r and length L a where F is the factor of safety with respect to shear strength．Equating moments about O：
土木工程专业英语课文原 文及对照翻译 Newly compiled on November 23, 2020
Civil Engineering Civil engineering, the oldest of the engineering specialties, is the planning, design, construction, and management of the built environment. This environment includes all structures built according to scientific principles, from irrigation and drainage systems to rocket-launching facilities. 土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。 Civil engineers build roads, bridges, tunnels, dams, harbors, power plants, water and sewage systems, hospitals, schools, mass transit, and other public facilities essential to modern society and large population concentrations. They also build privately owned facilities such as airports, railroads, pipelines, skyscrapers, and other large structures designed for industrial, commercial, or residential use. In addition, civil engineers plan, design, and build complete cities and towns, and more recently have been planning and designing space platforms to house self-contained communities. 土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的基础公共设施。他们也建造私有设施，比如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。 The word civil derives from the Latin for citizen. In 1782, Englishman John Smeaton used the term to differentiate his nonmilitary engineering work from that of the military engineers who predominated at the time. Since then, the term civil engineering has often been used to refer to engineers who build public facilities, although the field is much broader 土木一词来源于拉丁文词“公民”。在1782年，英国人John Smeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。 Scope. Because it is so broad, civil engineering is subdivided into a number of technical specialties. Depending on the type of project, the skills of many kinds of civil engineer specialists may be needed. When a project begins, the site is surveyed and mapped by civil engineers who locate utility placement—water, sewer, and power lines. Geotechnical specialists perform soil experiments to determine if the earth can bear the weight of the project. Environmental specialists study the project’s impact on the local area: the potential for air and
(1)Concrete and reinforced concrete are used as building materials in every country. In many, including Canada and the United States, reinforced concrete is a dominant structural material in engineered construction. (1)混凝土和钢筋混凝土在每个国家都被用作建筑材料。在许多国家，包括加拿大和美国，钢筋混凝土是一种主要的工程结构材料。 (2)The universal nature of reinforced concrete construction stems from the wide availability of reinforcing bars and the constituents of concrete, gravel, sand, and cement, the relatively simple skills required in concrete construction. (2) 钢筋混凝土建筑的广泛存在是由于钢筋和制造混凝土的材料，包括石子，沙，水泥等，可以通过多种途径方便的得到，同时兴建混凝土建筑时所需要的技术也相对简单。 (3)Concrete and reinforced concrete are used in bridges, building of all sorts, underground structures, water tanks, television towers, offshore oil exploration and production structures, dams, and even in ships. (3)混凝土和钢筋混凝土被应用于桥梁，各种形式的建筑，地下结构，蓄水池，电视塔，海上石油平台，以及工业建筑，大坝，甚至船舶等。 (4)Reinforce concrete structures consist of a series of individual members that interact to support the loads placed on the structure. The floor of concrete buildings is often built of concrete joist-slab construction. (4)钢筋混凝土结构由一系列单独构件组成，这些构件通过相互作用共同抵抗施加在结构上的荷载。混凝土建筑的楼层通常采用肋梁楼盖的形式。 (5)A series of parallel ribs or joists support the load from the top slab. The reactions supporting the joists apply load to the beams, which in turn are supported by the columns. (5)一系列的平行梁肋或次梁抵抗其上楼板传来的荷载，次梁的反力作为荷载施加在主粱上，主粱则支承在柱上。 (6)The slab transfers load laterally to the joists, and serves as the top flange of the joists, which act as T-shaped beams that transmit the load to the beams running at right angles to the joists. (6)楼板将荷载垂直传递给次梁，并且作为上翼缘和次梁一起形成T形截面梁，将荷载传递给与次梁正交的主粱。 (7)Some floors of have a slab-and-beam design in which the slab spans between beams, which in turn apply loads to the columns. (7)一些楼层被设计成梁板结构，即楼板直接支承在相邻的主粱上，主粱再将荷载传递到柱上。 (8)Concrete is strong in compression but weak in tension. As a result, cracks develop whenever loads, or restrained shrinkage or temperature changes, give rise to tensile stresses in excess of the tensile strength of the concrete. (8)混凝土的抗压能力很强但抗拉能力很弱。因此，当荷载、受约束的收缩或温度变化所引起的拉应力超过其抗拉强度时，混凝土中的裂缝就会开展。 (9)The construction of a reinforced concrete member involves building a form or mould in the shape of the member being built. The form must be strong enough to support the weight and hydrostatic pressure of the wet concrete. (9)钢筋混凝土构件的制作需要一个与构件形状相同的模子，其必须具有足够的强度以抵抗湿混凝土的重量和流动压力。 (10)The reinforcement is placed in this form and held in place during the concreting
A Type Wooden Ladder A字木梯 A-frame A型骨架 A-truss A型构架 Abandon 废弃 Abandoned well 废井 Aberration of needle 磁针偏差Abnormal pressure 异常压力abnormally high pressure 异常高压Abort 中止 abrasion 磨损 Abrasion surface 浪蚀面 abrasive cut-off machine 磨切机Abrasive Cutting Wheel 拮碟abrasive grinding machine 研磨机Abrasive Grinding Wheel 磨碟abrasive particle 磨料颗粒 Absolute address 绝对地址Absolute altitude 绝对高度Absolute damping 绝对阻尼Absolute deviation 绝对偏差Absolute flying height 绝对航高Absolute gravity 绝对重力 absolute permeability 绝对渗透率absolute porosity 绝对孔隙率absolute temperature 绝对温度absorbability 吸收性；吸附性absorption 吸收 abutment 桥墩 abutting end 邻接端 acceleration 加速 acceleration lane 加速车道Acceleration of gravity 重力加速度acceleration pedal 加速器踏板accelerator 催凝剂；加速器；催化剂acceptance criteria 接受准则 access 通路；通道 access door 检修门；通道门access lane 进出路径 access panel 检修门 access point 入口处；出入通道处access ramp 入口坡道；斜通道access road 通路；通道 access shaft 竖井通道 access spiral loop 螺旋式回旋通道access staircase 通道楼梯 access step 出入口踏步 access tunnel 隧道通道 accessible roof 可到达的屋顶accessory 附件；配件accident 事故；意外 accidental collapse 意外坍塌 accommodate 装设；容纳 accredited private laboratory 认可的私 人实验室 accumulator 储压器；蓄电池 accuracy limit 精度限制 acetylene cylinder 乙炔圆筒 Acetylene Hose 煤喉 Acetylene Regulator 煤表 acid plant 酸洗设备；酸洗机 acid pump 酸液泵 acid tank 酸液缸 acidic rock 酸性岩 acoustic couplant 声耦合剂 acoustic coupler 声音藕合器；音效藕 合器 acoustic lining 隔音板 acoustic screen 隔声屏 Acoustic wave 声波 acrylic paint 丙烯漆料(压克力的油漆) acrylic sheet 丙烯胶片(压克力的胶片) active corrosion 活性腐蚀 active earth pressure 主动土压力 active fault 活断层 active oxidation 活性氧化 actual plot ratio 实际地积比率 actuator 促动器；唧筒；激发器 adapt 改装 adaptor 适配器；承接器；转接器； addition 增设；加建 additional building works 增补建筑工 程 additional horizontal force 额外横向力 additional plan 增补图则(附加的平面 图) additional vent 加设通风口 additive 添加剂 Address 地址 adhesive 黏结剂；胶黏剂 adhesive force 附着力 Adhesive Glue 万能胶 Adhesive Reflective Warning Tape 反 光警告贴纸 adit 入口；通路；坑道口 adjacent construction 相邻建造物 adjacent level 相邻水平 adjacent site 相邻基地 adjacent street 相邻街道 adjoining area 毗邻地区 adjoining building 毗邻建筑物 adjoining land 毗邻土地 adjoining structure 毗邻构筑物 adjustable 可调校 Adjustable Wrench Spanner 昔士 adjuster 调节器 adjustment 调校；调整 Administrative Lawsuit 行政诉讼 Administrative Remedy 行政救济 admixture 掺合剂；外加剂 advance directional sign 前置指路标 志；方向预告标志 advance earthworks 前期土方工程 advance warning sign 前置警告标志 advance works 前期工程 aeration 曝气 aeration tank 曝气池 aerial 天线 Aerial mapping 航空测图 aerial photograph 航测照片 Aerial photography 航照定位 aerial rapid transit system 高架快速运 输系统 aerial ropeway 高架缆车系统 aerial view 鸟瞰图 aerofoil 翼型 aerosol 悬浮微粒；喷雾 aerosphere 大气圈 affix 贴附 aftercooler 后冷却器 afterfilter 后过滤器 aftershock 余震 agent 作用剂；代理人 aggradation 堆积 aggregate 骨材；集料；碎石 aggregate area 总面积 aggregate grading 骨材级配 aggregate superficial area 表面总面积 aggregate usable floor space 总楼地板 空间 agitator 搅拌器；搅动机 air bleeding 放气(空气渗出) air blower 鼓风机 air brake 气压制动器 Air chambor 气室 air circuit 空气回路 air circuit breaker 空气断路器 air cleaner 空气滤清器