土木工程概论教案史上最全面

《土木工程概论》 课程教案 第一章 土木工程概论 土木工程的内涵 土木工程的定义： 土木工程需要解决的问题 • 人类生存的需要（空间、通道、环境等）目的

• 抵抗自然灾害、人为破坏存在原因

• 充分发挥材料的作用物质基础

• 土木工程施工与组织管理最终归宿

土木工程具有四个基本属性 •社会性 随社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展

•综合性 综合应用多种工程技术，进行勘测、设计和施工的成果

•实践性 影响因素多、复杂，对实践依赖性强

•技术、经济和艺术的统一性。

古代土木工程特点： 天然材料为主：泥土、砾石、树干、树枝、竹、茅草、芦苇、土坯、加工后石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料，如草筋泥，混合土； 工艺技术简单：早期用石斧、石刀，后有人工打造的斧、凿、钻、锯、铲等青铜和铁制工具，逐步产生了窑制和煅烧加工技术，以及打桩机、桅杆起重机等施工机械； 分工逐步专业化：木工、瓦工、泥工、土工、窑工、雕工、石工、彩画工等； 经验总结和形象描述为主，理论依据缺乏。 土木工程直接与人们的衣、食、住、行密切相关，是一门古老的学科，但是它伴随着其他相关领域学科的发展、经济建设和社会进步的需要不断深化，不断拓展。

•建国以来的基本建设实践告诉我们，违反建设程序，疏于管理，工程就会出乱子，甚至会带来不可挽回的

重大损失。土木工程建设的复杂性和特殊性，更要求我们建立和完善的建设法规，严格按基本建设程序办事，科学统筹，严格管理，在国家宏观调控的前提下，形成市场化运作为主的机制。 建设程序

•建设程序是指建设项目从设想、选择、评估、决策、设计、施工到竣工验收，投入生产的整个建设过程中，各项工作必须遵守的先后次序的法则。这个法则是人们在认识客观规律的基础上指定出来的，是建设项目科学决策和顺利进行的重要保证。

•建设项目的组成：

建设项目、工程项目、单位工程、分部工程、分项工程； 建设程序步骤 建设程序基本内容

•（1）项目建议书阶段

•??? 项目建议书是要求建设某一具体项目的建议文件，是基本建设程序中最初阶段的工作，是投资决

策前对拟建项目的轮廓设想。其主要作用是为了推荐一个拟进行建设的项目的初步说明，论述它的必要性，条件的可行性和获利的可能性、供基本建设管理部门确定是否进行下一步工作。

•项目建议书的内容：a.建设项目提出的必要性和依据；b.产品方案、市场前景、拟建规模和建设地点的初步

设想；c.资源情况、建设条件、协作关系等的分析；d.投资估算和资金筹措设想；e.项目经济效益和社会效益的估计。

•（2）可行性研究

项目建议书一经批准后，可以进行详细的可行性研究工作，包括：① 项目建设规划、②产品方案、市场预测和确定的依据；③技术工艺、主要设备、建设标准；④资源、原材料、燃料供应、动力、运输、供水等协作配合条件；⑤建设地点、厂区布置方案、占地面积；⑥项目设计方案，协作配套工程；⑦环保、防震等要求；⑧劳动定员和人员培训；⑨建设工期和实施进度；⑩投资估算和资金筹措方式；经济效益和社会效益。

•（3）设计工作阶段

按照批准的可行性研究报告内容和要求，项目法人单位通过招标投标择优选择设计单位后，进行设计、编制设计文件。根据建设项目的不同情况，设计过程一般划分两个阶段，即初步设计和施工图设计，重大项目和技术复杂项目，可根据不同行业的特点和需要，增加技术设计阶段。

•（4）建设准备阶段

建设准备，指项目在开工之前要切实做好的各项准备工作。主要工作内容包括：①征地、拆迁和场地平整；②完成施工用水、电、路等工程；③组织设备、材料订货；④准备必要的施工图纸；⑤组织施工招投标，择优选定施工单位。

•（5）建设实施阶段

①新开工建设时间 ②年度基本建设投资额? ③生产准备

•（6）投产验收阶段

竣工验收是工程建设过程的最后一环，是全面考核基本建设成果、检验设计和工程质量的重要步骤。也是基本建设转入生产或使用的标志。通过竣工验收，一是检验设计和工程质量，保证项目投设计要求的技术经济指标正常生产；二是有关部门和单位可以总结经验教训；三是建设单位对经验收合格的项目可以及时移交固定资产，使其由基建系统转入生产系统或投入使用。 ①竣工验收的范围和标准 ②申报竣工验收的准备工作 ③竣工验收的程序和组织

•“豆腐渣”工程：指设计不符合要求，甚至错误或材料不合格以及质量低劣，存在隐患的土建工程。

•1976年我国唐山发生里氏7.8级的强烈地震，导致24万人遇难。

一、灾害的原因 灾害有由于自然原因和社会原因所引起。 二、地震及地震预报 1、一般情况 2、抗震控制设计 三、其他灾害 1、关于风灾 2、关于火灾 3、关于水灾、旱灾 4、关于污染 5、交通事故

•主要原则与基本思想

•1.可持续发展的三个原则:公平性原则,持续性原则,共同性原则

•2.公平性原则的三层含义:

•1)代内公平,即本代人之间的公平;

•2)代际公平,即几代人之间的公平;

•3)公平分配有限的资源

（3）淡水受到威胁。在发展中国家，80%－90%的疾病和1/3以上死亡者的死因都与受细菌感染或受化学污染的水有关。现在，每天有2.5万名男人和妇孺死于通过水传染的疾病。 （4）气候变化和能源浪费温室效应严重威胁着整个人类。据2500名有代表性的专家预计，海平面将升高。气温的升高也将对农业和生态系统带来严重的影响。 （5）森林面积减少。在过去数百年里，温带地区国家失去了大部分森林。最近几十年以来，热带地区国家森林面积减少的情况也十分严重。按照目前这种森林面积减少的速度，40年以后，一些东南亚国家就难见森林了。 （6）生物品种减少。由于城市化、农业发展、森林减少和环境污染，生物存在的自然区域变得越来越小了，这就导致了数以千计的物种的绝迹。 （7）化学污染。工业带来的数百万种化合物存在于空气、土壤、水、植物、动物和人体中。即使作为地球上最后的大型天然生态系统的冰盖也受到了污 染。 （8）混乱的城市化。人口的爆炸和农业土地的恶化、贫穷，促使第三世界数以百万计的农民离开农村，聚集于大城市的贫民窟里。 大城市里的生活条件将进一步恶化。 （9）海洋的过度开发和沿海地带的污染 （10）极地臭氧层空洞 •西气东输管道工程举国关注的西气东输管道工程，目前正在新疆与上海之间加紧筹建。一条直径为１１１

８毫米的大口径天然气管道，将从新疆塔里木的轮南油气田起步，直通南京、上海，成为横贯中国的能源大动脉。３年后，中国能源消费将步入清洁高效的天然气时代。

•这个计划总投资１４６３亿元人民币、长达４１６７多公里的大工程，将为新疆加快发展石油天然气工业

提供了重大机遇。从目前勘探的情况来看，西部地区蕴藏着２２．４万亿立方米天然气资源，每年向长江三角洲和沿线地区输气１２０亿立方米，稳定供气３０年是有把握的。我国中西部地区天然气资源量约占全国资源总量的６０％。

•黄河告急，淮河告急，整个华北告急！要从根本上解决北京乃至华北的水资源短缺，跨流域调水已刻不容

缓。经过４４年的酝酿，中国政府在?°十五?±计划中郑重宣布，跨世纪的南水北调工程不日开工，预计到２０１０年，北京人将喝上长江水。

•南水北调工程总体格局已被正式确定为东、中、西３条线路。目前东、中线工程实施方案基本敲定。南水

北调工程投资预计将达到８００亿元左右，在今年底前完成前期准备工作，力争明年开工。南水北调实施后，年平均调引长江水３８０亿至４８０亿立方米。按目前价格水平，南水北调工程年均经济效益约６００亿至８００亿元。

第二章 工程材料

2-1 自然石、砖、瓦 1. 国外 古埃及金字塔 印度泰姬陵 意大利比萨斜塔 2. 国内 石窟、石塔、石桥 以及宫殿建筑物的基座、柱、石栏杆等 石材的应用范围 1. 装饰材料 2. 结构材料 3. 混凝土中的集料 4. 其它材料，如陶瓷、玻璃、石灰、水泥等烧结材料的原料 第一节 岩石的形成与分类 岩石是由矿物的集合体。矿物是一定化学成分和一定结构特征的天然化合物或单质。土木工程材料中最常见的造岩矿物有石英(quartz)、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、菱镁矿、石膏(gypsum)等。 •岩石的分类（根据生成条件，按地质分类法）

(1)岩浆岩（又称火成岩 ） •①深成岩 •②喷出岩 •③火山岩

(2)沉积岩（又称水成岩 ） •①机械沉积岩 •②化学沉积岩 •③生物沉积岩 (3)变质岩 变质岩是原生的火成岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成。 原为深成岩的岩石，经过变质后，常因产生了片状构造而使性能变差。 第二节 石材的技术性能 （1）密度和表观密度 （2）吸水性 （3）耐水性 （4）抗冻性 （5）抗风化能力 （6）耐热性 （7）导热性 第三节 建筑上常用岩石 一、花岗岩 二、砂岩 三、石灰石（青石板） 四、大理石 五、其他岩石 六、石材编号 3-1花岗岩 花岗岩属岩浆岩的深成岩。 主要化学成分：SiO2,Al2O3,CaO,MgO等。

特点：密度大、结构致密、抗压强度高，硬度大，耐磨性好，耐酸性好，化学稳定性好，不易风化，装饰性好，抗火性不好（因所含SiO2在一定高温时发生晶态转变，体积膨胀而开裂）。 注意放射性和不防火性 分类：镜面板材、细面板材和粗面板材。 多用于室内外地面、墙面等的装饰。 3-2砂岩 砂岩是母岩碎屑被天然胶结物胶结而成，主要成分石英，有时也含少量长石、方解石、白云石及云母等，属于沉积岩。 特点：与胶结物种类及胶结的密实程度有关，砂岩的胶结物和构造不同，其性能波动很大。

注意分类应用 分类：硅质砂岩、钙质砂岩、铁质砂岩和粘土质砂岩。 山东省掖县产硅质砂岩质地较纯（俗称白玉石），常当作白色大理石用于雕刻装饰制品多用于室内外地面、墙面等的装饰。 3-3石灰石及青石板 多属于沉积岩。

主要成分CaCO3，多不耐酸。 毛面（自然劈裂面）和光面青石板。 多用于室内外地面装饰。 3-4大理石 由石灰石或白云岩变质而成，属于变质岩。

主要成分：CaO、MgO、SiO2等。

特点：结构致密，容易加工，装饰性好，耐碱性好。但耐磨性和抗风化能力稍差。

耐酸性差：大理石主要成分为碱质CaO，易被酸侵蚀，不宜作城市建筑的外部饰面材料。因空气中常含的SO2和水反应生成亚硫酸，继而变为的硫酸与CaCO3反应生成易溶于水的石膏，使表面失去光泽，变得粗糙多孔而降低建筑性能和装饰效果 ）。