土木工程概论教案

153/153《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）目的抵抗自然灾难、人为破坏存在缘故充分发挥材料的作用物质基础土木工程施工与组织治理最终归宿土木工程具有四个差不多属性社会性随社会不同历史时期的科学技术和治理水平而进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阻碍因素多、复杂，对实践依靠性强技术、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、行紧密相关，是一门古老的学科，然而它伴随着其他相关领域学科的进展、经济建设和社会进步的需要不断深化，不断拓展。建国以来的差不多建设实践告诉我们，违反建设程序，疏于治理，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专门性，更要求我们建立和完善的建设法规，严格按差不多建设程序办事，科学统筹，严格治理，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。那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差不多内容（1）项目建议书时期

项目建议书是要求建设某一个体项目的建议文件，是差不多建设程序中最初时期的工作，是投资决策前对拟建项目的轮廓设想。其要紧作用是为了推举一个拟进行建设的项目的初步讲明，论述它的必要性，条件的可行性和获利的可能性、供差不多建设治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可能。（2）可行性研究项目建议书一经批准后，能够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、要紧设备、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）设计工作时期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。依照建设项目的不同情况，设计过程一般划分两个时期，即初步设计和施工图设计，重大项目和技术复杂项目，可依照不同行业的特点和需要，增加技术设计时期。（4）建设预备时期建设预备，指项目在开工之前要切实做好的各项预备工作。要紧工作内容包括：①征地、拆迁和场地平坦；②完成施工用水、电、路等工程；③组织设备、材料订货；④预备必要的施工图纸；⑤组织施工招投标，择优选定施工单位。（5）建设实施时期①新开工建设时刻②年度差不多建设投资额

③生产预备（6）投产验收时期竣工验收是工程建设过程的最后一环，是全面考核差不多建设成果、检验设计和工程质量的重要步骤。也是差不多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能够总结经验教训；三是建设单位对经验收合格的项目能够及时移交固定资产，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申报竣工验收的预备工作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、灾难的缘故灾难有由于自然缘故和社会缘故所引起。二、地震及地震预报1、一般情况2、抗震操纵设计三、其他灾难1、关于风灾2、关于火灾3、关于水灾、旱灾4、关于污染5、交通事故要紧原则与差不多思想1.可持续进展的三个原则: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。在进展中国家，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）气候变化和能源白费温室效应严峻威胁着整个人类。据2500名有代表性的专家可能，海平面将升高。气温的升高也将对农业和生态系统带来严峻的阻碍。（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峻。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。由于都市化、农业进展、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）混乱的都市化。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，聚拢于大都市的贫民窟里。大都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１１１８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。那个打算总投资１４６３亿元人民币、长达４１６７多公里的大工程，将为新疆加快进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！要从全然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。通过４４年的酝酿，中国政府在¡°十五¡±打算中郑重宣布，跨世纪的南水北调工程不日开工，可能到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、中线工程实施方案差不多敲定。南水北调工程投资可能将达到８００亿元左右，在今年底前完成前期预备工作，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（依照生成条件，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通过地质上的变质作用而形成。原为深成岩的岩石，通过变质后，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。要紧化学成分：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，抗火性不行（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，要紧成分石英，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，其性能波动专门大。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。要紧成分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。要紧成分：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：大理石要紧成分为碱质CaO，易被酸侵蚀，不宜作都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）。注意放射性。常用品种：云灰大理石、白色大理石、彩色大理石。应用：多用于室内墙面、服务台、柱面等，不行用于人多的地面。第四节石材的加工类型及选用1、毛石：在采石场爆破后直接得到的形状不规则的石块。2、料石及荒料：料石：经人工略加凿琢而成的较规则的六面体石块。毛料石、粗料石、半细料石、细料石。荒料：具有直角六面体形状，用于加工制成建筑装饰用的块材。大料、中料、小料。3、板材：用致密岩石凿平或锯解而成的厚度不大的石板。粗面板材、细面板材、亚光板材、镜面板材。4、其他类型：石板、方石、条石、碎石等4-2石材的选用原则一、适用性二、经济性：就地取材、成本核算三、安全性：有益躯体健康和生命安全。四、多功能埃及金字塔1金字塔是梯形分层的，因此又称作层级金字塔。它是古埃及法老的陵墓。。同时，角锥体金字塔形式又表示对太阳神的崇拜。金字塔象征的确实是刺破青天的太阳光芒。因为，当你站在通往基泽的路上，在金字塔棱线的角度上向西方看去，能够看到金字塔象撒向大地的太阳光芒。《金字塔铭文》中有如此的话：“天空把自己的光芒伸向你，以便你能够去到天上，犹如拉的眼睛一样”。后来埃及人对方尖碑的崇拜也有如此意义，因为方尖碑也表示太阳的光芒。埃及金字塔2 金字塔是一种高大的角锥体建筑物，底座四方形，每个侧面是文字三角形，模样就像汉字的“金”字，因此我们叫它“金字塔”。是埃及历史上的石质陵墓。令人吃惊的是，这些石块之间没有任何粘着物，而是一块石头直接叠在另一块石头上，完全靠石头自身的重量堆砌在一起的，表面接缝处严密精确，连一个薄刀片都插不到里面去。印度泰姬陵印度这座世界七大建筑奇迹背后事实上有一段哀怨缠绵的历史，了解它的历史的背景，确能增加观赏泰姬陵的趣味。一个叫沙贾汗的皇帝为纪念英年早逝的爱妃泰姬·玛哈尔，在一个底座上而建。他用宝石镶饰陵寝，图案之细致令人叫绝。的前面是一条清澄水道，水道两旁种植有果树和柏树，分不象征生命和死亡。泰姬陵代表了莫卧儿王朝建筑成就的高峰。泰姬陵差不多上由大理石建成，毫无瑕庇，月光之下尤给人一种恍若仙境的感受。她不仅表达了沙贾汗对爱妻的深切纪念，也是他给人类的一份厚礼。意大利比萨斜塔1比萨斜塔(campaniledipisa)事实上是比萨教堂(duomo)的一部份，整座教堂建筑分为主教堂、洗礼堂与钟楼三大部份。比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压力过重和地质松软，南面的地基比北面约低２米。在施工期间塔身既出现轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可明显看出倾斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索·皮萨诺精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但可不能倒塌，使工程接着按原设计接着施工，直到竣工。比萨斜塔2稳定斜塔是一项特不细腻的工程，就像是医师在治疗一位体弱多病的老人一般，尽管不能听诊病人的胸腔，却专门清晰病患对每一种药物都有令人忧心的反应。想象一座高塔,建立在像海绵橡胶如此柔软的材质上，缓慢且无情地日渐倾斜将要倒塌的地步。此外，高塔的砖石结构也特不脆弱,随着倾斜度日益增加,产生的应力差不多逼近砖石的强度，随时可能应声而倒。若在倾斜那一侧的地基灌浆或加固，可能导致高塔倾覆，然而利用缆索支撑或牵引，则可能会令砖石崩溃。这些话精确地描绘出比萨塔目前岌岌可危的情况，该如何隐住斜塔，就成了土木工程学最大的挑战。2-2胶凝材料和砂浆

砂浆是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而成。细骨料多采纳天然砂。砂浆在建筑工程中，是一项用量大、用途广的建筑材料，它要紧用于砌筑砖石结构（如基础、墙体等），也用于建筑物内外表面（墙面、地面、天棚等）的抹面。

砂浆按用途不同分为砌筑砂浆、抹灰砂浆、装饰砂浆及特种砂浆等。按所用胶结材料不同分为水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆（常用的是水泥石灰混合砂浆）。

砂浆与混凝土不同之处仅在于不含粗骨料，所有有关混凝土拌合物和易性和混凝土强度的差不多规律，原则上也适用于砂浆。但由于用途不同，砂浆又有它的特点，如铺砌厚度薄，多铺砌在多孔吸水的底面（如烧结砖）上，强度要求不高（一般在2.5～10MPa）等等。2.2.1砌筑砂浆的组成材料（一）胶凝材料

用于砌筑砂浆的胶凝材料要紧是水泥。水泥品种的选择与混凝土相同。水泥强度等级应为砂浆标号的4～5倍，水泥强度等级过高，将使砂浆中水泥用量不足而导致保水性不良。（二）细骨料

砌筑砂浆用砂的最大粒径不应超过灰缝厚度的1/4～1/5，以保证砌筑质量。通常砖砌体的灰缝为10mm，因此砂的最大粒径规定为2.5mm，石砌体的灰缝较厚，可采纳最大粒径为5mm的砂。对砂中粘土及淤泥含量，常作以下限制：M10及M10以上的砂浆应不超过5%；M2.5～M7.5的砂浆应不超过10%；M1及M1以下的砂浆应不超过15～20%。（三）掺合料及外加剂

为改善砂浆的和易性通常加入无机的细分散掺合料，如石灰膏或粘土膏，石灰膏必须通过陈伏，其沉入度应操纵在12cm左右，容重为1350kg/m3左右。

除上述掺合料外，目前许多工地还采纳有机的微沫剂（即混凝土的引气剂）来改善砂浆的和易性。常用的微沫剂为松香热聚物。2-3混凝土和混凝土砌块混凝土是由胶凝材料、粗细骨料(又称集料)加水拌和后，经一定时刻硬化而成的人造复合固体材料，是世界上用量最大的人工建筑材料。其中水泥混凝土是最常用的一种混凝土，简称混凝土，它由水泥、粗骨料、细骨料、水按适当比例拌和浇筑硬化成型。在硬化前则称之为混凝土拌合物。砂浆是由胶凝材料、细骨料加水拌和后，经一定时刻硬化而成的人造复合固体材料，又称无粗骨料混凝土。

——按流淌性分类：干硬性混凝土、流淌性混凝土、自流平（自密实）混凝土、泵送混凝土混凝土的优点2-4钢筋、钢筋混凝土和预应力混凝土2.4.1热轧钢筋建筑钢材可分为钢结构用型钢和钢筋混凝土结构用钢筋两类。各种型钢和钢筋的性能要紧取决于所用钢种及其加工方式。

在建筑工程中，钢结构所用的各种型钢，钢筋混凝土结构所用的各种钢筋、钢丝、锚具等钢材，差不多上差不多上碳素结构钢和低台金结构钢等钢种，经热轧或冷轧、冷拔及热处理等工艺加工而成的。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一．要紧用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的配筋。I级钢筋：强度等级代号为R235。是用Q235碳素结构钢轧制而成的光圆钢筋。它的强度较低，但具有塑性好，伸长率高(δs＞25％)。便于弯折成型，容易焊接等待点。它的使用范围专门广，可用作中、小型钢筋混凝土结构的要紧受力钢筋，构件的箍筋，钢、木结构的拉杆等。可作为冷轧带肋钢筋的原材料，盘条还可作为冷拔低碳钢丝的原材料。

II、III级钢筋：用低合金钢冷静钢和半冷静钢轧制，以硅、锰作为要紧固溶强化元素。II级钢筋强度等级代号为RL335，III级钢筋强度等级代号为RL400。其强度较高，塑性和可焊性均较好。钢筋表面轧有通长的纵筋和均匀分布的横肋，从而加强了钢筋与混凝土之间的粘结力，带肋钢筋依照外形分月牙助和等高肋。用Ⅱ、Ⅲ级钢筋作为钢筋混凝土结构的受力钢筋，比使用I级钢筋可节约钢材40％～50％。因此，广泛用于大、中型钢筋混凝土结构的主筋。II、III级钢筋冷拉后，也可作预应力筋。其公称直径通常为8mm～40mmⅣ级钢筋：其强度等级代号为RL540，用中碳低合金钢冷静钢轧制而成，其中除以硅、锰为要紧合金元素外，还加入钒或钛作为固溶或弥散强化元素．使之在提高强度的同时保证其塑性和韧性。Ⅳ级钢筋表面也轧有纵筋和横肋，它是房屋建筑的要紧预应力钢筋。使用前可进行冷拉处理，以提高屈服点；达到节约钢材的目的，其冷拉应力为750MPa。经冷拉的钢筋，其屈服点不明显，设计时以冷拉应力统计值为强度依据。但冷拉后经数月的自然时效或人工时效．又会出现短小屈服台阶，其值高于冷拉应力，用时钢筋有变硬趋势，因此，钢筋冷拉时在保证规定冷拉应力的同时，要操纵冷拉伸长率只是大，以免钢筋变脆。Ⅳ级钢筋含碳量较高．若需焊接，应采纳适当焊接方法和焊后热处理工艺，以保证焊接接头及其热阻碍区不产生淬硬组织，防止发生脆性断裂。2-5钢金属材料是由一种或一种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的合金的总称。金属材料一般分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属如铁、钢、合金钢等，其要紧元素是铁元素。有色金属指以其它金属元素为要紧成分的金属，如铝、铜、铅、锌等金属及其合金。土木工程中常用的金属材料要紧有钢材、铝合金等。钢材的特点钢材的生产钢材的分类钢材的分类沸腾钢和冷静钢沸腾钢和冷静钢钢材的分类钢材的分类钢材的分类土木工程中的钢产品钢材的技术性质2-6木1、圆木2、方料（1）大料有两面锯开及四面锯开的（2）条料四面锯开，但厚度小于100mm，宽度不大于厚度的2倍。（3）板料厚度不大于100mm，宽度大于厚度的2倍的料，其中厚度在35mm以下的为薄板，大于35mm的为厚板。2-7其他材料一、装饰材料二、化学材料三、防水材料四、特种水泥2-8新材料一、纳米技术二、喷涂聚三、新过滤膜四、液体木材五、新吸声材料六、高效阻燃材料七、抗菌墙面漆2-9材料试验与结构试验一、材料试验二、结构试验2-10展望一、墙体材料二、混凝土1、提高结构混凝土的强度2、进展轻混凝土3、进展改性混凝土4、广泛使用外加剂、合理使用掺合剂5、逐步改造混凝土生产工艺6、大力提高混凝土质量7、加强基础理论研究三、预应力混凝土第3章土木工程的差不多结构形式建筑工程涉及的对象是房屋建筑结构工程师负责结构(承重骨架)设计和房屋建筑的建筑与维护高楼林立的都市、现代化工厂、标志性公共建筑，都与建筑工程息息相关建筑结构是房屋的承重骨架(关系到建筑物的承载安全和耐久性)，属于承重体系由差不多构件组成建筑结构差不多构件一般分为板、梁、柱、墙、基础、拱等3-1板、梁和柱一、差不多构件1、板尺寸：长、宽＞＞厚承受荷载：与板面垂直作用效应：弯矩（少许剪力）2、梁尺寸：宽、高＜＜长度承受荷载：由板传来的压力、自重作用效应：弯矩、剪力3-1板、梁和柱3、墙尺寸：高、长＞＞厚承受荷载：梁、板传来的压力、自重作用效应：轴向压力（有时有弯矩）4、柱尺寸：长、宽＜＜高承受荷载：由梁传来的压力、自重作用效应：轴心压力、压力和弯矩梁1、梁按所用材料分：石梁、木梁、钢梁、混凝土梁以及钢¡ª混凝土组合梁等2、按常见支承方式分：简支梁、连续梁、悬臂梁、两端固定梁、一端简支一端固定梁等3、按梁轴线形状分：直线形梁、折线形梁、曲线形梁等4、按在结构中的作用分：主梁、次梁、连系梁、圈梁、过梁等板支承在梁（或柱或墙）上用于覆盖一个面在长、宽两个方向上的平面尺寸远大于其厚度的受弯构件要紧承受施加在板面上的垂直重力荷载或风载通常水平放置(垂直重力荷载）斜向设置(如楼梯板¡ª垂直重力荷载)和竖向设置(如墙板¡ª垂直风载)板可用作楼板、屋面板、基础板、墙板等板板的分类按平面形式分：方形板、短形板、圆形板及三角形板按截面形式分：实心板、空心板、槽形板按所用材料分：木板、钢板、钢筋混凝土板、预应力板按受力形式分：单向板和双向板柱柱¡ª工程结构中承受竖向压力（要紧）和弯矩的竖向构件按截面形式分：方柱、圆柱、管拄、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字型柱、双肢柱、格构柱按所用材料分：石柱、砖柱、砌块柱、钢柱、钢筋砼柱、劲性钢筋砼柱、钢管砼柱和各种组合柱按破坏形态或长细比分：短柱、长柱及中长柱按受力特点分：轴心受压柱和偏心受压柱柱钢筋混凝土柱是最常见的柱按制造和施工方法分：现浇柱和预制柱劲性钢筋砼柱¡ª¡ª内部配型钢与钢筋砼协同受力，柱断面小，提高柱刚度，用钢量大钢管混凝土柱¡ª¡ª用钢管作外壳、内浇混凝土，是劲性钢筋砼柱的另一种形式墙从受力特点分：承重墙(承受梁、板传来的压力及墙的自重，有时还承受水平荷载)+填充墙1.砌筑墙:由砌块和砂浆砌筑而成优点：就地取材(天然砌块¡ª石材，人工砌块¡ª粘土砖、混凝土空心砌块等，砌筑砂浆有水泥砂浆和混合砂浆),造价低，保温隔热耐火、耐久性好，广泛用于单多层一般建筑(如教学楼、住宅等)不足：整体性差、不利抗震(墙体中设钢筋墙砼构造柱和圈梁或用配筋砌体)，手工砌筑，施工质量操纵难，烧制粘土砖占农田(大力推广粉煤灰空心砌块，粉煤灰烧结砖等工业废料生产的墙¡ª填充墙为主)墙厚满足受力要求且高厚比不能太大(以免墙平面外失稳)2.钢筋混凝土墙：多用于高层建筑(剪力墙结构或框架¡ª剪力墙结构):除承受竖向荷载，要紧抵抗地震或风的水平作用3-2拱6、拱⑴由曲线型（拱圈）或折线型构件加支座组成。⑵要紧承受轴向压力（有时有弯矩、剪力）⑶为纵横向受力一体的构件（相当于梁、柱的组合功能）⑷可将弯矩、剪力转换成压力拱¡ª¡ª曲线结构，要紧承受轴向压力广泛用于房建(砖砌门窗拱形过梁或拱形大跨结构)和桥梁(拱桥)工程1、按铰数分：三铰拱无铰拱双铰拱带拉杆的双铰拱拱¡ª¡ª曲线结构，要紧承受轴向压力2、拱的受力特点自重作用下悬索自然成抛物线而受轴向拉力，拱与抛物线方向相反,受轴向压力,而弯矩和剪力专门小或为零拱脚支座有水平推力,拱越平缓,水平推力越大，拱脚支座应能可靠地传递和承受水平推力,否则无法保证安全3-3桁架5、杆尺寸：截面尺寸＜＜长度承受荷载：要紧承受轴向力作用效应：轴向拉力、压力用途：桁架、网架、屋架等的组合构件桁架由以铰接三角形为单元(空腹桁架是刚接四边形)、不承受垂直杆轴的荷载的杆件组成的格构体系1、与梁相比桁架的优点：桁架是把梁纵截面上受力较小的中间部分挖空,到只剩几根小截面连杆而成（1）受力合理，重量变轻，适用跨度＞梁结构（2）桁架节点一般假定铰结,设计计算简单（3）桁架由杆件拼装组成，体系多样化(平行弦架、三角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等),适应性强（4）施工方便，桁架可整体制造后吊装，也可在施工现场高空拼装2、桁架结构受力特点：⑴节点一般假定为铰结(空腹桁架为刚接）⑵结点荷载作用下，桁架各杆件只受轴心力⑶上弦受压,下弦受拉,形成力偶平衡外载弯距外荷剪力表现为腹杆轴心压力或拉力⑷梁式桁架无横向支座推力，房屋建筑中桁架常作屋盖承重结构¡ª屋架⑸桁架杆件内力与桁架外形关系紧密，桁架外形与均载下的简支梁弯矩图越接近，各杆件内力越均匀3、屋架结构形式按使用材料分：木屋架、钢-木组合屋架、钢屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、钢筋混凝土钢组合屋架等按屋架外形分：三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、平行弦屋架等按受力特点及材料性能分：桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等3-4框架由梁或屋架和柱在节点处联结而成的结构称作框架结构框架按节点的铰接和刚接，又分为排架与刚架优点：建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间建筑立面容易处理，适用于不同房屋造型多用于多层建筑，高层建筑用的较少缘故：框架结构侧向刚度较小，过高时，水平荷载作用下会产生较大侧移现浇钢筋砼框架高度：现浇钢筋砼框架高度：非地震区：≤60m地震区：≤55m(设防烈度为7度,0.05g)≤45m(设防烈度为8度,0.10g)≤25m(设防烈度为9度,0.20g)国内建成的最高钢筋砼框架¡ª¡ª北京长城饭店22层，高80m排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，柱与屋架铰接，而与基础刚接按生产工艺和使用要求：等高，不等高和锯齿形（常用于单向采光的纺织厂）等钢筋混凝土排架：我国单层厂房的差不多结构形式跨度可超过30m高度可达20~30m或更高吊车吨位可达150t或更大框架结构分类1、按所用材料分类：钢框架+钢筋混凝土框架钢框架：工厂预制钢梁钢柱，施工现场拼装连接成整体自重轻、抗震（振）性能好、施工速度快、机械化程度高用钢量大、造价高、耐火性能差、维修费用高钢筋砼框架：取材方便、造价低廉、耐久性好、可模性好钢筋砼框架分类：按施工方法分：整体式+装配式+装配整体式三种整体式框架(全现浇框架):现场支模浇注而成，整体性好，抗震能力强。泵送混凝土和组合钢模板的应用，改变了现场搅拌、费工费时的缺点，目前整体式框架得广泛应用装配式框架:梁、柱等构件预制，施工时吊装就位，通过节点进行连接。机械化程度高、施工速度快，但整体性较差，抗震性能亦弱，目前工程应用已少装配整体式框架：兼有装配式和整体式框架的优点，预制构件现场吊装就位后，用在其上浇注叠合层等措施，使框架连成整体。工程中应用较多2、按框架结构布置方案分类：横向承重+纵向承重+纵横双向承重方案三种横向承重方案：竖向荷载要紧由横向框架承担预制楼板沿横向布置现浇楼板可设次梁传至横向框架横向框架同时承受横向水平风荷载和地震作用纵向设置连系梁连接横向框架,连系梁与柱形成纵向框架承受纵向水平风荷载和地震作用纵向水平风荷载常忽略不记(房端横墙受风面积小，纵向框架跨度一般较多，故分配的框架内力不大)纵向地震作用不能忽略2、按框架结构布置方案分类：纵向承重方案：竖向荷载要紧由纵向框架承担预制楼板沿纵向布置,现浇楼板可设次梁将荷载传至纵向框架纵向框架同时承受纵向水平风荷载和纵向地震作用横向设置连系梁与柱形成横向框架承受横向水平风荷载和横向地震作用纵横双向承重方案：柱网为正方形或接近正方形或楼面荷载较大时采纳楼面常为现浇双向板楼盖或井字梁楼盖两方向框架同时承受竖向和水平荷载

第四章土木工程与工程结构4-1

土木工程综述4.1土木工程概论课程的任务一、土木工程的定义中国国务院学位委员会在学科简介中定义：土木工程是建筑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。4.1土木工程概论课程的任务二、土木工程的范围土木工程的范围特不广泛，它包括房屋建筑工程，公路与都市道路工程，铁道工程，桥梁工程，遂道工程，机场工程，地下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。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。4.1土木工程概论课程的任务4.2土木工程进展历史简述4.2.2近代土木工程一、近代土木工程的时刻跨度17世纪中叶—第一次世界大战前后二、近代土木工程的材料进展1824年波特兰水泥1867年钢筋混凝土1859年转炉炼钢法1886年钢筋混凝土1928年预应力混凝土三、近代土木工程经典案例4.2.3现代土木工程4.2.3现代土木工程三、世界最长桥梁2、世界最大跨度斜拉桥:3、世界最大跨度钢拱桥:4.2.3现代土木工程挪威拉达尔隧道（长25.8km)瑞士圣哥大隧道（长16.91km)4.2.3现代土木工程4.3土木工程的以后4.3土木工程的以后4.3土木工程的以后三、工程材料向轻质、高强、多功能化进展1.传统材料的改性2.化学合成材料的应用五、信息和智能化技术全面引入土木工程在土木工程的设计、施工过程中，充分利用计算机的功能，实现信息自动采集、精确分析、房屋和设备的智能检测和操纵等。4.3土木工程的以后在建设与使用土木工程中与能源消耗，资源利用，环境爱护，生态平衡有紧密关系，对贯彻我国的国策——可持续进展原则阻碍专门大。4.4土木工程的学习建议一、科学、技术与工程的关系科学（Science）和技术（Technique）虽联系紧密，但怎么讲是两个不同的概念，而工程（Engineering）的含义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。4.4土木工程的学习建议应注意以下几个方面能力的培养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、治理能力4-2工程结构的结构作用4-3房屋建筑一、概述房屋按层数分类按材料分类按用途分类建筑的等级划分

建筑等级一般按耐久性和耐火性进行划分。1.建筑物的耐久等级建筑物的耐久性等级要紧依照建筑物的重要性和规模大小划分，并以此作为基建投资和建筑设计的重要依据。耐久等级的指标是使用年限.耐久等级一般分为四级：一级：耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。二级：耐久年限为50~100年，适用于一般性建筑。三级：耐久年限为25~50年，适用于次要建筑。四级：耐久年限为5年以下，适用于临时性建筑。2.按防火性能分为四级我国《建筑防火规范》（规范ＧＢＪ１６－８７）规定，建筑物的耐火等级分为四级。耐火等级标准是依据房屋要紧构件的燃烧性能和耐火极限确定的。二、楼板2.1楼地层设计要求和构造组成一、楼板层的构造组成1、面层又称为楼面。起着爱护楼板、承受并传递荷载的作用，同时对室内有专门重要的清洁及装饰作用。2、结构层要紧功能在于承受楼板层上的全部荷载并将这些荷载传给墙或柱；同时还对墙身起水平支撑作用，以加强建筑物的整体刚度。3、附加层又称功能层，依照楼板层的具体要求而设置，要紧作用是隔声、隔热、保温、防水、防潮、防腐蚀、防静电等。依照需要，有时和面层合二为一，有时又和吊顶合为一体。4、楼板顶棚层位于楼板层最下层，要紧作用是爱护楼板、安装灯具、遮挡各种水平管线，改善使用功能、装饰美化室内空间。二、楼地层的设计要求

1.强度和刚度要求强度要求是指楼板在自重和使用荷载作用下安全可靠，不发生任何破坏。刚度要求是指楼板在一定的荷载作用下不发生过大的变形，保证正常使用。2.隔声要求楼层和地层应具有一定的隔声能力。提高楼层隔声能力的措施有专门多种，例如在楼板面铺设弹性面层，如橡胶、地毡等；在楼板下设置吊顶棚。隔绝固体传声的三种方法。3.热工及防火要求一般楼层和地层应有一定的蓄热性，即地面应有舒适的感受。防火要求：楼地层应依照建筑物的等级、对防火的要求等进行设计。建筑物的耐火等级对构件的耐火极限和燃烧性能有一定的要求。4.防水、防潮要求关于厨房、厕所、卫生间等一些地面潮湿、易积水的房间，应处理好楼地层的防水、防潮问题。5.便于在楼层和地层中敷设各种管线6.经济要求一般楼地层约占建筑物总造价的20%~30%，选用楼板时应考虑就地取材和提高装配化的程度。3.2钢筋混凝土楼板钢筋混凝土楼板按其施工方法不同，可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。一、现浇钢筋混凝土楼板现浇钢筋混凝土楼板，指在施工现场架设模板、绑扎钢筋和浇灌混凝土，经养护达到一定强度后拆除模板而成的楼板。现浇钢筋混凝土楼板整体性好，特不适用于有抗震设防要求的多层房屋和对整体性要求较高的其它建筑，对有管道穿过的房间、平面形状不规整的房间、尺度不符合模数要求的房间和防水要求较高的房间，都适合采纳现浇钢筋混凝土楼板。1.板式楼板楼板内不设置梁，将板直接搁置在墙上的楼板称为板式楼板。板有单向板与双向板之分(图3.3)。单向板：当板的长边与短边之比≥3时，板差不多上沿短边方向传递荷载，这种板称为单向板，板内受力钢筋沿短边方向布置。B/80，其中B代表板，80代表板厚为80mm。双向板：长边与短边之比≤2，荷载沿双向传递，短边方向内力较大，长边方向内力较小，受力主筋平行于短边，并摆在下面。双向板的代号如图3.4所示，用双向箭头表示。B代表板，100代表厚度为100mm。适用性：板式楼板底面平坦、美观、施工方便。适用于小跨度房间，如走廊、厕所和厨房等。2.梁板式楼板当房间的跨度较大时，楼板承受的弯矩也较大，如仍采纳板式楼板，必须增加板的厚度和板内所配置的钢筋。在这种情况下，能够在楼板内设梁，这种梁和楼板结合的楼板就称作梁板式楼板。其包括肋形楼板和井格楼板梁有主梁、次梁之分，次梁与主梁一般垂直相交，板搁置在次梁上，次梁搁置在主梁上，主梁搁置在墙或柱上，这种形式就称作肋形楼板。当房间尺寸较大，并接近正方形时，常沿两个方向布置等距离、等截面高度的梁(不分主次梁)，板为双向板，形成井格形的梁板结构，即井字楼板。纵梁和横梁同时承担着由板传递下来的荷载。因此讲：井式楼板是肋梁楼板的一种专门形式。3.无梁楼板

无梁楼板是将板直接支承在柱和墙上，不设梁的楼板。为了增大柱的支承面积和减少板的跨度，要在柱顶加设柱帽和托板。无梁楼板楼层净空较大，顶棚平坦，采光通风和卫生条件较好，适宜于活荷载较大的商店、仓库和展览馆等建筑。4.压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板是利用截面为凹凸相间的压型钢板做衬板与现浇混凝土面层浇筑在一起支承在钢梁上的板。它是由钢梁、压型钢板和现浇混凝土三部分组成。压型钢板对混凝土起到永久模板的作用，同时能够增加构件的刚度及整体性。二、预制装配式钢筋

预制装配式钢筋混凝土楼板的板和梁是在工厂或现场预制，然后用人工机械安装到房屋上去。由于它减少了施工现场的湿作业，改善了劳动条件，加快了施工速度，但板的整体性差，在板和板接缝处，易出现通长的裂缝。常用的预制钢筋混凝土楼板，依照其截面形式可分为实心平板、槽形板和空心板三种类型。(1)

实心平板实心平板规格较小，跨度一般在1.5m左右，板厚一般为60mm。预制实心平板由于其跨度小，常用于过道和小房间、卫生间、厨房的楼板。(2)

槽形板槽形板是一种梁板结合的构件，即在实心板两侧设纵肋，构成槽形截面。槽形板能够看成一个梁板合一的构件，板肋即相当于小梁。依板的槽口向下和向上，分不称为正槽形板和反槽形板。（3）空心板钢筋混凝土受弯构件受力时，其截面上部由混凝土承受压力，截面下部由钢筋承担拉力，中间轴附近内力较小。去掉中间轴附近的混凝土，形成工字形截面，并不阻碍钢筋混凝土构件的正常工作。空心板确实是按照上述原理，在板中形成孔洞，节约材料和减轻重量的一种。空心板孔洞形状有圆形、长圆形和矩形等(图3.13)，以圆孔板的制作最为方便，应用最广。注意：空心板安装前，应在板端的圆孔内填塞C15混凝土短圆柱（即堵头）以幸免板端被压坏。三、板的搁置要求支承于梁上时其搁置长度应不小于80mm；支承于内墙上时其搁置长度应不小于l00mm；支承于外墙上时其搁置长度应不小于120mm。铺板前，先在墙或梁上用10~20mm厚M5水泥砂浆找平（即座浆），然后再铺板，座浆的目的：使板与墙或梁有较好的联结，同时也使墙体受力均匀。当采纳梁板式结构时，板在梁上的搁置方式一般有两种，一种是板直接搁置在梁顶上；另一种是板搁置在花篮梁或十字梁上。三、装配整体式钢筋混凝土楼板1、密肋填充块楼板密肋填充块楼板由密肋楼板和填充块叠合而成。其中：密肋楼板有现浇密肋楼板、预制小梁现浇楼板等。填充块常用陶土空心砖或焦渣空心砖。优点：楼板板底平坦，有较好的隔声、保温、隔热效果等。缺点：施工苦恼等。2、叠合式楼板预制薄板与现浇混凝土面层叠合而成的装配整体式楼板。优点：节约模板、整体性好。缺点：施工苦恼等。三楼梯3.1楼梯的类型和设计要求楼梯是建筑物的竖向构件，是供人和物上下楼层和疏散人流之用。因此对楼梯的设计要求首先是应具有足够的通行能力，即保证楼梯有足够的宽度和合适的坡度；其次为使楼梯通行安全，应保证楼梯有足够的强度、刚度，并具有防火、防烟和防滑等方面的要求；另外楼梯造型要美观，增强建筑物内部空间的观瞻效果。5.1.1楼梯的组成楼梯一般由楼梯段、平台及栏杆（或栏板）三部分组成[如图]。一、楼梯段楼梯段又称楼梯跑，是楼梯的要紧使用和承重部分。它由若干个踏步组成。为减少人们上下楼梯时的疲劳和适应人行的适应，一个楼梯段的踏步数要求最多不超过18级，最少许多于3级。二、平台平台是指两楼梯段之间的水平板，有楼层平台、中间平台之分。其要紧作用在于缓解疲劳，让．人们在连续上楼时可在平台上稍加休息，故又称休息平台。同时，平台依旧梯段之间转换方向的连接处。三、栏杆栏杆是楼梯段的安全设施，一般设置在梯段的边缘和平台临空的一边，要求它必须牢固可靠，并保证有足够的安全高度。3.1.2楼梯的类型按位置不同分，楼梯有室内与室外两种。按使用性质分，室内有要紧楼梯、辅助楼梯；室外有安全楼梯、防火楼梯。按材料分有木质、钢筋混凝土、钢质、混合式及金属楼梯。楼梯形式（1）直行单跑楼梯：仅用于层高不大的建筑；（2）直行多跑楼梯：用于层高较大的建筑；（3）平行双跑楼梯：是最常用的楼梯形式之一。（4）平行双分双合楼梯：

常用作办公类建筑的要紧楼梯。（5）折行多跑楼梯:

折行双跑楼梯常用于仅上一层楼的影剧院、体育馆等建筑的门厅中；折行三跑楼梯常用于层高较大的公共建筑中。（6）剪刀楼梯：

两个直行单跑楼梯交叉而成的剪刀楼梯，适合层高小的建筑。两个直行多跑楼梯交叉而成的剪刀楼梯，适用于层高较大且有人流多向性选择要求的建筑（7）螺旋形楼梯：

螺旋形楼梯通常是围绕一根单柱布置，平面呈圆形。这种楼梯不能作为要紧人流交通和疏散楼梯。（8）弧形楼梯：

具有明显的导向性和优美轻快的造型。但其结构和施工难度较大，通常采纳现浇钢筋混凝土结构。3.2楼梯的设计一、楼梯的组成楼梯由梯段、平台、栏杆扶手三部分组成：

①梯段：3级≤踏步步数≤18级；②楼梯平台：有中间平台和楼层平台之分；③栏杆扶手：栏杆扶手是设在梯段及平台边缘的安全爱护构件。5.1.3设计要求

一、作为要紧楼梯，应与要紧出人口邻近，且位置明显；同时还应幸免垂直交通与水平交通在交接处拥挤、堵塞。二、必须满足防火要求，楼梯间除同意直接对外开窗采光外，不得向室内任何房间开窗；楼梯间四周墙壁必须为防火墙；对防火要求高的建筑物特不是高层建筑，应设计成封闭式楼梯或防烟楼梯。三、楼梯间必须有良好的自然采光。二、楼梯的尺度要求楼梯的坡度指楼梯段的坡度，由踏步高宽比决定。它有两种表示方法：一种是用斜面和水平面所夹角度表示；另一种表示方法是斜面的垂直投影高度与斜面的水平投影长度之比。楼梯常见坡度范围为20º～45º，即1/2.75～1/1，其中30º左右较为通用。坡度小于20º时，应采纳坡道形式。坡度大于45º时，则采纳爬梯。常见尺寸：住宅：1：1.5公共建筑：1：22.楼梯踏步尺寸踏面宽度与人的脚长和上下楼梯时脚与踏面接触状态有关。踏步的宽度应与成年男子的脚长相适宜，当踏面宽300mm时，人的脚能够完全落在踏面上，行走舒适。当踏面宽减少时，人行走脚跟部分可悬空，行走就不方便。踏步常用高度尺寸

踏步的高度，成人以150mm左右较适宜，不应高于175mm。

踏步的宽度（水平投影宽度）以300mm左右为宜，不应窄于260mm。

当踏步尺寸较小时，能够采取加做踏步檐或使踢面倾斜的方式加宽踏面。踏口的挑出尺寸为20～25mm。P77楼梯坡度实质上与楼梯踏步紧密相关，踏步高与宽之比即可构成楼梯坡度。踏步高常以h表示，踏步宽常以b表示，

民用建筑中，楼梯踏步的最小宽度与最大高度的限制值［见表］。

3.楼梯段的宽度楼梯段是楼梯的要紧组成部分之一，它是供人们上下通行的，因此楼梯的宽度必须满足上下人流及搬运物品的需要。楼梯段宽度的确定要考虑同时通过人流的股数及是否需通过尺寸较大的家具或设备等专门的需要。一般楼梯段需考虑同时至少通过两股人流，即上行与下行在楼梯段中间相遇能通过。按每股人流500－600mm宽度考虑。单人通行时为900mm，双人通行时为1000－1200mm，三人通行时为1500－1800mm，其余类推同时，需满足各类建筑设计规范中对梯段宽度的限定。如住宅≥1100mm，公建≥1300mm等。4.楼梯平台的宽度楼梯平台是楼梯段的连接，也供行人稍加休息之用。因此楼梯平台宽度大于或至少等于楼梯段的宽度，即规定了楼梯平台宽度取值的下限。即：平台宽度分为中间平台宽度D1和楼层平台宽度D2，平台宽度应大于或等于梯段宽度。

5.梯井宽度

所谓梯井，系指梯段之间形成的空档，以60－200mm为宜。6.栏杆（或栏板）扶手高度扶手高度是指踏面中心到扶手顶面的垂直距离。扶手高度的确定要考虑人们通行楼梯段时依扶的方便。一般室内扶手高度取900-1000mm；托幼建筑中楼梯扶手高度应适合儿童身材，扶手高度一般取600mm；但注意在600mm处设一道扶手，900mm处仍应设扶手，现在楼梯为双道扶手。顶层平台的水平安全栏杆扶手高度应适当加高一些，一般不宜小于1000mm，为防止儿童穿过栏杆空档而发生危险，栏杆之间的水平距离不应大于120mm室外楼梯扶手高度也应适当加高一些，常取1100mm。四、楼梯尺寸的确定

设计楼梯要紧是解决楼梯梯段和平台的设计，而梯段和平台的尺寸与楼梯间的开间、进深和层高有关。

1、梯段宽度与平台宽的计算梯段宽B：B=(A-C)/2A——开间净宽C——两梯段之间的缝隙宽，考虑消防、安全和施工的要求，C=60～200平台宽D：D≥B2、踏步的尺寸与数量的确定N=H/hH——层高h——踏步高3、梯段长度计算梯段长度取决于踏步数量。当N已知后，对两段等跑的楼梯梯段长L为L=(N/2-1)/bb——踏步宽7.楼梯的净空高度楼梯的净空高度包括楼梯段的净高和平台过道处的净高。楼梯段的净高是指自踏步前缘线至正上方突出物下缘间的垂直距离。应大于2.2m。平台过道处净高是指平台梁底至平台梁正下方踏步或楼地面上边缘的垂直距离。应大于２m。见图5.11当楼梯底层中间平台下做通道时，为求得下面空间净高≥2000mm，常采纳以下几种处理方法：［如图］例题：现以层高为3600mm通行式楼梯为例，采纳平行双跑楼梯，采取等跑式，即第一跑与第二跑等长。因此平台顶面标高为1.800m，在扣除平台梁高300mm，净高只有1500mm，与净高要求2000mm，尚差500mm。不满足要求。（采纳300*150）当首层平台下作通道不能满足２m的净高要求时，能够采取以下方法解决：解决方案：改有长短跑楼梯将楼梯底层设计成“长短跑”，让第一跑的踏步数目多些，第二跑踏步少些，利用踏步的多少来调节下部净空的高度。下沉地面在建筑室内外高差较大的前提下，局部降低平台下过道处地面标高。例如室内外高差800mm。用下沉地面的方法能够达到通行净高的要求，但却增加了房屋的底盘高度，因而增加了工程造价。综合上两种方式采取长短跑梯段的同时，降低底层中间平台下地坪标高。将底层采纳单跑楼梯直接从室外上二层，底层用直行单跑或直行双跑楼梯直接从室外上二层。3.4装配式钢筋混凝土楼梯构造一、预制装配式钢筋混凝土楼梯的特点预制装配式钢筋混凝土楼梯是指用预制厂生产或现场制作的构件安装拼合而成的楼梯。采纳预制装配式楼梯可较现浇式钢筋混凝土楼梯提高工业化施工水平，节约模板，简化操作程序，较大幅度地缩短工期。但预制装配式钢筋混凝土楼梯的整体性、抗震性、灵活性等不及现浇钢筋混凝土楼梯.二、预制装配式钢筋混凝土楼梯的分类及其构造为了适应不同的施工机械装备，按楼梯构件的合并程度，分为小型构件装配式楼梯和中型与大型构件装配式楼梯。（一）小型构件装配式楼梯小型构件装配工楼梯，是把楼梯的组成部分划分为若干构件，每一构件体积小、重量轻、易于制作、便于运输和安装。施工工序多，湿作业较多，施工速度较慢。这种楼梯适用于施工过程中没有吊装设备或只有小型吊装设备的房屋。一、预制装配式钢筋混凝土楼梯

按其构造方式可分为梁承式、墙承式和墙悬臂式等类型。

1.预制装配墙承式钢筋混凝土楼梯P81预制装配墙承式钢筋混凝土楼梯系指预制钢筋混凝土踏步板直接搁置在墙上的一种楼梯形式，其踏步板一般采纳一字形、L形断面。这种楼梯由于在梯段之间有墙，搬运家具不方便，也阻挡视线，上下人流易相撞。通常在中间墙上开设观看口，以使上下人流视线流通。但这种方式对抗震不利，施工也较苦恼。2.预制装配墙悬臂式钢筋混凝土楼梯P81预制装配墙悬臂式钢筋混凝土楼梯系指预制钢筋混凝土踏步板一端嵌固于楼梯间侧墙上，另一端凌空悬挑的楼梯形式。预制装配墙悬臂式钢筋混凝土楼梯用于嵌固踏步板的墙体厚度不应小于240mm，踏步板悬挑长度一般≤1800mm。踏步板一般采纳L形带肋断面形式，其入墙嵌固端一般做成矩形断面，嵌人深度240mm。单梁悬臂式楼梯单梁挑板式楼梯单梁挑板式楼梯实例3.预制装配梁承式钢筋混凝土楼梯P82预制装配梁承式钢筋混凝土楼梯系指梯段由平台梁支承的楼梯构造方式。预制构件可按梯段（板式或梁板式梯段）、平台梁、平台板三部分进行划分。二、预制装配梁承式楼梯构件A.梯段1、梁板式梯段梁板式梯段由梯斜梁和踏步板组成。一般在踏步板两端各设一根梯斜梁，踏步板支承在梯斜梁上。由于构件小型化，不需大型起重设备即可安装，施工简便。（1）踏步板：踏步板断面形式有一字形、L形、三角形等。（2）梯斜梁：用于搁置一字形、L形断面踏步板的梯斜梁为锯齿形变断面构件。用于搁置三角形断面踏步板的梯斜梁为等断面构件。2、板式梯段板式梯段为整块或数块带踏步的条板B.平台梁为了便于支承梯斜梁或梯段板，平衡梯段水平分力并减少平台梁所占结构空间，一般将平台梁做成L形断面。L为平台梁的跨度C.平台板平台板可依照需要采纳钢筋混凝土空心板、槽板或平板。3.3钢筋混凝土楼梯构造

钢筋混凝土楼梯按施工方式可分为现浇式和预制装配式两类。一、现浇钢筋混凝土楼梯构造1.现浇钢筋混凝土楼梯的特点现浇钢筋混凝土楼梯是指楼梯段、楼梯平台等整浇在一起的楼梯。它整体性好，刚度大。然而在施工过程中，要通过支模板，绑扎钢筋，浇灌混凝土，振捣，养护，拆模等作业，在拆模之前，不能利用它进行垂直运输。因而较适合于比较小且抗震设防要求较高的建筑中。2.现浇钢筋混凝土楼梯的分类及其构造

现浇楼梯按梯段的传力特点，有板式梯段和梁板式梯段之分。（１）板式楼梯

板式的楼梯段作为一块整浇板，斜向搁置在平台梁上，楼梯段相当于一块斜放的板。平台梁之间的距离即为板的跨度（图5.13a）。楼梯段应沿跨度方向布置受力钢筋。（板式）也有带平台板的板式楼梯，即把两个或一个平台板和一个梯段组合成一块折形板（折板式）。如此处理平台下净空扩大了。板式楼梯常用于楼梯荷载较小，楼梯段的跨度也较小的住宅等房屋。板式楼梯段的底面平齐，便于装修。２.梁板式楼梯梁板式楼梯是由踏步板、楼梯斜梁、平台梁和平台板组成。楼梯段由板与梁组成。板承受荷并传给梁，再由梁传给平台梁。楼梯段梁间的距离即为板的跨度。梁板式梯段在结构布置上有双梁布置和单梁布置之分见图5.14。双梁式梯段系将梯段斜梁布置在踏步的两端，这时踏步板的跨度便是梯段的宽度，也确实是楼梯段斜梁间的距离。梁板式楼梯与板式楼梯相比，板的跨度小，故在板厚相同的情况下，梁板式楼梯能够承受较大的荷载。正梁式梯段当斜梁在板下部称为正梁式梯段，上面踏步露明，常称明步（图5.15a）。反梁式梯段有时为了让楼梯段底表面平坦或幸免洗刷楼梯时污水沿踏步端头下淌，弄脏楼梯，常将楼梯斜梁反向上面称反梁式梯段，下面平坦，踏步包在梁内，常称暗步（图5.15b）。四大跨度建筑构造本章内容要紧的大跨结构类型及造型特点屋顶的构造处理要点天窗设计要点4.1单层与多层建筑单层装配式钢筋混凝土厂房大跨度建筑构造概论界定：30M历史——万神庙——美国·底特律·韦恩县体育馆（WayneCountystadium）（266m，圆形钢网壳）——上海体育馆（110m，圆形钢平板网架）——英国千年穹（365m，帐篷结构）选择结构形式的意义——造型——空间利用的合理性——对内部装饰的阻碍大跨度结构形式可分为两大类平面结构体系——桁架——刚架——拱——……（把结构构件本身作为独立的单元来考虑）空间结构体系——网架——折板——薄壳——悬索——……（把结构的所有组成构件协同起来共同跨越空间，作为整体来考虑——整体作用大于单个作用之和，且多向受力比单向受力更发挥材料潜力，空间工作比平面工作更符合力的自然传递路线）十种常用的大跨度结构形式拱刚架桁架网架折板薄壳悬索帐篷薄膜（张拉）充气薄膜悬挑（各种方式的应用和组合）一、拱结构及其造型特点结构类型阻碍造型的因素一、拱结构及其造型特点——轴向受压（无弯距、只要求材料的受压性能好，能够专门薄。相同截面高的拱与梁，由于前者的曲面作用，跨度相差n倍）——有横向侧推力一、拱结构及其造型结构类型——无铰拱、两铰拱、三铰拱——木、钢、钢筋混凝土——实腹、空腹一、拱结构及其造型阻碍造型的因素——矢高f（1/5-1/7不小于1/10）——平衡水平侧推力的方式——屋面材料的类型（如油毡f不小于1/8）实例二、刚架结构及其造型特点结构类型阻碍造型的因素二、刚架结构及其造型特点——刚结点（与排架结构对比）：大大减少梁的跨中弯距——结构断面小，外形简洁，可暴露结构构件——门型刚架中部向上微翘有利于综合利用室内空间，扩大净空高度——适用于40m跨度以内，动荷载不能太大（吊车≤10T，远小于排架）二、刚架结构及其造型结构类型——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架二、刚架结构及其造型三、桁架结构及其造型特点结构类型造型三、桁架结构及其造型

特点——格构形，全部节点均为铰接，每一杆件受力均为轴向力。——受力时考虑施于节点，可幸免使杆件受弯。优点——①省材②受力明确③自重轻，可跨越较大空间④便于安装运输缺点——结构高度较大，需增强稳定性三、桁架结构及其造型类型按构成●三角形结构高度最低1/5-1/2≤18m●拱形受力最好1/6-1/818-36m60m（无斜腹杆）15-30m●梯形受力较好，制作方便1/6-1/818-36m72m按材料●钢适宜36m以上跨度，自重轻●钢筋混凝土适宜36m以下跨度●木——专门环境（相对湿度大于75%或有腐蚀性介质时）不宜钢、木材料，只宜预应力钢筋混凝土材料。三、桁架结构及其造型三、桁架结构及其造型四、网架结构及其造型特点结构类型网架尺寸杆件断面节点连接造型四、网架结构及其造型特点杆件互相支撑，形成多向受力的空间结构优点●空间刚度好（多向受力，整体性好）●自重轻跨度大（受力合理，节约材料）●杆件规格统一为有限的几种，易于工厂化生产●有利于选型、适于各种屋面形状四、网架结构及其造型类型按外形平板、曲面按层数单层、双层、多层按材料木、钢、钢筋混凝土四、网架结构及其造型平板网架——构造简单：双层平板，无侧推力，只需简单支座——可覆盖各种形式平面●交叉桁架体系（两向或三向；正放与斜放）●角锥体系（三角锥、四角锥、六角锥）网架结构及其造型角锥体系平板网架四、网架结构及其造型尺寸●网格高度（高跨比）见表3-1约1/15●网格尺寸采纳钢筋混凝土屋面板时≯3m×3m杆件断面与节点连接四、网架结构及其造型阻碍造型的因素●网架形式●支座方式四、网架结构及其造型四、网架结构及其造型五、折板结构及其造型特点结构类型造型实例五、折板结构及其造型特点L2/L1≤1短折板L2≤12米L2/L1≥1长折板f长折板=（1/10~1/15）L1——薄、省材；预制装配（装配整体式）；构造简单五、折板结构及其造型类型——断面——外形折板结构及其造型折板结构及其造型六、薄壳结构及其造型特点结构类型薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型受力特点要紧是曲面内轴向力，有少量弯矩；结构薄、轻、省、跨度大。薄壳结构及其造型罗马万神庙结构体系薄壳结构及其造型罗马小体育宫结构体系薄壳结构及其造型筒壳结构：长短筒壳薄壳结构及其造型Kimbell薄壳结构及其造型双曲面壳体薄壳结构及其造型广州星海音乐厅自由壳体的构想自由壳体的构想薄壳施工薄壳施工薄壳施工网格壳体:钢结构国家大剧院网格壳体:索膜穹顶索膜穹顶薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型七、悬索结构及其造型特点结构类型悬索结构及其造型特点分工明确——索网：钢索，只受力——边缘构件：梁、桁架、拱等——支承结构造型新颖、跨度大、施工简便悬索结构及其造型类型单层单曲面双层单曲面●轮辐式鞍形悬索结构及其造型类型单层单曲面双层单曲面轮辐式●鞍形悬索结构及其造型悬索结构及其造型悬索结构及其造型悬索结构及其造型八、帐篷薄膜结构及其造型特点撑杆+篷面九、充气薄膜结构及其造型类型气承式气肋式十、悬挑结构及其造型要点考虑倾覆力矩；出挑构件的结构形式多样实例悬挑结构及其造型悬挑结构及其造型大跨度建筑构造--屋顶构造大跨度屋顶设计要求：——结构轻；水流路线长应保证防排水；保温隔热等热工要求……屋顶构造组成——承重结构、基层、防水层——有檩方案、无檩方案防水材料——橡胶卷材——涂膜——金属瓦屋面——彩色压型钢板屋面大跨度建筑构造--屋顶构造大跨度建筑构造--屋顶构造大跨度建筑构造--屋顶构造金属瓦屋面——构造层次：檩条、木望板、干铺油毡（一层）、瓦材（防腐处理）——屋面划分：瓦材尺寸不宜超过2m——细部构造：拼缝、泛水、天沟、檐口等大跨度建筑构造--屋顶构造金属瓦屋面拼缝构造金属瓦屋面构造实例

金属瓦屋面构造实例

大跨度建筑构造--屋顶构造彩色压型钢板屋面——材料形式大跨度建筑构造--屋顶构造彩色压型钢板屋面——材料形式大跨度建筑构造--屋顶构造彩色压型钢板屋面——构造层次与细部构造：波高以35mm为界，纵向接缝搭接长度不小于100mm彩色压型钢板屋面六高层建筑第一节高层建筑概况一、高层建筑进展过程高层建筑是19世纪中其产业革命后逐步进展起来的。1854年，美国人奥蒂斯发明了电梯，使高层建筑成为可能。1931年帝国大厦（高度381米）在纽约落成，进入了超高层领域。帝国大厦102层，高381m，20世纪前半叶世界最高的摩天大楼，纽约。1931年落成，是70年代往常世界上最高的建筑。纽约州的不名为“帝国州”，故名。1945年7月，一架巨型轰炸机在大雾中撞上大厦第79层，飞机坠毁，大厦只有局部破损，总体未受阻碍。世贸中心双塔1972年，412m，110层，世贸中心双塔，纽约。在9.11恐惧事件中倒塌。芝加哥希尔斯大厦1974年，443m，110层，芝加哥西尔斯大厦中国高层建筑：中国高层建筑在二十世纪八十年代后进展迅速，在建设规模和建筑高度上，其进展速度都十分惊人。在目前全球排前10位的高层建筑中，中国占有三个席位。他们分不是：

金茂大厦，高度420米，上海，第3位

中环广场大厦，高度374米，香港，第6位

中国银行大厦，高度369米，香港，第7位上海金茂大厦美国SOM事务所设计，1998年，88层，高420m，世界第三，中国最高；香港中国银行大厦贝聿铭设计，1989年，70层，高369m。香港汇丰银行大楼1985年，香港汇丰银行大楼，地上48层，地下4层，高178.8m，英国建筑师福斯特设计。北京京广中心大厦1990年，高208m，52层。高层建筑的进展高层建筑丰富都市空间，节约用地，综合适用，促进新型材料，新型结构的进展，也促进建筑技术迅猛进展，形成了规模巨大的都市综合体。高层建筑正向人性化、智能化、生态化方向进展。德国法兰克福商业银行，NormanForster设计事务所二、高层建筑的分类(一)高层建筑按层数及高度分类联合国教科文组织所属世界高层建筑委员会建议按高层建筑的高度分成四类：第一类：9～16层(最高到50m)第二类：17～25层(最高到75m)第三类：26～40层(最高到100m)第四类：40层以上(即超高层建筑)我国对高层建筑的定义《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95(2005))中规定，10层和超过10层的居住建筑和超过24m高的其他民用建筑为高层建筑。《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）规定，建筑高度超过100米时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。建筑高度（高规）：指建筑物室外地面至其屋面面层的高度。其他分类(二)高层建筑按体型分类：1.板式高层建筑2.塔式高层建筑(三)按防火要求分类依照建筑物使用性质、火灾危险性、疏散及扑救难度等因素分类第二节高层建筑结构体系(一)

纯框架体系(二)

纯剪力墙体系1、结构特征：由一系列横向和纵向钢筋混凝土剪力墙所组成，这种体系侧向刚度大、侧移小，为刚性结构体系，适用于小开间的高层住宅、旅馆、办公楼等，一般操纵在35层，总高110米以内。2、剪力墙的结构布置：(1)横向布置剪力墙(2)纵向布置剪力墙(3)纵横向布置剪力墙(三)

筒体体系1.结构特征：筒体结构由框架或剪力墙围合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连接起来，形成一个空间构架，比单片框架或剪力墙的空间刚度大得多，不仅能承受竖向荷载，而且能承受专门大的水平荷载。筒体结构适用于超高层建筑，尤其在地震区更能显示其优越性。2.筒体结构的类型1）单筒结构：单筒专门少单独使用，通常和框架组合，依照二者位置关系的不同，有外筒内框架和内筒外框架两种布置方式。2）筒中筒结构：内外套置的几层筒体，内外筒之间通过楼板连成整体，筒中筒比单筒有更好的抗推能力。如世贸中心、香港合和中心和深圳国贸大厦等均采纳该结构体系。3）束筒结构：若干个筒体相并列，美国芝加哥西尔斯大厦确实是采纳的束筒结构。

筒体体系举例(四)

体系组合依照建筑功能的需要和结构受力的特点，可将上述差不多体系重新组合，形成框支剪力墙、框架-剪力墙、框架-筒体、筒中筒、束筒等结构体系。(1)

实例：框支剪力墙体系(2)

实例：框架-剪力墙体系(3)

实例：框架-筒体体系(4)

实例：筒中筒体系(5)

实例：束筒体系4-5桥梁工程本章内容6.1桥梁的分类6.2桥梁工