《土建工程基础》教案

统一编号_____________(共1册)常州大学怀德学院教案簿（第一册）课程名称土建工程基础教学单位建筑与环境工程系主讲教师翁鹏职称助教课程性质考查总学时32总学分2授课班级给水17级总人数80课程授课学期2018-2019-2起止时间2019.3至2019.6本教案用于第4学期所用教材及编者《土建工程基础》唐兴荣编主要参考书及编者：《建筑材料》主编：付明琴《房屋建筑学》主编：唐海艳教学事务部（教务）制本册教案目录课次课题（章节）页码1绪论2第一章工程材料1.1工程材料的定义和分类；1.2常见工程材料的基本性质31.2耐久性；1.3水泥41.4混凝土51.4混凝土61.5砂浆；1.6块体材料；1.7建筑钢材等7第二章建筑物与构筑物的构造2.1概述；2.2基础82.2基础；2.3墙体92.3墙体；2.4楼地面102.4楼地面112.6楼梯122.7窗与门13第四章地基与基础4.1土的物理性质和分类144.2土的透水性15复习与答疑16随堂考试常州大学怀德学院教案第1次课2学时授课时间2018.3.7教案完成时间2018.2.1课题（章节）绪论教学目的与要求：了解土木建筑工程概况；了解土木工程的发展和特点；掌握土木建筑工程项目的建设与管理；认识给水排水工程及其与土木工程的关系；介绍本课程内容设置与计划。教学重点、难点：重点：1、工程项目的建设程序2、工程项目的管理3、建设法规难点：无教学方法及师生互动设计：提问，讲授（详见讲稿）课堂练习、作业：预习下次课（第一章工程材料）内容！课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）绪论第一节土木建筑工程概况一、土木建筑工程的定义土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。二、土木工程的发展对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发展。土木工程历史上有三次飞跃：人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，甚至在目前还被广泛采用。钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏（铁的区别：铁分为生铁和熟铁。熟铁和生铁都是铁碳合金，以碳的含量多少来区别。一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁含量在1.7%以上的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性）。从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米。那么，为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生，土木工程也从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。三、土木工程的发展趋势现代土木工程的特点是：适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。土木建筑工程项目的建设与管理一、工程项目的建设程序工程项目的建设程序是指一项工程从设想、计划建设到项目确定，从勘测设计到施工完成、竣工验收、投产使用等全过程应遵守的规定步骤和程序。根据我国现行的建设程序，大中型项目和额度以上投资项目按照以下程序进行：（一）提出项目建议书由业主单位提出拟建项目相关内容的设想报告，报项目主管部门审批。（二）进行可行性研究项目建议书批准后，对拟建项目在技术上、市场上以及对环境、生态等影响作出分析论证，推荐最佳方案，提出可行性研究报告。（三）选择建设地址提出选址报告，报主管部门批准。（四）编制设计任务书由项目主管单位组织计划部门、设计单位编制设计任务书。（五）编制项目设计文件由主管部门或委托设计单位，编制设计文件。设计文件是安排建设项目和组织工程施工的主要依据。（六）进行项目设计一般项目分初步设计和施工图设计两阶段进行。（七）编制建设计划和建设年度计划按照批准的总概算和建设工期，合理地编制项目建设计划和年度建设计划。（八）建设前期的准备工作建设前期的准备工作包括征地、拆迁、工地现场的“三通一平”（水、电、路，平整场地），准备施工图纸，选定施工单位等。（九）建设实施阶段项目得以实现的关键阶段。（十）竣工验收对一般项目可进行一次性验收，对大中型项目应先进行初验，再进行终验。竣工验收以建设单位为主，组织使用单位、施工单位、设计单位和监理、质检单位进行。二、工程项目的管理工程项目的管理是以实现项目建设为目标的，按项目规定的程序对项目建设的全过程进行全面的管理工作。包括对建设全过程进行计划、组织、协调、控制及指挥等系统的循环管理工作。因当前工程项目的建设都采用承包方式，所以，项目管理还包括合同管理一项。三、建设法规建设法规是值工程项目的建设和管理活动中，必须遵循的国家的各种法律法规。我国建设法规地制定，不得在违背国家法律、建设行政法规、国务院部、委规章、并遵守地方性建设法规与地方建设规章。有了建设法规可以规范指导建设活动的行为、保护合法的建设行为和处罚违法的建设行为。第三节给水排水工程及其与土木工程的关系给水排水工程是一门应用很广泛的学科，它是以城市水的输送、净化及水资源保护与利用有关的理论与技术为主要研究内容，与城市、城镇建设事业、工业生产、环保和人民生活密切相关的重要学科。按其服务范围可分为：城镇给水排水工程、工业企业给排水工程、建筑给排水工程三类。一、城镇给水排水工程由城市给水系统、城市排水系统组成。（一）城市给水系统。由取水构筑物、输水管道、净水厂和输配水管网组成。取水构筑物取地面水或地下水，将这些水通过处理工艺除去水中杂质达到符合引用水，再将这些引用水通过管网和泵房输送到用户。（二）城市排水系统。城市排水指生活污水、工业废水和雨水的排放。城市排水系统一般由收集（排水灌渠）、处理（污水厂）、和处置三部分的设施组成。二、建筑给排水工程建筑给排水工程是运行在建筑物和居住小区内的给水排水系统，主要是研究建筑内部的给水以及排水问题，保证建筑的功能以及安全的一门学科。主要分为：建筑给水系统，建筑排水系统（含雨水以及污水，废水），消火栓给水系统，自动喷淋灭火系统，景观系统，热水系统等。三、给水排水工程和土木工程的关系在学科上，水是给排水专业的研究对象，工程设施是土木工程专业的研究对象，所以，二者关系上给排水专业是有别于土建工程的一只独立学科，但它的存在与发展又离不开土建工程的支承，离开土建工程将无法实施给排水工程的工作目标，可以说给排水学科对土建工程而言既独立又依赖，这种依赖关系决定了从事给排水专业的技术人员，既要精通水的专业知识，又要掌握有关土木建筑工方面的专业基础知识，能够判断给排水构筑物是否满足给排水的工艺要求。介绍一下本书的课程内容设置：工程材料叙述了土建工程和给排水工程中常遇的一些主要材料的基本性能、使用条件和使用范围。房屋与构筑物的构造，叙述房屋的类型、房屋的结构组成与构造。结构与构件设计，在具备了材料和结构构造知识后，就可以对结构中作为骨架的承重构件进行受力强度的计算，确定截面尺寸。地基基础，本章阐述了建筑物、构筑物最下部承重结构基础的受力与构造以及地基土的性能。通过这四部分内容的学习，就可以初步完整地了解一个典型土建工程设施，建筑物的组成，各部分的构造、功能和结构设计。第页常州大学怀德学院教案第2次课2学时授课时间2018.3.8教案完成时间2018.2.1课题（章节）第一章工程材料工程材料的定义和分类常见工程材料的基本性质教学目的与要求：熟悉工程材料按化学成分、功能分别如何分类；掌握工程材料的基本物理性质、力学性质、耐久性的基本概念，以及物理性质中表观密度、填充率等基本量的运算。教学重点、难点：重点：密度、表观密度、堆积密度，密实度与孔隙率，填充率与孔隙率，吸水性与吸湿性，强度与比强度，弹性与塑性。难点：1.密实度与填充率区分；2.吸水性与吸湿性区分；3.体积吸水率与质量吸水率的区分、计算；教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后习题1.1、1.2，共计14题，课后自主完成，下次课解答疑问；预习下次课（1.2材料的耐久性；1.3水泥）内容！课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）第一章工程材料1.1工程材料的分类与基本性质§定义与分类工程材料是指土建工程中所使用的各种材料与制品的总称。按化学成分分类：由碳、氢、氧、氮等元素组成的材料统称为有机材料。比如木材、塑料、橡胶、油漆等等，简单的说，有机材料都能够在常温常压下燃烧。而无机材料则不能，比如钢筋、水泥、黏土砖等等。无机材料：金属材料和非金属材料。有机材料：天然合成材料和人工合成材料。无机与有机合成的材料。比如纤维混凝土、聚合物混凝土。按使用功能分类：①结构材料：承受外力或荷载的结构构件的材料。比如混凝土、粘土砖。②墙体材料：起维护、分割作用的材料。比如空心砖、加气混凝土。③功能材料：具有某种特有性能的材料。比如防水、防腐、以及装饰的材料。（一）材料的物理性质1与质量有关的物理性质（1）密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量：绝对密实的建筑的材料是很少见的，除了钢材和玻璃外，一般的材料都存在孔隙。测量绝对密度，通常是将材料磨成细粉后测定其体积。（2）表观密度（平时称的容重）在土建工程计算与设计当中，常用的是表观密度。其定义：材料在自然状态下的单位体积的质量：因为自然状态材料往往含有水分，所以测定表观密度时须注明含水量。（3）堆积密度粒状材料或粉状材料在自然堆积状态下单位体积的质量：体积包括颗粒之间的空隙。课堂互动：对于同一材料，各种密度参数的大小排列为（b）A．密度＞堆积密度＞表观密度B．密度＞密度表观＞堆积密度C．堆积密度＞密度＞表观密度D．表观密度＞堆积密度＞密度密实度与孔隙率密实度（DenseDegree）是指材料的固体物质部分的体积占总体积的比例；孔隙率，是指块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。填充率与空隙率填充率是指材料在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。空隙率指粒状材料在堆积状态下，颗粒间空隙体积占堆积体积的百分率，它反映了粒状材料内部的疏密程度。课堂互动：已知某固体材料的ρ0=1500kg/m3，ρ=1800kg/m3，则其孔隙率为（b）A．14.3％B．16.7％C．88.0％D．12.5％2与水有关的物理性质①亲水性和憎水性材料与水接触后能被水湿润并吸入内部的性质称亲水性，比如粘土砖、混凝土等。材料与水接触后能将水排斥在外的性质称憎水性，比如沥青、塑料等。②吸湿性和吸水性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称吸湿性，其大小用含水率Wh表示：mb和mg分别为含水和干燥时材料质量。当空气湿度大并且温度降低时，材料的含水率就大，反之就小。材料在水中吸收水分的性质称吸水性，它的大小用吸水率表示。它有质量吸水率和体积吸水率两种表示方式，见书P15。与热工有关的物理性质材料的导热性材料传导热量的能力称为导热性。Q传热量（J）；δ材料厚度（m）；T1-T2材料两侧的温差（K）；A传热面积（m2）;t传热时间（s）。导热系数越小，材料导热性能越差，绝热保温性能越好。内部闭口孔隙大，导热系数越小，但材料受潮后导热系数显著增大，故绝热材料应处于干燥状态。课堂互动：摄氏温度和华氏温度的关系：T℉=1.8t℃+32

摄氏温度和开尔文温度的关系：°K=°C+273.15材料的热容材料加热时吸热、冷却时放热的性质称为热容量。热容量的大小用比热容来表示，即1克材料，温度升高1K时所吸收的热量……比热容反映材料吸热或放热能力大小，队保持建筑物内部温度稳定有很大意义。比热容大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均匀时，缓和室内温度的波动。课堂互动：选用墙体材料时，应选择导热系数较小，热容量较大的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。（二）材料的力学性质1材料的强度与比强度材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度，以单位面积上所受的力来表示。由于材料受外力种类和方式不同，具体又分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等四种基本强度值。比强度就是按单位质量计算的材料强度，是衡量材料是否轻质高强的指标，以材料强度与表观密度的比值来计算。2弹性与塑性弹性：材料在外力作用下产生的变形能够随外力的消失而完全消除的现象称为弹性。塑性：材料在外力作用下产生的变形不能随外力的消除而消失的现象称为塑性。相应的变形称为弹性和塑性变形。（弹性模量，Mpa）3脆性与韧性脆性：材料在外力作用下，没有明显的变形特征而突然破坏的性质称为脆性。韧性：材料在动力荷载作用下，能承受很大的变形而不破坏的性质称为韧性。课堂互动：普通粘土砖多为开口孔，若增大其孔隙率，则会使砖的密度不变，吸水率增大，抗冻性变差，强度降低，保温性能提高。1m3自然状态下的某种材料，质量为2100kg，孔隙体积占25％，其密度是2.8g/cm3。含水率为5％的中砂2000g，其干燥时的质量为1905g。某材料的表观密度为1800kg/m3，密度为2000kg/m3，其孔隙率为10%。第页常州大学怀德学院教案第3次课2学时授课时间2018.3.14教案完成时间2018.2.1课题（章节）第一章工程材料1.2耐久性；1.3水泥教学目的与要求：掌握耐久性的基本概念；掌握耐久性评价的全部指标；思考得出耐久性的改善措施；熟悉水泥的生产、分类了解水泥的主要技术性质、腐蚀与防止；了解掺混合料水泥的主要特征和用途。教学重点、难点：重点：材料受侵蚀作用的主要类型；提高耐久性的措施；水泥的生产与组成；水泥的水化、硬化；凝结时间；体积安定性。难点：提高耐久性的措施；凝结时间；体积安定性。教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）1.2（三）材料的耐久性§为什么要提出耐久性？——建筑材料除具有良好的使用性能外，还要提高材料使用寿命！材料的耐久性是指材料在环境的多种因素作用下，不变质、不破坏，能长久地保持其使用性能的性质。这是一个综合性指标：抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗老化、耐热性、耐磨性、抗风化性等。不同建筑部位及工程所处环境不同，应考虑相应的性质。例如：寒冷地区室外工程，所用材料的耐久性以抗冻性指标来表示。处于暴露环境的有机材料，其耐久性以抗老化能力来表示。（沥青，橡胶）处于有压力水作用下的水工工程所用的材料应有抗渗性的要求。金属类的材料在使用环境中主要是遭受氧化腐蚀。§影响材料耐久性的因素：物理作用：一般是指干湿变化，温度变化，冻融循环等.这些作用会使材料发生体积变化或引起内部裂纹的扩展，而使材料逐渐破坏，如混凝土，岩石，外装修材料的热胀冷缩等。化学作用：包括酸，碱，盐等物质的水溶液及有害气体的侵蚀作用。这些侵蚀作用会使材料逐渐变质而破坏，如水泥石的腐蚀，钢筋的锈蚀，混凝土在海水中的腐蚀，石膏在水中的溶解作用等。生物作用：是指菌类，昆虫等的侵害作用，包括使材料因虫蛀，腐朽而破坏，如木材的腐蚀等。因而，材料的耐久性实际上是衡量材料在上述多种作用下，能长久保持原有性质而保证安全正常使用的性质。§提高材料耐久性的意义：1．节约材料2．保证建筑物长期正常使用3．减少维修费用4．延长建筑物寿命§提高耐久性的措施（1）提高密实度；（2）减小开口孔隙，改变孔结构；（3）根据不同的环境选择适当的材料；（4）通过刷涂料等方法在材料表面增加保护层。1.3水泥水泥是一种粉末状水硬性胶凝建筑材料。加水拌合成塑性浆状物后能胶结砂、砖、石料等建材。不仅能在空气中硬化，增长强度，而且能在水中硬化，增长强度。它的生产过程一般为“两磨一烧”。把几种原料及燃料按一定比例配合后在磨机中磨成被称作生料的原料，然后入窑煅烧，烧成的料被称作熟料。再把熟料配以适量石膏和混合材在磨机中磨成水泥。按生料制造方法分为湿法和干法（半干法），湿法是把原料加水后在磨机中磨成生料浆；干法是将原料烘干后进入磨机磨成生料粉。水泥的分类和命名是这样的：按其用途和性能分：（1）通用水泥：用于一般建筑工程的水泥叫通用水泥。它是以所含主要水硬性矿物名称加上混合材名称命名。使用广，产量最大。如：普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，混合硅酸盐水泥等。（2）专用水泥：专用水泥以它的专门用途命名。在特定范围内使用，充分发挥其特性，取得良好的使用效果。如：专门用于油井的油井水泥，专门用于修筑道路的道路水泥等。（3）特性水泥：以水泥的主要水硬性矿物名加上水泥的主要特性命名。它不是专用的，在适用的特性范围内需要时均可使用。其矿物成分多种多样，有硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐、无熟料等，当然其性能也就各异了。如：快凝硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥，膨胀硫铝酸盐水泥，火山灰水泥等等。1.硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料掺入0-5%混合料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥。水泥的硬化：水泥加水拌和成塑性的流动浆体后同时产生水化反映形成水化物并放出热量逐步“初凝”、“终凝”而变成一定强度的坚硬水泥石头，这一过程就称为硬化过程。硬化后的水泥石由胶凝晶体、毛细孔和未水化的水泥颗粒组成。（1）水泥的主要技术性质①凝结时间凝结分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌和时起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间，终凝指水泥加水拌和时起至水泥浆固结产生强度所需的时间。水泥初凝不宜过早，以保证施工时有足够的时间完成拌和、运输、浇注等工作，也不宜过迟，以便施工完成后尽快硬化产生强度。国家规定，硅酸盐水泥初凝时间不早于45分钟，终凝时间不得迟于6.5小时。②强度等级强度等级：水泥强度等级也按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分，唯强度以MPa计。各类水泥的强度龄期统一为3d、28d。常用各类水泥的强度共设32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R八个等级。不带R是普通型，带R是早强型。（2）硅酸盐水泥的性能下面看一下硅酸盐水泥的性能：P22。优点，缺点。2.掺有混合物的硅酸盐水泥为了改善水泥的某些性能、节约水泥熟料、增加产量、降低成本，往往在硅酸盐水泥中加入一定量的混合料。掺混合物料的硅酸盐水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。①普通水泥：由硅酸盐水泥熟料和6—15%混合料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称普通硅酸盐水泥。②矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥ⅰ由硅酸盐水泥熟料和20-70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬化胶凝材料称矿渣硅酸盐水泥（P.S）ⅱ由硅酸盐水泥熟料和20-50%火山灰混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称火山灰质硅酸盐水泥（P.P）ⅲ由硅酸盐水泥熟料和20-40%粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）其他两种水泥：特性硅酸盐水泥和专用硅酸盐水泥，是指分别满足特殊工程要求和某些特殊工程要求的水泥，这里不作介绍，课下看看了解一下。第页常州大学怀德学院教案第4次课2学时授课时间2018.3.15教案完成时间2018.2.1课题（章节）工程材料1.4混凝土教学目的与要求：记忆混凝土的定义及分类方式；掌握普通混凝土的组成与材料要求、主要的技术性质；掌握混凝土和易性的评价方式，以及影响因素；掌握混凝土的耐久性；教学重点、难点：重点：普通混凝土的组成与材料要求、主要的技术性质。难点：混凝土和易性的评价方式，以及影响因素教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）1.4混凝土混凝土是指由胶凝材料水泥和一定比例的粗细骨料与水拌和而成的具有一定的强度的人工石材。一、分类(1)按表观密度分类混凝土按表观密度大小不同可分为三类：①重混凝土。它是指干表观密度大于2600kg／m3的混凝土，通常是采用高密度集料(如重晶石、铁矿石、钢屑等)或同时采用重水泥(如钡水泥、锶水泥等)制成的混凝土。因为它主要用作核能工程的辐射屏蔽结构材料，又称为防辐射混凝土。②普通混凝土。它是指干表观密度为2000～2600kg／m3的混凝土，通常是以常用水泥为胶凝材料，且以天然砂、石为集料配制而成的混凝土。它是目前土木工程中最常用的水泥混凝土。③轻混凝土。它是指干表观密度小于1950kg／m3的混凝土，通常是采用陶粒等轻质多孔的集料，或者不用集料而掺人加气剂或泡沫剂等而形成多孔结构的混凝土。根据其性能与用途的不同又可分为结构用轻混凝土、保温用轻混凝土和结构保温轻混凝土等。(2)按用途分类按混凝土在工程中的用途不同可分为结构混凝土、水工混凝土、海洋混凝土、道路混凝上、防水混凝土、补偿收缩混凝土、装饰混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土等。(3)按强度等级分类按混凝土的抗压强度可分为低强混凝土、中强混凝土、高强混凝土及超高强混凝土等。二、普通混凝土（一）组成与材料要求混凝土的基本组成是水泥、水、砂子、石子四种材料。1.细骨料（砂）一般指0.6—5mm的岩石颗粒，分天然砂和人工砂两类。天然砂有河砂、海砂、山砂；人工砂由岩石破碎筛选而成，起成本较高。工程中一般采用河砂配料拌制混凝土。2.粗骨料粗骨料有天然形成的乱石和人工碎石二种，粒径应不小于5mm。3.水拌制混凝土的所用的拌和水和养护水一般可使用生活饮用水，不允许使用污水、海水、酸性水等。4.外加剂在拌制混凝土过程中掺入用以改善混凝土性能的物质。掺量一般不大于水泥质量的5％。按主要功能分为四类：（1）减水剂：指能显著减少混凝土拌合水量的外加剂，在保持混凝土流动性和水泥用量的条件下，能提高混凝土15%的强度，同时能改善混凝土的耐久性。（2）早强剂：指加快混凝土早期强度发展的外加剂，能调节混凝土\h凝结时间、\h硬化性能；（3）缓凝剂：延缓混凝土的凝结时间又不显著影响混凝土后期强度的外加剂，主要用于夏季施工和大体积混凝土。另外还有引气剂、防冻剂、速凝剂、膨胀剂等。（二）混凝土的主要技术性质和易性的概念和易性是指新拌水泥\h混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，它与施工工艺密切相关，通常，包括有流动性、保水性和粘聚性三方面的含义。流动性是指新拌混凝土在自重或机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性是指新拌混凝土的组成材料之间有一定的粘聚力，在施工过程中，不致发生分层和离析现象的性能。保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工过程中，不致产生严重泌水现象的性能。新拌混凝土的和易性是流动性、粘聚性和保水性的综合体现，新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性之间既互相联系，又常存在矛盾。因此，在一定施工工艺的条件下，新拌混凝土的和易性是以上三方面性质的矛盾统一。和易性的测定及指标目前，还没有能够全面反映混凝土拌和物和易性的简单测定方法。通常，通过实验测定流动性，以目测和经验评定粘聚度和保水度。混凝土的流动性用稠度表示，其测定方法有\h坍落度与坍落扩展法和维勃稠度法两种。影响和易性的主要因素：a.水泥浆的数量与稠度b.\h砂率c.组成材料的性质d.单位体积用水量是影响混凝土和易性的最主要因素。混凝土强度及耐久性混凝土强度是混凝土最重要的技术性质、有抗压、抗拉、抗弯、抗剪、等多种强度指标，其中以抗压强度最大，抗拉强度最小，抗拉强度约为抗压强度的1/10—1/20。混凝土强度等级：按混凝土立方体试块抗压强度标准值确定，即按标准方法制作养护边长为150mm的立方体试件在28龄期，用规定的试验方法，测得的具有95%保证率的抗压强度Mpa(N/mm2)按照《\h混凝土结构设计规范》规定，混凝土强度分为14个等级，即：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。一般混凝土垫层可采用C10；梁、板、柱与一般框架结构采用C15-C30；预应力混凝土和大跨、高层结构采用C30以上。耐久性是指混凝土长期在使用环境下经久耐用的性能。通常包含抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性、抗碳化等。第页常州大学怀德学院教案第5次课2学时授课时间2018.3.21教案完成时间2018.2.1课题（章节）第一章工程材料1.4混凝土教学目的与要求：熟悉和掌握混凝土配合比设计的过程与逻辑。教学重点、难点：重点：初步配合比设计难点：基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）（三）混凝土配合比设计混凝土配合比设计是具体确定1m3混凝土内各组成材料用量之间的比例关系。配合比设计步骤：P361.4.3混凝土配合比设计的步骤

（1）初步配合比的计算

按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”；

（2）基准配合比的确定

经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”；

（3）实验室配合比的确定

经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)；

（4）施工配合比

根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。

㈠初步配合比的计算

1)确定配制强度

2)初步确定水灰比值（W/C）

3)选择每1m3混凝土的用水量(W0)

4)计算混凝土的单位水泥用量(C0)

5)选取合理砂率Sp

6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量

7)书写初步配合比

(1)确定配制强度(fcu,o)

配制强度按下式计算：

(2)初步确定水灰比(W/C)

采用碎石时：

采用卵石时：

(3)选择单位用水量(mW0)

①干硬性和塑性混凝土用水量的确定

a.水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表选取。

b.水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行

a.以表4-22中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；

b.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：

β为减水率

(4)计算单位水泥用量(mC0)

根据已选定的单位用水量(mW0)及初步确定的水灰比(W/C)，可计算出单位水泥用量(mC0)：

(5)选取合理砂率值(βS)

一般应通过试验找出合理砂率，也可按骨料种类、规格及混凝土水灰比，参考表选取。

(6)计算砂、石用量(mS0、mG0)

①质量法

即假定混凝土拌合物在振捣密实状态下每立方米的质量mCP′为一固定值，再根据已知砂率，列出关系式：

②体积法

即将混凝土拌合物的体积，看成是各组成材料绝对体积，加上拌合物中所含空气的体积。据此可列关系式：

再根据已选取的砂率值列出关系式：

㈡确定基准配合比的计算

调整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性满足施工需要；二是使水灰比符合混凝土强度及耐久性要求。

和易性调整

按初步配合比称取表规定的体积时各组成材料的用量，搅拌均匀后测定其坍落度，同时观察其粘聚性和保水性。

当试样调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的实际表观密度mCP(kg/m3)，并按下式重新计算每立方米混凝土的各项材料用量：表混凝土试配时最小拌和量㈢确定实验室配合比的计算

方法是采用调整后的配合比制成3组不同水灰比的混凝土试块：一组采用基准配合比，另外两组配合比的水灰比，宜较基准配合比的水灰比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。

分别将3组试件标准养护28d，根据测得的强度值与相对应的灰水比(C/W)关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,o相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：①用水量(mW)在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；

②水泥用量(mC)以用水量乘选定的灰水比计算确定；

③粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比调整后确定。

由强度复核之后的配合比，还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(ρc,t)和混凝土拌合物表观密度计算值(ρc,c)进行校正。校正系数为：

㈣确定施工配合比的计算

假定工地上测出砂的含水率为a%、石子含水率为b%，则将上述试验室配合比换算为施工配合比，其材料称量为：

水泥：砂子：石子：水：【例题】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁（不受风雪影响），混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为30~50mm，采用机械振捣。该施工单位无历史统计资料。

采用材料：普通水泥，32.5级，实测强度为35.0MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1500kg/m3；碎石，最大粒径20mm，表观密度为2.70g/cm3，堆积密度为1550kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为3%，卵石含水率为1%，求施工配合比。

解：(1)确定配制强度。

该施工单位无历史统计资料，查表，混凝土强度等级为C25时，取σ=5.0MPa。

fcu,o=fcu,k+1.645σ=25+8.2=33.2(MPa)

(2)确定水灰比(W/C)

①利用强度经验公式计算水灰比：

②复核耐久性查表规定最大水灰比为0.65，因此W/C=0.47满足耐久性要求。(3)确定用水量(mW0)

此题要求施工坍落度为30-50mm，碎石最大粒径为20mm，查表得每立方米混凝土用水量：mW0=195kg

(4)计算水泥用量(mC0）

mC0=mW0×/(C/W)=195/0.47≈414.9(kg)

查表，规定最小水泥用量为260kg，故满足耐久性要求。

(5)确定砂率。根据上面求得的W/C=0.47，碎石最大粒径20mm，查表，选砂率βS=30%。

(6)计算砂、石用量mS0、mG0

①按质量法：强度等级C20的混凝土，取混凝土拌合物计算表观密度=2400kg/m3，mCP=2400kg，列方程组

即：

解得：mSO=537.2kgmGO=1253.3kg

②按体积法列方程组（不使用外加剂α=1）

即：

解得：mSO=532.3kgmGO=1242.0kg

(7)计算初步配合比

①质量法

mC0：mS0：mG0：mwo=414.9：537.2：1253.3：195=1：1.29：3.02：0.47

即：W/C=0.47

②体积法

mC0：mS0：mG0：mwo=414.9：532.3：1242.0：195=1：1.28：2.99：0.47

即：W/C=0.47

两种方法计算结果相近。

(8)配合比试配、调整

按初步配合比称取15L混凝土拌合物的材料：

水泥414.9×15/1000=6.22kg

水195×15/1000=2.93kg

砂子537.2×15/1000=8.06kg

石子1253.3×15/1000=18.80kg

①和易性调整将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为20mm，小于施工要求的30-50mm，应保持原水灰比不变，增加5%水泥浆。再经拌和后，坍落度为40mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。

此时（和易性调整后）各材料实际用量为：

水泥6.22+6.22×5%=6.53kg

水2.93（1+5%）=3.07kg

砂8.06kg

石18.80kg

M拌=6.53+3.07+8.06+18.80=36.46kg

并测得每立方米拌合物质量为mCP=2420kg/m3

调整后各材料用量（配合比）：

第页常州大学怀德学院教案第6次课2学时授课时间2018.3.22教案完成时间2018.2.1课题（章节）工程材料1.5砂浆；1.6块体材料；1.7建筑钢材；1.8沥青防水材料；1.9保温材料教学目的与要求：掌握砂浆的组成材料及选配要求，主要技术性质；了解块体材料类型，各种材料尺寸、原料、技术特点及选用环境；了解钢材的化学成分及其影响，钢材的分类，锈蚀与防止；了解沥青的加工、组成，以及技术性质；了解保温材料的基本特性，以及常用的保温材料。教学重点、难点：重点：砂浆的组成材料及选配要求，主要技术性质；块体材料类型，各种材料尺寸、原料、技术特点及选用环境；难点：沥青的加工、组成，以及技术性质。教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）一、建筑砂浆1.定义：建筑砂浆是由胶凝材料、细骨料和水按一定比例配制而成，在组成上与混凝土不同的是不含粗骨料。2.分类：按用途分主要有砌筑砂浆和抹面砂浆，砌筑砂浆用于砌筑砖石块体，起到传递力的作用；抹面砂浆主要用于建筑物面层的抹涂，起到保护基层、装饰美观的作用。按胶凝材料材料分，常用有水泥砂浆、水泥混合砂浆、石灰砂浆。3.组成：与混凝土相近，砂浆也包含水、水泥、砂、外加剂，此外多了一项石灰。4.砂浆的技术性质①砂浆的和易性是指砂浆施工时能否在粗糙的砖石面上方便地铺设成均匀的薄层，并且与底层良好粘结，保证足够的强度。通常用流动性和保水性来衡量和易性的好坏。流动性和保水性分别为流动的性能和保存水分的能力。②砂浆的强度砂浆强度等级共分为M2.5、M5、M7.5、M10、M15五个等级。抗压强度是用边长70.7mm的立方体试块在标准条件下养护至28天龄期测定的抗压强度平均值Mpa。5.抹面砂浆材料组成基本同砌筑砂浆，防止砂浆层开裂，常掺加一些纤维材料。在性能上，抹面砂浆比砌筑砂浆更好，同时为了增强与基层的粘结力，其胶凝材料用量多余砌筑砂浆。二、块体材料凡以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为原料，经成型和高温焙烧而制得的用于砌筑承重和非承重墙体的砖统称为烧结砖。1.普通烧结砖烧结普通砖的外形为矩形，长、宽、厚为240、115、53。普通烧结砖强度级别按抗压强度分M30、M25、M20、M15、M10共5级。烧结砖按材料分有黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、粉煤灰砖，烧结砖中绝大多数是黏土砖，但黏土砖破坏农田环境、自重大、能耗也大，现在我国逐步取缔了粘土实心砖的使用，而由多孔砖替代。2.烧结多孔砖是以黏土、页岩或煤矸石为主要原料烧制而成的承重砖。多孔砖的规格有190*190*90（M型）和240*115*90（P型）两种，M型比P型节省材料，但是施工不便。P型砖可与普通的烧结砖配套使用。多孔砖砌体结构房屋层数、P型砖宜控制在8层及一下，M型砖宜控制在7层及以下。另外，多孔砖不宜用在冻胀地区的地面以下和防潮层以下的墙体和基础等部位。三、建筑钢材建筑钢材指用于工程建设的各种钢材，包括钢结构的各种型钢、钢板和各种钢筋、钢丝。钢材的优点是强度高、塑性好可进行焊接以及装配，缺点是容易发生锈蚀、不耐火还有成本高。刚才的化学成分是以铁元素为主，并含少量的碳、锰、硅、磷、硫等元素。由于钢是铁碳合金的晶体，所以碳含量的多少对刚才的性能影响很大。碳含量在8%以下时，随着碳含量的增加，钢材强度和硬度增加，塑性和韧性降低；当碳含量大于1%时，硬度随碳含量的增加而增加，强度、塑性和韧性都降低，刚才变脆，可焊性降低。（一）钢材分类：钢结构用钢和混凝土用钢1.钢结构用钢①碳素结构钢：按屈服点划分为五个牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275，没个牌号由4部分组成，依次是屈服点字母、屈服点强度值、质量等级（ABCD四个等级）、脱氧方法。在工程中最常用的是Q235，它即有较高的强度又有良好的塑性和韧性。②低合金结构钢低合金结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加少量合金元素后冶炼而成的钢材，相比碳素钢，它具有更高的强度和屈服点。广泛用于各种房屋和桥梁结构的制作和钢筋的原料。它也分为五个牌号：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460，低合金刚主要用于轧制各种型钢、钢板、管材和钢筋。③型钢和钢板：主要用于钢结构构件。2.混凝土结构用钢①热轧钢筋热轧钢筋是由低碳钢和普通低合金钢在高温下热轧而成的，根据表面形状看有光圆钢筋和带肋钢筋。热轧钢筋按抗拉强度大小分为：由Q235低碳钢制成的光圆钢筋I级HPB235，由普通低合金钢制成的带肋钢筋Ⅱ级HRB335和Ⅲ级HRB400。②余热处理钢筋普通低合金钢热轧后立即穿水，经表面冷却，用钢筋自身芯部余热完成回火处理的钢筋。目前使用的是新三级钢RRB400.（P49上述两类钢筋中：待补充）③冷加工钢筋为了节约钢筋、提高强度，常对热轧钢筋进行冷拉和冷拔。实际工程中这两种方法应用已经很少，因为经过这样处理后虽然钢筋强度提高了，但是塑性却降低了，构件破坏没有明显预兆，对工程不利。（二）建筑钢材的主要技术性能1．拉伸性能建筑钢材的主要受力性能是拉伸性能，通常用低碳钢杆件的拉伸过程应力应变的变化关系来说明钢材的拉伸性能：（如图1—12. P51待补充）2．塑性：指钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力。钢材的塑性指标有：伸长率、冷弯性能、焊接性能。①伸长率：公式P51②冷弯性能：反映钢材承受弯曲变形的塑性能力。冷弯是将 起层现象。3.疲劳强度指各种 称为疲劳强度。P524.钢材的防腐简单介绍一下钢材的防腐，钢材的腐蚀是指P52。防止腐蚀的主要方法。四、沥青防水材料防水材料目前经常使用的是沥青及其制品。另外，高聚物改性沥青和合成高分子材料也广泛得到应用。沥青是一种有机质胶凝材料，它不透水、不导电、耐腐蚀，热软冷硬，并且能与各种材料牢固的粘结在一起，所以，广泛的用于防水、防潮和防腐部位。沥青一般分为地沥青和焦油沥青两类，工程中常用的是石油沥青，少量的为煤沥青。石油沥青指石油蒸馏提炼出 产品。煤沥青是烟煤在干馏过程的挥发物，经冷凝与分馏加工提取的工业用油后的残渣即煤沥青。1.聚合物改性沥青为了改善沥青材料在低温下硬脆冻裂两类：橡胶改性沥青和树脂改性沥青P55阐述两种沥青的概念。2.防水卷材建筑工程中的防水卷材主要有沥青防水卷材、新型的防水卷材。沥青防水卷材聚合物改性沥青防水卷材合成高分子防水卷材（P56详细阐述）五、保温材料在冬季，由于室外气温较低，室内的热量通过房屋的外围护结构不断向外散失，使室内气温和围护结构内部的温度逐渐降低。为了保持一定的室内气温，在寒冷地区，一方面必须设置采暖设备（如火炉、暖气片等），另一方面从建筑上也必须相应地采取保温措施，以减少热损失，也就是要求围护结构具有一定的保温能力。在我国南方广大地区，包括长江中下游及东南沿海各省、台湾省和南海诸岛、云南贵州部分地区和四川盆地等，夏季气候炎热，持续时间较长，夏季如不采取适当的降温措施势必造成过热或闷热，以致影响生产和生活。此外，地处内陆的吐鲁番盆地，夏季白天特别炎热，但到夜晚，则气温剧烈下降，对这类地区，降温措施有其特殊性+，这些建筑均要求其围护结构具有良好的绝热性能。保温材料的性能1．导热系数导热系数是通过材料本身热量传导能力大小的量度，它受本身物质构成、孔隙率、材料所处环境的温、湿度及热流方向的影响。(1)材料的物质构成材料的导热系数受自身组成物质的化学组成和分子结构的影响。化学组成和分子结构比较简单的物质比结构复杂的物质有较大的导热系数。(2)孔隙率由于固体物质的导热系数比空气的导热系数大得多，因此，材料的孔隙率越大，一般来说，材料的导热系数就越小。材料的导数系数不仅与孔隙率有关，而且还与孔隙的大小、分布、形状及连通状况有关。(3)温度材料的导热系数随温度的升高而增大，因为温度升高，材料中固体分子的热运动增强，同时，材料孔隙中空气的导热和孔壁问的辐射作用也有所增加。(4)湿度材料受潮吸水后，会使其导热系数增大。这是因为水的导热系数比空气的导热系数要大约20倍所致。若水结冰，则由于冰的导热数约为空气导热系数的80倍，从而使材料的导热系数增加更多。(5)热流方向对于纤维状材料，热流方向与纤维排列方向垂直时材料表现出的导热系数要小于平行时的导热系数。这是因为前者可对空气的对流等起有效的阻止作用所致。2．温度稳定性材料在受热作用下保持其原有的性能不变的能力，称为绝热材料的温度稳定性。通常用其不致丧失绝热性能的极限温度来表示。3．吸湿性绝热材料由潮湿环境中吸收水分的能力称为其吸湿性。一般其吸湿性越大，对绝热效果越不好。4．强度．绝热材料的机械强度和其他建筑材料一样是用强度极限来表示的。通常采用抗压强度和抗折强度。由于绝热材料有大量孔隙，故其强度一般均不大，因此不宜将绝热材料用于承受外界荷载部位。对于某些纤维材料等，有时常用材料达到某一变形时的承载能力作为其强度代表值。常用绝热材料及其性能1．硅藻土硅藻土是一种被称为硅藻的水生植物的残骸。在显微镜下观察；可以发现硅藻土是由微小的硅藻壳构成，硅藻壳的大小在5～400pm之间，每个硅藻壳内包含有大量极细小的微孔。硅藻土孔隙率约为50%～80%，因此，硅藻土有很好的保温绝热性能，，硅藻土的化学成分为含水非晶质二氧化硅，其导热系数0.060W/(m．.K)，最高使用温度约为900℃。硅藻土常用作填充料，或用其制作硅藻土砖等。2．膨胀蛭石蛭石是一种复杂的镁、铁含水铝硅酸盐矿物，由云母矿物经风化而成，具有层状结构。将天然蛭石经破碎、预热后快速通过煅烧带可使蛭石膨胀20～30倍，煅烧后的膨胀蛭石表观密度可降至87～900kg/m3，导热系数0.046W/(m．K)～0.07W/(m．K)，最高使用温度1000℃～1100℃。膨胀蛭石除可直接用于填充材料外，还可用于胶结材料，如水泥、水玻璃等，将膨胀蛭石结在一起，制成膨胀蛭石制品。3．膨胀珍珠岩珍珠岩由地下喷出，的熔岩在地表水中急冷而成，具有类似玉髓的隐晶结构。将珍珠岩（以及松脂岩、黑曜岩）经破碎、预热后，快速通过煅烧带，可使珍珠岩体积膨胀约20倍。膨胀珍珠岩的堆积密度为40～500kg/m3。导热系数入为0.047～0.070W/(m．K)，最高使用温度可达800℃，最低使用温度为-200℃。膨胀珍珠岩除可用作填充材料外、，还可与水泥、水玻璃、沥青、黏土等结合制成膨胀珍珠岩绝热制品。4．发泡黏土将一定矿物组成的粘土（或页岩）加热到一定温度会产生一定数量的高温液相，同时会产生一定数量的气体，由于气体受热膨胀，使其体积胀大数倍，冷却后即得到发泡黏土（或发泡页岩）轻质骨料。其表观密度约为350kg/m3。导热系数为0.105W/(m．K)，可用作填充材料和混凝土轻骨料。5．轻质混凝土轻质混凝土包括轻骨料混凝士和多孔混凝土。轻骨料混凝土由于采用的轻骨料有多种，如粘土陶粒、膨胀珍珠岩等，采用的胶结材也有多种，如普通硅酸盐水泥、矾土水泥、水玻璃等，从而使其性能和应用范围变化很大。以水玻璃为胶结材料，以陶粒为粗骨料，以蛭石砂为细骨料的轻骨料混凝土，其表观密度约为1100kg/m3，导热系数为0.222W/(m．K)。多孔混凝土主要有泡沫混凝土和加气混凝土。泡沫混凝土的表观密度约为300～500kg/m3，导热系数约为0.082～0.186W/(m．K)；加气混凝土的表观密度约为400～700kg/m3，导热系数约为0.093～0.164W/(m．K)。第页常州大学怀德学院教案第7次课2学时授课时间2018.3.28教案完成时间2018.2.1课题（章节）第二章建筑物与构筑物的构造2.1概述；2.2基础教学目的与要求：了解建筑物的分类和等级划分（包括耐久、耐火、工程等级）；掌握建筑物的构造组成及影响构造的因素；理解地基与基础的概念；理解基础的类型和构造；理解地下室的防潮与防水构造；掌握基础与管道的关系。教学重点、难点：重点：建筑物的构造组成；影响建筑物构造的因素；基础的类型和构造。难点：地下室的防潮、防水构造；内墙基础与管道的关系。教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）一、建筑的分类

１、建筑物按照它的使用性质，通常可分为：

（1）生产性建筑：工业建筑、农业建筑

工业建筑：为生产服务的各类建筑，也可以叫厂房类建筑，如生产车间、辅助车间、动力用房、仓储建筑等。厂房类建筑又可以分为单层厂房和多层厂房两大类。

农业建筑：用于农业、畜牧业生产和加工用的建筑，如温室、畜禽饲养场、粮食与饲料加工站、农机修理站等。

（2）非生产性建筑：民用建筑

２、民用建筑分类

（1）按照民用建筑的使用功能分类：居住建筑，公共建筑

居住建筑：主要是指提供家庭和集体生活起居用的建筑物，如公寓、别墅、宿舍。

公共建筑：主要是指提供人们进行各种社会活动的建筑物，其中包括：

行政办公建筑：机关、企事业单位的办公楼。

文教建筑：学校、图书馆、文化宫等。

医疗建筑：医院、门诊部、疗养院等。

商业建筑：商店、商场、购物中心等。

体育建筑：体育馆、体育场、健身房、游泳池等。

交通建筑：航空港、水路客运站、火车站、汽车站、地铁站等。

园林建筑：公园、动物园、植物园、亭台楼榭等。

纪念性的建筑：纪念堂、纪念碑、陵园等。

其他建筑类：如监狱、派出所、消防站。

（2）按照民用建筑的规模大小分类：大量性建筑，大型性建筑。

大量性建筑：指建筑规模不大，但修建数量多的；与人们生活密切相关的；分布面广的建筑。如住宅、中小学校、医院、中小型影剧院、中小型工厂等。

大型性建筑：指规模大，耗资多的建筑。如大型体育馆、大型影剧院、航空港、火车站、博物馆、大型工厂等。

（3）按照民用建筑的层数分类：低层建筑，多层建筑，中高层建筑，高层建筑。

低层建筑：指１～３层建筑。多层建筑：指４～６层建筑。

中高层建筑：指７～９层建筑。

高层建筑：指10层以上住宅。公共建筑及综合性建筑总高度超过24米为高层。

超高层建筑：建筑物高度超过100米时，不论住宅或者公共建筑均为超高层。

（4）按照主要承重结构材料分类：木结构建筑，砖木结构建筑，砖混结构建筑，钢筋混凝土结构建筑，钢结构建筑，其他结构建筑。

二、建筑物的等级划分

建筑物的等级一般按耐久性、耐火性、设计等级进行划分。

(一)按耐久性能划分：

耐久等级耐久年限使用建筑物的重要性和规模大小

一、100年以上适用于重要的建筑和高层建筑

二、50-100年适用于一般性建筑

三、25-50年适用于次要的建筑

四、15年以下适用于临时性建筑

(二)按耐火性能划分：表１－３建筑物耐火性等级表。

耐火等级：是衡量建筑物耐火程度的指标，它是由组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限的最低值所决定。

按耐火等级划分为四级，一级的耐火性能最好，四级最差。性能重要的或者规模宏大的或者具有代表性的建筑，通常按一、二级耐火等级进行设计；大量性的或一般性的建筑按二、三级耐火等级设计；次要的或者临时建筑按四级耐火等级设计。耐火等级按耐火极限和燃烧性能这两个因素确定。

燃烧性能：把构件的耐火性能分成非燃烧体、燃烧体、难燃烧体。

耐火极限：是指任一建筑构件在规定的耐火试验条件下，从受到火的作用时起，到失去支持能力；完整性被破坏；失去隔火作用时为止的这段时间，用小时表示。

(三)民用建筑设计等级划分

1.特级工程2.一级工程3.二级工程

4.三级工程5.四级工程6.五级工程房屋建筑工程可以从不同角度进行分类。房屋建筑物按其使用功能一般分为：工业建筑、民用建筑和农业建筑。房屋建筑按其高度可分为：低层建筑、多层建筑、中高层建筑、高层建筑超高层建筑。房屋结构按使用材料可分为木结构、砖石结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构、索膜结构等。按房屋承重结构形式可分为墙承重结构、排架结构、框架结构、剪力墙（结构墙）结构、筒体结构和大跨度空间结构等。建筑物内为什么要划分防烟分区？

大量资料表明，火灾现场人员伤亡的主要原因是烟害所致。发生火灾时首要任务是把火场上产生的高温烟气控制在一定的区域内，并迅速排出室外。为此，在设定条件下必须划分防烟分区。设置防烟分区主要是保证在一定的时间内，使火场上产生的高温烟气不致随意扩散，并进而加以排除，从而达到有利人员安全疏散，控制火势蔓延和减小火灾损失的目的。怎样划分防烟分区？

防烟分区一般根据建筑物的种类和要求不同，可按其用途、面积、楼层划分：

①按用途划分

对于建筑物的各个部分，按其不同的用途，如厨房、卫生间、起居室、客房及办公室等，来划分防烟分区。按此种方法划分防烟分区时，应注意对通风空调管道、电气配管、给排水管道以及采暖管道等穿墙和楼板处，应用不燃烧材料填塞密实。

②按面积划分

在建筑物内按面积将其划分为若干个基准防烟分区，这些防烟分区在各个楼层，一般形状相同、尺寸相同、用途相同。不同形状和用途的防烟分区，其面积也宜一致。每个楼层的防烟分区可采用同一套防排烟设施。

③按楼层划分

在高层建筑中，底层部分和上层部分的用途往往不太相同，如高层旅馆建筑，底层多布置餐厅、接待室、商店、会计室、多功能厅等，上层部分多为客房。火灾统计资料表明，底层发生火灾的机会较多，火灾概率大，上部主体发生火灾的机会较小。因此，应尽可能根据房间的不同用途沿垂直方向按楼层划分防烟分区。房屋构造组成部分：1、房屋构成部分：地基与基础、墙或柱、楼板与地面、门窗、楼梯、屋顶等组成。（1）地基和基础：地基：系建筑物下面的土层。它承受基础传来的整个建筑物的荷载，包括建筑物的自重、作用于建筑物上的人与设备的重量及风雪荷载等。基础：位于墙柱下部，是建筑物的地下部分。它承受建筑物上部的全部荷载并把它传给地基。（2）墙和柱：承重墙和柱是建筑物垂直承重构件，它承受屋顶、楼板层传来的荷载连同自重一起传给基础。此外，外墙还能抵御风、霜、雨、雪对建筑物的侵袭，使室内具有良好的生活与工作条件，即起围护作用；内墙还把建筑物内部分割成若干空间，起分割作用。（3）楼板和地面：楼板是水平承重构件，主要承受作用在它上面的竖向荷载，并将它们连同自重一起传给墙或柱。同时将建筑物分为若干层。楼板对墙身还起着水平支撑的作用。底层房间的地面贴近地基土，承受作用在它上面的竖向荷载，并将它们连同自重直接传给地基。（4）楼梯：是指楼层间垂直交通通道。（5）屋顶：是建筑物最上层的覆盖构造层，它既是承重构件又是围护构件。它承受作用在其上的各种荷载并连同屋顶结构自重一起传给墙或柱；同时又起到保温、防水等作用。（6）门和窗：门：是提供人们进出房屋或房间以及搬运家具、设备等的建筑配件。有的门兼有采光、通风的作用。窗：其主要作用是通风采光。一般来说，基础、墙和柱、楼板、地面、屋顶等是建筑物的主要部分；门、窗、楼梯等则是建筑物的附属部件。第页常州大学怀德学院教案第8次课2学时授课时间2018.3.29教案完成时间2018.2.1课题（章节）第二章建筑物与构筑物的构造2.2基础；2.3墙体教学目的与要求：掌握基础的相关构造内容；掌握墙体的分类，厚度要求。教学重点、难点：重点：过梁与圈梁；现浇钢筋混凝土楼板；预制钢筋混凝土楼板难点：现浇钢筋混凝土楼板；预制钢筋混凝土楼板教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）2、基础（1）基础的类型按使用的材料分为：灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。按埋置深度可分为：浅基础、深基础。埋置深度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。按受力性能可分为：刚性基础和柔性基础。按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设置，形成通长的条形基础l刚性基础：是指抗压强度较高，而抗弯和抗拉强度较低的材料建造的基础。所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等，一般可用于六层及其以下的民用建筑和墙承重的轻型厂房。l柔性基础：用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。一般用钢筋混凝土制作。这种基础适用于上部结构荷载比较大、地基比较柔软、用刚性基础不能满足要求的情况。独立基础：当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。满堂基础：当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、独立基础不能满足地基要求时，常将这个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土基础，成为满堂基础。按构造又分为伐形基础和箱形基础两种。l伐形基础：是埋在地下的连片基础，适用于有地下室或地基承载力较低、上部传来的荷载较大的情况。l箱形基础：当伐形基础埋深较大，并设有地下室时，为了增加基础的刚度，将地下室的底板、顶板和墙浇制成整体箱形基础。箱形的内部空间构成地下室，具有较大的强度和刚度，多用于高层建筑。桩基础：当建造比较大的工业与民用建筑时，若地基的软弱土层较厚，采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求，常采用桩基。桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，或通过桩周围的摩擦力传给地基。按照施工方法可分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩。l钢筋混凝土预制桩：这种桩在施工现场或构件场预制，用打桩机打入土中，然后再在桩顶浇注钢筋混凝土承台。其承载力大，不受地下水位变化的影响，耐久性好。但自重大，运输和吊装比较困难。打桩时震动较大，对周围房屋有一定影响。l钢筋混凝土灌注桩：分为套管成孔灌注桩、钻孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩三类。（2）基础的埋置深度：由室外设计地面到基础底面的距离称为基础的埋置深度。基础的埋置要有一个适当的深度，既保证建筑物的安全、又节约基础用材，并加快施工进度。决定建筑物基础埋置深度的因素应考虑下列几个条件：l土层构造的影响：房屋基础应设置在坚实可靠的地基上，不要设置在承载力较低、压缩性高的软弱土层上。基础埋深与土层构造有密切关系。l地下水位的影响：地下水对某些土层的承载力有很大影响。如粘性土含水量增加则强度降低；当地下水位下降，土的含水量减少，则基础将下降。l冰冻线的影响：冻结土与非冻结土的分界线成为冰冻线。当建筑物基础处在冻结土层范围内时，冬季土的冻胀会把房屋向上拱起；土层解冻时，基础又下沉，使房屋处于不稳定状态。l相邻建筑物的影响：如新建房屋周围有旧建筑物时，除应根据上述条件决定基础埋深外，还应考虑新建房屋基础对旧有建筑的影响。3、墙体（1）墙体的分类：按其在平面中的位置可分为内墙和外墙。凡位于房屋四周的墙称为外墙，其中位于房屋两端的墙称为山墙。凡位于房屋内部的墙称为内墙。外墙主要起围护作用，内墙主要分隔房间作用。另外沿建筑物短轴布置的墙称为横墙，沿建筑物长轴布置的称为纵墙。按其受力情况可分为：承重墙和非承重墙。直接承受上部传来荷载的墙称为承重墙，而不承受外荷载的墙称为非承重墙。按其使用的材料分为：砖墙、石墙、土墙及砌块和大型板材墙等。对墙面进行装修的墙称为混水墙；墙面只做勾缝不进行其它装饰的墙称为清水墙。根据其构造又分为：实体墙、空体墙和复合墙。实体墙由普通黏土砖或其它实心砖砌筑而成；空体墙是由实心砖砌成中空的墙体或空心砖砌筑的墙体；复合墙是指由砖与其它材料组合成的墙体。（2）砖墙的厚度l砖墙的厚度符合砖的规格。砖墙的厚度一般以砖长表示，例如半砖墙、3/4砖墙、1砖墙、2砖墙等。其相应厚度为：115mm、（称12墙）178mm、（称18墙）240mm、（称24墙）365mm、（称37墙）490mm、（称50墙）l墙厚应满足砖墙的承载能力。一般说来，墙体越厚承载能力越大，稳定性越好。l砖墙的厚度应满足一定的保温、隔热、隔声、防火要求。一般讲，砖墙越厚，保温隔热效果越好。（3）过梁与圈梁过梁：其作用是承担门窗洞口上部荷载，并把荷载传递到洞口两侧的墙上。按使用的材料可分为：l钢筋混凝土过梁：当洞口较宽（大于1.5M），上部荷载较大时，宜采用钢筋混凝土过梁，两端深入墙内长度不应小于240mm。l砖砌过梁：常见的有平拱砖过梁和弧拱砖过梁。l钢筋砖过梁：钢筋砖过梁是在门窗洞口上方的砌体中，配置适量的钢筋，形成能够承受弯矩的加筋砖砌体。圈梁：为了增强房屋的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大的震动荷载对房屋引起的不利影响，常在房屋外墙和部分内墙中设置钢筋混凝土或钢筋砖圈梁。其一般设在外墙、内纵墙和主要内横墙上，并在平面内形成封闭系统。圈梁的位置和数量根据楼层高度、层数、地基等状况确定。第页常州大学怀德学院教案第9次课2学时授课时间2018.4.4教案完成时间2018.2.1课题（章节）建筑物与构筑物的构造2.3墙体；2.4楼地面教学目的与要求：墙体的相关施工要点，和构造形式；掌握楼板、地面的构造，以及作用形式。教学重点、难点：重点：垫层和基层；预制钢筋混凝土楼板难点：钢筋混凝土肋型楼板；槽形板教学方法及师生互动设计：提问，讲授课堂练习、作业：课后小结：第页常州大学怀德学院教案教学内容（讲稿）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）3、墙体（1）墙体的分类：按其在平面中的位置可分为内墙和外墙。凡位于房屋四周的墙称为外墙，其中位于房屋两端的墙称为山墙。凡位于房屋内部的墙称为内墙。外墙主要起围护作用，内墙主要分隔房间作用。另外沿建筑物短轴布置的墙称为横墙，沿建筑物长轴布置的称为纵墙。按其受力情况可分为：承重墙和非承重墙。直接承受上部传来荷载的墙称为承重墙，而不承受外荷载的墙称为非承重墙。按其使用的材料分为：砖墙、石墙、土墙及砌块和大型板材墙等。对墙面进行装修的墙称为混水墙；墙面只做勾缝不进行其它装饰的墙称为清水墙。根据其构造又分为：实体墙、空体墙和复合墙。实体墙由普通黏土砖或其它实心砖砌筑而成；空体墙是由实心砖砌成中空的墙体或空心砖砌筑的墙体；复合墙是指由砖与其它材料组合成的墙体。（2）砖墙的厚度l砖墙的厚度符合砖的规格。砖墙的厚度一般以砖长表示，例如半砖墙、3/4砖墙、1砖墙、2砖墙等。其相应厚度为：115mm、（称12墙）178mm、（称18墙）240mm、（称24墙）365mm、（称37墙）490mm、（称50墙）l墙厚应满足砖墙的承载能力。一般说来，墙体越厚承载能力越大，稳定性越好。l砖墙的厚度应满足一定的保温、隔热、隔声、防火要求。一般讲，砖墙越厚，保温隔热效果越好。（3）过梁与圈梁过梁：其作用是承担门窗洞口上部荷载，并把荷载传递到洞口两侧的墙上。按使用的材料可分为：l钢筋混凝土过梁：当洞口较宽（大于1.5M），上部