土木工程概論 第2版 課件全套 任建喜 第1-13章 緒論、土木工程材料-土木工程災害

第1章緒論

1.1土木工程的概念

1.2土木工程的歷史與發(fā)展

1.3土木工程專業(yè)規(guī)范

1.4注冊師制度1.1土木工程和土木工程專業(yè)1.土木工程概念土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解：一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施；建筑工程道路工程鐵路工程橋梁工程隧道工程土木工程另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應用材料、工程設(shè)備在土地上所進行的勘察、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動。2.土木工程具有四個基本屬性⑴

社會性隨社會不同歷史時期的科學技術(shù)和管理水平而發(fā)展。⑵綜合性土木工程是運用多種工程技術(shù)，進行勘測、設(shè)計施工工作的成果。⑶實踐性由于影響土木工程的因素錯綜復雜，使土木工程對實踐的依賴性很強。⑷技術(shù)、經(jīng)濟和藝術(shù)的統(tǒng)一性土木工程是為人類需要服務的，它必然是每個歷史時期技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)統(tǒng)一的見證。1.2.1古代土木工程時間跨度長。大致從新石器時代（約公元前5000年起開始至17世紀中葉)。具有代表性的工程有：我國黃河流域的仰韶文化（約公元前5000-3000）遺址。埃及帝王陵墓建筑群—吉薩金字塔群。1.2土木工程發(fā)展歷史簡述建于公元前2700-2600年，其中以古王國第四王朝法老胡夫的金字塔最大。塔基呈方形，邊長約230.5m,高約146m，用230余萬塊巨石砌成。最早修筑長城的是楚國，稱為“方城”。公元前214年，由秦始皇擴建完成。隨后，各朝代都進行過修筑、擴建。其中以明代修筑規(guī)模最大，工程技術(shù)水平也最高。通常稱的明長城為東起山海關(guān)，西到嘉峪關(guān)。北京故宮太和殿。建于明永樂18年，(1420年)是故宮最壯觀的建筑，也是我國現(xiàn)存最大的木構(gòu)殿堂。

趙州橋隋代趙州安濟橋，又稱趙州橋。橋為敞肩圓弧石拱，拱券并列28道，凈跨37.02米，矢高7.23米，上狹下寬總寬9米。主拱券等厚1.03米，主拱券上有護拱石。在主拱券上兩側(cè)，各開兩個凈跨分別為3.8米和2.85米的小拱，以瀉泄洪水，減輕自重,橋面呈弧形。橋始建于隋開皇十五年(公元595年），完工于隋大業(yè)元年(公元605年），距今已有1406年。

山西應縣木塔，建于公元1056年，塔高67.3m，八角形，底層直徑30.27m。該塔共9層，是我國保存至今的唯一木塔，也是現(xiàn)存的最高的木結(jié)構(gòu)之一。它雖經(jīng)多次大地震仍完整無損，足以證明我國歷史上木結(jié)構(gòu)的輝煌成就。巴黎圣母院建于1163-1250年，是法國早期哥特建筑的典型。平面寬約47m，長約125m，可容近萬人。圣壇上部的尖塔高達90m。正面是一對高60余米的塔樓，下部有三個尖卷門洞?？坡〈蠼烫檬菤W洲北部最大的哥特式教堂，始建于13世紀中葉。在德國科隆。平面呈拉丁十字形，長136.5m，寬45.7m，東端為7個小圓龕組成的半圓形卷廊，西立面有一對八角形塔樓，建于1842-1880年，高達150多米。1.2.2近代土木工程近代土木工程的時間跨度為從17世紀中葉至20世紀中葉的300年間。主要特征是：力學和結(jié)構(gòu)理論作指導磚、瓦、木、石等建筑材料廣泛使用；混凝土、鋼材、鋼筋砼以及早期的預應力砼得到發(fā)展。施工技術(shù)進步很大該歷史時期，土木工程在理論、材料、施工領(lǐng)域出現(xiàn)的具有重大意義大事有：意大利科學家伽利略在1638年出版的著作《關(guān)于兩門新科學的談話和數(shù)學證明》中論述了建筑材料的力學性質(zhì)和梁的強度，首先用公式表達了梁的設(shè)計理論。英國科學家牛頓在1687年總結(jié)了力學三大定律，它們是土木工程設(shè)計理論的基礎(chǔ)。瑞士數(shù)學家歐拉在1744年出版的《曲線的變分法》建立了柱壓屈理論，為分析土木工程結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定問題奠定了基礎(chǔ)。1825年納維建立了土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計的容許應力法；19世紀末里特爾等人提出了極限平衡的概念。這為土木工程的結(jié)構(gòu)理論分析打下了基礎(chǔ)。1824年英國人阿斯普丁取得了波特蘭水泥的專利權(quán)，1850年開始生產(chǎn)。20世紀初，有人發(fā)表了水灰比等學說，才初步奠定了混凝土強度的理論基礎(chǔ)。1859年發(fā)明了貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法，使鋼材得以大量生產(chǎn)，并廣泛應用于土木工程。1867年法國人莫尼埃用鐵絲加固混凝土制成花盆，并推廣到工程中，建造了一座蓄水池，這是應用鋼筋砼的開端。1875年，他主持建造了第一座長16m的鋼筋砼橋。1886年美國人杰克遜首先應用預應力混凝土制作建筑配件，后又制作樓板。1930年法國工程師弗涅希內(nèi)將高強度鋼絲用于混凝土。土木工程在鐵路、公路、橋梁建設(shè)中得到了大規(guī)模發(fā)展；

1825年在英國人斯蒂芬森在英格蘭北部斯托克頓和達靈頓之間修筑了世界第一條長21km的鐵路，1863年在倫敦又建造了世界第一條地下鐵道。倫敦塔橋1931-1942年，德國率先修筑了長達3860km的高速公路網(wǎng)。1906年美國舊金山大地震，1923年日本關(guān)東大地震，這些自然災害推動了結(jié)構(gòu)動力學和工程抗震技術(shù)的發(fā)展。1.2.3現(xiàn)代土木工程時間跨度為20世紀中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后至今。其特點表現(xiàn)為：(1)土木工程功能化即土木工程日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。公共和住宅建筑物要求建筑、結(jié)構(gòu)、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備結(jié)合成整體。巴西國會大廈。建于1957-1959巴西首都巴伐里亞。由國會上下議院、辦公樓和各部分廳室、服務房間等組成。建筑造型講究構(gòu)圖形式，體型簡潔而對比強烈。蓬皮杜國家藝術(shù)和文化中心-綜合性文化建筑。建于1972~1977年。特點：建筑外觀、結(jié)構(gòu)、設(shè)備均暴露。沿街立面滿是彩色管道。(2)城市建設(shè)立體化

20世紀中葉以來，城市建設(shè)有三個趨向：高層建筑的大量興起由于城市人口大量積聚，密度猛增，用房緊張，地價昂貴，建筑物向空間發(fā)展。美國的高層建筑最多，高度在160-200m的就有100多幢。近10年來，我國、馬來西亞、新加坡等東南亞國家的高層建筑有很大發(fā)展。地下工程高速發(fā)展。如地下鐵道、商業(yè)街、停車庫、體育館、影劇院、工業(yè)廠房、地下倉庫等。城市高架公路、立交橋大量涌現(xiàn)。(3)交通運輸高速化高速公路的大規(guī)模修建。據(jù)統(tǒng)計，至1993年底，全世界有50多個國家和地區(qū)擁有高速公路，其中有近20個國家和地區(qū)擁有1000km以上。鐵路電氣化的形成和大量發(fā)展南昆電氣化鐵路

1964年10月世界鐵路運營史第一高速在日本誕生，時速為210km。1994年12月22日，我國第一條準高速鐵路-廣深高速鐵路建成通車，時速為160km。規(guī)劃中的我國第一條高速鐵路-京滬高速鐵路，全長約1300km，實施全封閉、全立交，為客運專線，設(shè)計時速為300km。長距離的海底隧道的出現(xiàn)如日本越過津輕海峽連接本州（青森）與北海道（函館）的青函海底隧道長達53.85km，是世界最長的海底隧道。1990年貫通的英法海峽隧道長50.5km。土木工程的功能化、城市建設(shè)的立體化、交通運輸?shù)母咚倩厝皇沟脴?gòu)成土木工程的三個要素：材料、施工、理論出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢：(4)建筑材料的輕質(zhì)高強化發(fā)展迅速的是普通混凝土向輕骨料混凝土、加氣混凝土和高性能混凝土方向發(fā)展?？箟簭姸扔?0-40Mpa提高到60-100Mpa。一批輕質(zhì)高強材料如鋁合金、建筑塑料、玻璃鋼也得到迅速發(fā)展；同時也要重視環(huán)保節(jié)能材料的研究和發(fā)展。(5)施工過程中的工業(yè)化、裝配化(6)設(shè)計理論的精確化、科學化主要表現(xiàn)在理論分析由線形到非線形分析；由平面分析到空間分析；由單個到系統(tǒng)的綜合整體分析；由靜態(tài)到動態(tài)分析；由經(jīng)驗定值分析到隨機分析；由數(shù)值分析到模擬實驗分析；由人工手算、人工做比較方案、人工制圖到計算機輔助設(shè)計、計算機優(yōu)化設(shè)計、計算機制圖等。1.2.4土木工程的發(fā)展趨勢日本擬建的SKYCITY1.重大工程項目將陸續(xù)興建2.土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓

在建設(shè)與使用土木工程中與能源消耗，資源利用，環(huán)境保護，生態(tài)平衡有密切關(guān)系，對貫徹我國的國策-可持續(xù)發(fā)展原則影響很大。3.土木工程的可持續(xù)發(fā)展1.3土木工程專業(yè)規(guī)范1.3.1歷史沿格解放前工科學科的設(shè)置實行學年學分制，讀滿四年，大致滿130-140分始可畢業(yè)，取得（工）學士學位。土木工程沒有明確的專業(yè)，沒有統(tǒng)一的教學計劃和教學大綱。1952年后學習原蘇聯(lián)，設(shè)立工業(yè)與民用建筑專業(yè)專攻房屋建筑，道路專業(yè)專攻道路，采用學年學時制，即學習四年并滿足一定的學時后即可畢業(yè)?！拔幕蟾锩焙蠡謴驼猩瑢W制改為四年。由于各方面原因，專業(yè)劃分過細，專業(yè)范圍過窄，門類之間專業(yè)重復設(shè)置等問題十分突出。1998年,國家進行了本科目錄調(diào)整,將建筑工程、交通土建、礦井建設(shè)、公路工程等近十個專業(yè)合并成為目前的“土木工程專業(yè)”。1.3.2特色專業(yè)方向辦學98年后的土木工程專業(yè)教學至少要分為2個特色方向進行教學。目前開設(shè)的特色專業(yè)方向有：建筑工程、工程管理、巖土工程、地下工程、礦井建設(shè)、公路工程、道路與橋梁工程、橋梁工程、交通土建、機場工程、鐵路工程、城市地下工程等。2010年住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部土木工程專業(yè)規(guī)范制定的《土木工程專業(yè)規(guī)范（建議稿）》建議的土木工程專業(yè)三個方向是：建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程。1.3.3培養(yǎng)目標適應社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要德智體全面發(fā)展掌握學科基本理論和基本知識獲得土木工程師基本訓練具有創(chuàng)新精神的高級工程科學技術(shù)人才畢業(yè)后能從事土木工程設(shè)計、施工與管理工作，有初步工程規(guī)劃與研究開發(fā)能力1.3.4培養(yǎng)規(guī)格1.政治思想具有高尚的道德品質(zhì)和良好的科學素質(zhì)和人文素養(yǎng)，具有科學的世界觀和正確的人生觀2.知識結(jié)構(gòu)1）基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)理論+應用理論2）專業(yè)知識與技術(shù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法+土木工程施工技術(shù)與管理3）相關(guān)知識給排水+暖通+電工+工程機械4）要掌握的技能與工具制圖+測量+外語+計算機3.能力結(jié)構(gòu)1)自主學習能力要自主學習、擴大知識面，向老師學、向書本學，善于實踐2)綜合解決問題能力多數(shù)是單科教學，珍惜訓練綜合解決問題能力的綜合訓練及畢業(yè)設(shè)計3)創(chuàng)新進取能力社會進步，經(jīng)濟發(fā)展，對人才創(chuàng)新能力的要求日益提高4)協(xié)調(diào)管理能力現(xiàn)代土木工程需成千上萬人共同努力才能完成4.身體素質(zhì)具有健全的心理和健康的體魄，能夠履行建設(shè)祖國和保衛(wèi)祖國的神圣義務。

1.3.5專業(yè)教學內(nèi)容1.土木工程專業(yè)知識體系掌握核心知識及其運用方法，具備從事工程的理論分析、設(shè)計、規(guī)劃、建造、維護保養(yǎng)和管理、研究和教學等方面的基礎(chǔ)

2.專業(yè)教育實踐體系各類實驗、實習、設(shè)計和社會實踐以及科研訓練等多種領(lǐng)域和形式

3.大學生創(chuàng)新訓練知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力培養(yǎng)

1.4注冊師制度注冊師制度的建立將對學校的專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)規(guī)格及能力培養(yǎng)要求等方面產(chǎn)生極大的影響，這主要體現(xiàn)在對學生職業(yè)和實踐能力的培養(yǎng)方面，這就要求學校在專業(yè)的辦學思想、專業(yè)教學內(nèi)容、教學方法及實踐性教學環(huán)節(jié)等各個方面，緊緊圍繞注冊師制度對專業(yè)人員的要求而開展教學活動。注冊師制度的建立將要求各校通過評估把專業(yè)建設(shè)向更高水平發(fā)展注冊師制度，作為一種個人職業(yè)資格制度，它要求參加職業(yè)注冊的專業(yè)技術(shù)人員必須具備注冊師所規(guī)定的要求，包括專業(yè)教育要求和職業(yè)實踐要求。我國實施注冊建筑師制度的意義實施注冊制度是市場經(jīng)濟發(fā)展的需要是我國建筑師走向國際的需要是保護國內(nèi)建筑設(shè)計行業(yè)發(fā)展的需要是深化設(shè)計管理體制改革的需要是對外開放和開拓國際設(shè)計市場的需要是提高建筑師隊伍及個人素質(zhì)的需要是提高建筑設(shè)計質(zhì)量和水平的需要1.4.1注冊結(jié)構(gòu)師

在建筑工程設(shè)計中，建筑師雖然起著龍頭作用，但結(jié)構(gòu)工程師對工程的質(zhì)量和安全負有比建筑師更直接、更重大的責任。如果僅實行注冊建筑師制度，不推行結(jié)構(gòu)工程師注冊制度，將不能有效地保證建筑工程的質(zhì)量和安全，也給建筑設(shè)計單位的內(nèi)部管理，各專業(yè)、各工種的職責分工、協(xié)調(diào)與配合造成一定的困難。為了與注冊建筑師制度相配套，提高工程設(shè)計質(zhì)量，強化結(jié)構(gòu)工程師法律責任，保障公眾生命和財產(chǎn)安全，維護國家利益，經(jīng)建設(shè)部、人事部研究決定，我國勘察設(shè)計行業(yè)實行注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度。注冊結(jié)構(gòu)工程師資格制度納入專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)業(yè)資格制度，由國家確認批準。

所稱注冊結(jié)構(gòu)工程師，是指取得中華人民共和國注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格證書和注冊證書，從事房屋結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)及塔架結(jié)構(gòu)等工程設(shè)計及相關(guān)業(yè)務的專業(yè)技術(shù)人員。

注冊結(jié)構(gòu)工程師分為一級注冊結(jié)構(gòu)工程師和二級注冊結(jié)構(gòu)工程師。

注冊結(jié)構(gòu)工程師的執(zhí)業(yè)范圍：

（一）結(jié)構(gòu)工程設(shè)計；

（二）結(jié)構(gòu)工程設(shè)計技術(shù)咨詢；

（三）建筑物、構(gòu)筑物、工程設(shè)施等調(diào)查和鑒定；

（四）對本人主持設(shè)計的項目進行施工指導和監(jiān)督；

（五）建設(shè)部和國務院有關(guān)部門規(guī)定的其他業(yè)務

一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的執(zhí)業(yè)范圍不受工程規(guī)模及工程復雜程度的限制。注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)行業(yè)務，應當加入一個勘察設(shè)計單位。因結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量造成的經(jīng)濟損失，由勘察設(shè)計單位承擔賠償責任；勘察設(shè)計單位有權(quán)向簽字的注冊結(jié)構(gòu)工程師追償。

結(jié)構(gòu)師注冊考試分為基礎(chǔ)課（閉卷）、專業(yè)課（開卷）執(zhí)業(yè)注冊建筑師在高等教育階段的所對應的主要專業(yè)是土木工程。1.4.2注冊建造師

2002年12月5日，人事部、建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)了《建造師執(zhí)業(yè)資格制度暫行規(guī)定》（人發(fā)[2002]111號），這標志著我國建立建造師執(zhí)業(yè)資格制度的工作正式建立。該《規(guī)定》明確規(guī)定，我國的建造師是指從事建設(shè)工程項目總承包和施工管理關(guān)鍵崗位的專業(yè)技術(shù)人員

建造師是以專業(yè)技術(shù)為依托、以工程項目管理為主業(yè)的執(zhí)業(yè)注冊人員，近期以施工管理為主。建造師是懂管理、懂技術(shù)、懂經(jīng)濟、懂法規(guī)，綜合素質(zhì)較高的復合型人員，既要有理論水平，也要有豐富的實踐經(jīng)驗和較強的組織能力。建造師注冊受聘后，可以建造師的名義擔任建設(shè)工程項目施工的項目經(jīng)理、從事其他施工活動的管理、從事法律、行政法規(guī)或國務院建設(shè)行政主管部門規(guī)定的其他業(yè)務一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試設(shè)《建設(shè)工程經(jīng)濟》、《建設(shè)工程法規(guī)及相關(guān)知識》、《建設(shè)工程項目管理》和《專業(yè)工程管理與實務》4個科目?！秾I(yè)工程管理與實務》科目分為：房屋建筑、公路、鐵路、民航機場、港口與航道、水利水電、電力、礦山、冶煉、石油化工、市政公用、通信與廣電、機電安裝和裝飾裝修14個專業(yè)類別，考生在報名時可根據(jù)實際工作需要選擇其一建筑師的執(zhí)業(yè)范圍：

(一)擔任建設(shè)工程項目施工的項目經(jīng)理。

(二)從事其他施工活動的管理工作。

(三)法律、行政法規(guī)或國務院建設(shè)行政主管部門規(guī)定的其他業(yè)務。執(zhí)業(yè)注冊建造師在高等教育階段的所對應的專業(yè)根據(jù)考試的14個專業(yè)有差別。對有土木工程專業(yè)教育的技術(shù)人員一般以房屋建筑、公路、鐵路、民航機場、港口與航道、水利水電、市政公用和裝飾裝修等專業(yè)類別為主1.4.3注冊監(jiān)理工程師全國監(jiān)理工程師執(zhí)業(yè)資格考試是由人事部與建設(shè)部共同組織的全國統(tǒng)一的執(zhí)業(yè)資格考試，考試分4個科目，考試采用閉卷形式。《工程建設(shè)監(jiān)理案例分析》科目為主觀題，《工程建設(shè)合同管理》、《工程建設(shè)質(zhì)量、投資、進度控制》、《工程建設(shè)監(jiān)理基本理論和相關(guān)法規(guī)》3個科目均為客觀題。

參加全部4個科目考試的人員，必須在連續(xù)兩個考試年度內(nèi)通過全部科目考試；符合免試部分科目考試的人員，必須在一個考試年度內(nèi)通過規(guī)定的兩個科目的考試，方可取得監(jiān)理工程師執(zhí)業(yè)資格證書。取得執(zhí)業(yè)資格證書后需到相關(guān)部門注冊才能正式執(zhí)業(yè)。和其他執(zhí)業(yè)資格不同的是，注冊監(jiān)理工程師除了要求執(zhí)業(yè)年限外，對職稱也有要求。1.4.4造價工程師

考試內(nèi)容：(1)工程造價管理相關(guān)知識;(2)工程造價的確定與控制;(3)建設(shè)工程技術(shù)與計量(土建或安裝,考生可根據(jù)工作實際選擇其一);(4)工程造價案例分析。所稱造價工程師，是指經(jīng)全國造價工程師執(zhí)業(yè)資格統(tǒng)一考試合格，并注冊取得《造價工程師注冊證》，從事建設(shè)工程造價活動的人員。造價工程師執(zhí)業(yè)范圍包括：（一）建設(shè)項目投資估算的編制、審核及項目經(jīng)濟評價；（二）工程概算、工程預算、工程結(jié)算、竣工決算、工程招標標底價、投標報價的編制、審核；（三）工程變更及合同價款的調(diào)整和索賠費用的計算；（四）建設(shè)項目各階段的工程造價控制；（五）工程經(jīng)濟糾紛的鑒定；（六）工程造價計價依據(jù)的編制、審核；（七）與工程造價業(yè)務有關(guān)的其他事項。1.4.5注冊土木工程師(巖土)

注冊土木工程師（巖土），是指取得《中華人民共和國注冊土木工程師（巖土）執(zhí)業(yè)資格證書》和《中華人民共和國注冊土木工程師（巖土）執(zhí)業(yè)資格注冊證書》，從事巖土工程工作的專業(yè)技術(shù)人員。注冊考試分為基礎(chǔ)和專業(yè)考試。參加基礎(chǔ)考試合格并按規(guī)定完成職業(yè)實踐年限者，方能報名參加專業(yè)考試。注冊土木工程師（巖土）的執(zhí)業(yè)范圍：（一）巖土工程勘察；（二）巖土工程設(shè)計；（三）巖土工程咨詢與監(jiān)理；（四）巖土工程治理、檢測與監(jiān)測；（五）環(huán)境巖土工程和與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)工程業(yè)務；（六）國務院有關(guān)部門規(guī)定的其他業(yè)務。

注冊土木工程師(巖土)執(zhí)業(yè)資格證書實行定期注冊登記制度。資格證書持有者應按有關(guān)規(guī)定到北京市規(guī)劃委員會或其指定的機構(gòu)辦理注冊登記手續(xù)。1.4.6注冊土木工程師(港口與航道工程)

國家對從事港口與航道工程設(shè)計活動的專業(yè)技術(shù)人員實行執(zhí)業(yè)資格制度，納入全國專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)業(yè)資格制度統(tǒng)一規(guī)劃。適用于從事港口與航道工程（包括港口工程、航道工程、通航建筑工程、修造船廠水工工程等）設(shè)計及相關(guān)業(yè)務的專業(yè)技術(shù)人員。

所稱注冊土木工程師（港口與航道工程），是指取得《中華人民共和國注冊土木工程師（港口與航道工程）執(zhí)業(yè)資格證書》和《中華人民共和國注冊土木工程師（港口與航道工程）執(zhí)業(yè)資格注冊證書》，從事港口與航道工程設(shè)計及相關(guān)業(yè)務的專業(yè)技術(shù)人員。

注冊土木工程師（港口與航道工程）的執(zhí)業(yè)范圍：

（一）港口與航道工程設(shè)計；

（二）港口與航道工程技術(shù)咨詢；

（三）港口與航道工程的技術(shù)調(diào)查和鑒定；

（四）港口與航道工程的項目管理業(yè)務；

（五）對本專業(yè)設(shè)計項目的施工進行指導和監(jiān)督；

（六）國務院有關(guān)部門規(guī)定的其他業(yè)務。第2章土木工程材料2.1概述土木工程中所使用的各種材料及其制品統(tǒng)稱為土木工程材料，它是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，任何土木工程建（構(gòu)）筑物（包括道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等）都是用材料按一定的要求打造而成的，正確選擇和合理使用土木工程材料，對土木工程建（構(gòu)）筑物的安全、實用、美觀、耐久及造價有著重大的意義。1、分類：土木工程材料的品種很多，一般分為金屬材料和非金屬材料兩大類。材料也可按功能分類，工程上通常根據(jù)材料組成物質(zhì)的種類及化學成分將材料分為三大類，如表2-1所示。2、發(fā)展：土木工程材料是隨著人類社會生產(chǎn)力和科學技術(shù)水平的提高而逐步發(fā)展起來的。古代：金屬冶煉、陶瓷工藝、天然石料、磚瓦、木材、油漆和粘結(jié)材料近代：鋼材的大量運用、水泥混凝土的興起

現(xiàn)代：原材料—充分利用再生資源和工業(yè)廢料

生產(chǎn)工藝—降低能耗和環(huán)境污染

產(chǎn)品性能—輕質(zhì)、高強、耐久、綠色及多功能

產(chǎn)品形式—預制技術(shù)，構(gòu)件化，單元化無機材料金屬材料黑色金屬（鐵、鋼）、有色金屬（鋁、銅及其合金等）非金屬材料天然石材（砂、石及各種石材制品），燒土制品（磚、瓦、陶瓷、玻璃），膠凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂漿及硅酸鹽制品有機材料植物材料木材、竹材等瀝青材料石油瀝青、煤瀝青及其制品高分子材料塑料、涂料、膠粘劑、合成橡膠等復合材料鋼筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃鋼、紙面或纖維石膏板等表2-1土木工程材料的分類(a)古塔(b)萬里長城(c)現(xiàn)代高層建筑圖2-1典型古代與現(xiàn)代建筑2.2土木工程材料的基本性質(zhì)參數(shù)土木工程建（構(gòu)）筑物使用的各種材料要受到各種不同的作用，從而要求材料具有相應的不同性質(zhì)。用于各種承力結(jié)構(gòu)中的材料，要受到各種外力的作用；長期暴露于大氣中或與侵蝕介質(zhì)相接觸的建（構(gòu)）筑物中的材料，還會受到?jīng)_刷、磨損、化學侵蝕、生物作用、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等破壞作用。為了保證建（構(gòu)）筑物能經(jīng)久耐用，要求設(shè)計人員必須掌握材料的基本性質(zhì)，并能合理的選用和使用材料。

2.2.1材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì)是表示材料物理狀態(tài)特征的指標，

1、材料的密度、表觀密度和堆積密度

2、材料的孔隙率和空隙率3、材料的親水性和憎水性4、材料的吸濕性和吸水性

5、材料的耐水性6、材料的抗?jié)B性和抗凍性

7、材料的導熱性、熱容量和耐燃性2.2.2材料的基本力學性質(zhì)材料的力學性質(zhì)指材料在外力作用下所引起的變化的性質(zhì)。這些變化包括材料的變形和破壞。材料的變形指在外力的作用下，材料通過形狀的改變來吸收能量。根據(jù)變形的特點，分為彈性變形和塑性變形。材料的破壞指當外力超過材料的承受極限時，材料出現(xiàn)斷裂等喪失使用功能的變化。根據(jù)破壞形式的不同，材料可分為脆性材料和韌性材料。

1．強度

2、彈性與塑3、韌性與脆性4、硬度圖2-2材料的受力形式(ａ)抗壓(ｂ)抗拉(ｃ)抗折(ｄ)抗剪2.2.3材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性土木工程材料的發(fā)展方向要求除具有良好的使用性能外，還須具有良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性能，即具有好的耐久性、低的環(huán)境負荷值和高的可循環(huán)再生率，強調(diào)環(huán)保綠色建材。1、材料的耐久性：材料在長期使用過程中，能保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的性質(zhì)，統(tǒng)稱之為耐久性，它是一種復雜的、綜合的性質(zhì),包括材料的抗凍性、耐熱性、大氣穩(wěn)定性和耐腐蝕性等。2、材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性：材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指材料在生產(chǎn)、使用和廢棄全壽命周期中要有較低的環(huán)境負荷，包括生產(chǎn)中廢物的利用、減少三廢的產(chǎn)生，使用中減少對環(huán)境的污染，廢棄時有較高可回收率。

圖2-3酸雨腐蝕2.2.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對性能的影響材料的組成是指材料的化學成分、礦物組成和相組成。材料組成是材料性質(zhì)的基礎(chǔ)，它對材料的性質(zhì)起著決定性的作用。材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造是決定材料性質(zhì)極其重要的因素，可分為宏觀組成結(jié)構(gòu)、細觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。1、材料的微觀結(jié)構(gòu)及其對材料性質(zhì)的影響材料的微觀結(jié)構(gòu)是指物相的種類、形態(tài)、大小及其分布特征。它與材料的強度、硬度、彈塑性、熔點、導電性、導熱性等重要性質(zhì)有著密切的關(guān)系。

2、材料的宏觀構(gòu)造及其對性能的影響材料的宏觀構(gòu)造是指可用肉眼能觀察到的外部和內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。常見的構(gòu)造形式有：密實構(gòu)造、多孔構(gòu)造、纖維構(gòu)造、層狀構(gòu)造、散粒構(gòu)造、紋理構(gòu)造。(a)碳含量小于0.2%(b)碳含量為0.2%～0.4%圖2-4兩種鋼材的礦物組成2.3天然石材、磚、瓦天然石材、磚、瓦是最基本的建筑材料。無論是在古代，還是在現(xiàn)代的土木工程領(lǐng)域中都處于不可替代的地位。2.3.1天然石材凡采自天然巖石，經(jīng)過加工或未經(jīng)加工的石材，統(tǒng)稱為天然石材。天然石材是最古老的土木工程材料之一。由于天然石材具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性和耐久性，經(jīng)加工后表面美觀富于裝飾性，資源分布廣蘊藏量豐富，便于就地取材，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，是古今土木工程中修建城垣、橋梁、房屋、道路及水利工程的主要材料。天然石材經(jīng)加工后具有良好的裝飾性，是現(xiàn)代土木工程的主要裝飾材料之一。土木工程主要應用的天然石材品種有：毛石、料石、飾面石、色石渣、混凝土用砂、石子等。2.3.2磚磚是一種常用的墻體材料。磚瓦的生產(chǎn)和使用在我國歷史悠久，有“秦磚漢瓦”之稱。制磚的原料容易取得，生產(chǎn)工藝比較簡單，價格低、體積小便于組合，粘土磚還有防火、隔熱、隔聲、吸潮等優(yōu)點。所以至今仍然廣泛地用于墻體、基礎(chǔ)、柱等砌筑工程中。但是由于生產(chǎn)傳統(tǒng)粘土磚毀田取土量大、能耗高、磚自重大，施工生產(chǎn)中勞動強度高、工效低，因此有逐步改革并用新型材料取代的必要。有的城市已禁止在建筑物中使用粘土磚。磚按照生產(chǎn)工藝分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚；按所用原材料分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等；按有無孔洞分為空心磚、多孔磚和實心磚（見圖2-8）。圖2-8各種墻體磚材2.3.3瓦瓦，一般指粘土瓦。中國瓦的生產(chǎn)比磚早，因稱“秦磚漢瓦”。中國目前生產(chǎn)的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦等（如圖2-9）。粘土瓦只能應用于較大坡度的屋面。由于材質(zhì)脆、自重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺點，在現(xiàn)代建筑屋面材料中的比例已逐漸下降。由于建筑工業(yè)的發(fā)展，對屋面材料也提出了新的發(fā)展要求。目前，瓦的種類較多，按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、鋼絲網(wǎng)水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦等；按形狀分有平瓦和波形瓦兩類。圖2-9典型的古代漢瓦2.4無機膠凝材料凡能在物理、化學作用下，從漿體變?yōu)閳怨痰氖癄铙w，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝材料。膠凝材料包括有機膠凝材料與無機膠凝材料。無機膠凝材料按硬化條件不同可分為氣硬性和水硬性兩類。水硬性膠凝材料：拌和水后既可在空氣中硬化亦可于水中硬化，并保持及發(fā)展強度。（水泥）氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，并保持和繼續(xù)發(fā)展強度者稱為氣硬性膠凝材料。（石灰、石膏等）2.4.1石灰石灰是在土木工程中使用較早的礦物膠凝材料之一。

1、石灰的生產(chǎn)及分類將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，在900℃～1100℃下燃燒，排除分解出的二氧化碳后，所得以CaO為主要成分的產(chǎn)品即為生石灰。工程常用的石灰種類有生石灰粉、消石灰粉、石灰膏。

2、石灰的熟化與硬化

生石灰（CaO）與水反應生成氫氧化鈣稱為石灰的熟化。石灰漿體的硬化包括干燥結(jié)晶和碳化兩個過程，后者過程緩慢。

3、石灰的性質(zhì)與技術(shù)要求

石灰的性質(zhì)：可塑性好；硬化較慢、強度低；硬化時體積收縮大；耐水性差；石灰吸濕性強。國家對生石灰、生石灰粉及消石灰粉的主要技術(shù)指標有相關(guān)的規(guī)定。4、石灰的應用石灰在建筑上的用途很廣，主要用于制作石灰乳涂料、配制混合砂漿、拌制石灰土和石灰三合土、生產(chǎn)硅酸鹽制品等。我國石膏資源豐富，已探明天然石膏儲量為471.5億噸，居世界之首。

1、石膏的種類⑴天然二水石膏—（CaSO4·2H2O）礦石是生產(chǎn)石膏膠凝材料的主要原料⑵化工石膏—含有CaSO4·2H2O與CaSO4混合物的化工副產(chǎn)品及廢渣⑶天然無水石膏—（CaSO4）結(jié)晶緊密，結(jié)構(gòu)比天然二水石膏致密，質(zhì)地較硬，難溶于水，又稱天然硬石膏。一般作為生產(chǎn)水泥的原料。⑷建筑石膏（半水石膏）—是以β半水石膏（β-CaSO4·1/2H2O）為主要成分，其反應式為：

CaSO4·2H2O→β-CaSO4·1/2H2O＋3/2H2O建筑石膏晶體較細，調(diào)制成一定稠度的漿體時，需水量較大，因而強度較低。⑸高強石膏—將二水石膏置于具有0.13MPa、124℃的過飽和蒸汽條件下蒸壓，或置于某些鹽溶液中沸煮，可獲得晶粒較粗、較致密的α型半水石膏（α-CaSO4·1/2H2O），高強石膏晶粒粗大，調(diào)制成漿體時需水量較小，因而強度較高。2.4.2石膏2、建筑石膏的性質(zhì)與應用性質(zhì)：建筑石膏具有良好的可塑性、防火性能、隔熱性能、吸音性能、裝飾性和可加工性。但強度較低、耐水性能差。用途：建筑石膏的應用很廣，除用于室內(nèi)抹面、粉刷外，更主要的用途是制成各種石膏制品，廣泛應用于各種裝修裝飾工程（如圖2-10）。圖2-10石膏制品的應用(a)石膏雕塑(b)室內(nèi)裝飾2.4.3水泥水泥是粉狀的水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑性漿體，能在空氣中和水中凝結(jié)硬化，可將其它材料膠結(jié)成整體，并形成堅硬石材的材料。

1、水泥的分類：水泥按其用途及性能分：通用水泥、專用水泥、特性水泥。水泥按其主要水硬性物質(zhì)名稱分：硅酸鹽系水泥（波特蘭水泥）、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥、氟鋁酸鹽系水泥、磷酸鹽系水泥和以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥。

2、通用水泥：硅酸鹽系列水泥。根據(jù)活（非）混合材料的種類和比例不同硅酸鹽系水泥主要品種有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥等。

3、特性水泥和專用水泥特性水泥是指某種性能比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥；專用水泥是指專門用途的水泥，如道路硅酸鹽水泥。（1）快硬硅酸鹽水泥：3d抗壓強度表示標號，適用于緊急搶修工程、低溫施工工程和高標號混凝土預制件等.

（2）快凝快硬硅酸鹽水泥：小時強度增長快，主要用于軍事工程、機場跑道、橋梁、隧道和涵洞等緊急搶修工程。（3）白色硅酸鹽水泥：根據(jù)白度及標號，分為優(yōu)等品、一等品和合格品。用于建筑物的內(nèi)外裝修工程，（4）高鋁水泥：鋁酸鹽系水泥，是一種快硬、高強、耐熱及耐腐蝕的膠凝材料。主要用于國防、道路和特殊搶修工程等，但不宜用于永久性工程。

（5）膨脹水泥：具有膨脹性，按水泥的主要成分不同，分為硅酸鹽、鋁酸鹽和硫鋁酸鹽型膨脹水泥；按水泥的膨脹值及其用途不同，又分為收縮補償水泥和自應力水泥兩大類?？捎糜谥谱鞔罂趶捷斔芎透鞣N輸油、輸氣管，有抗?jié)B要求的工程。要求補償收縮的混凝土結(jié)構(gòu)、要求早強的工程結(jié)構(gòu)節(jié)點澆筑等。（6）中熱水泥和低熱礦渣水泥：主要特點為水化熱低，適用于大壩和大體積混凝土工程（7）道路水泥:由較高鐵鋁酸鈣含量的硅酸鹽道路水泥熟料，0％～10％活性混合材和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥。特點是抗裂性能好。

4、水泥的貯存、運輸和保管（1）分類貯存：不同品種、不同標號的水泥應分別存放，不可混雜。（2）防潮防水：水泥受潮后即產(chǎn)生水化作用，凝結(jié)成塊，影響水泥的正常使用。（3）貯存期不宜過長：貯存期過長，由于空氣中的水汽、二氧化碳作用而降低水泥強度。一般來說，貯存三個月后的強度約降低10％～20％。所以，通用水泥存放期一般不應超過三個月?？煊菜唷⒏咪X水泥的規(guī)定貯存期限更短（分別為一、二個月）。過期水泥，使用時必須經(jīng)過試驗，并按試驗重新確定的標號使用。2.5混凝土與砂漿2.5.1混凝土混凝土也稱砼，是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結(jié)材料，骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材?；炷辆哂性县S富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大；同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬，使其使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)，機械工業(yè)，海洋的開發(fā)，地熱工程等

1、混凝土的種類與發(fā)展混凝土的種類很多。按膠凝材料不同分：水泥混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同分重混凝土、普通混凝土、輕混凝土；按使用功能不同分：結(jié)構(gòu)用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同分：噴射混凝土、泵送混凝土、振動灌漿混凝土等。為了克服混凝土抗拉強度低的缺陷，人們還將水泥混凝土與其他材料復合，出現(xiàn)了鋼筋混凝土，預應力混凝土，各種纖維增強混凝土及聚合物浸漬混凝土等。此外，隨著混凝土的發(fā)展和工程的需要，還出現(xiàn)了膨脹混凝土，加氣混凝土，纖維混凝土等各種特殊功能的混凝土。泵送混凝土，商品混凝土以及新的施工工藝給混凝土施工帶來方便。目前，混凝土仍向著輕質(zhì)、高強、多功能、高效能的方向發(fā)展，發(fā)展復合材料，不斷擴大資源，發(fā)展預制混凝土和使混凝土商品化也是今后發(fā)展的重要方向。

2、普通混凝土圖2-11混凝土織構(gòu)

(1)組成材料與結(jié)構(gòu)普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、細骨料（砂）和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。其織構(gòu)如圖2-11。

(2)主要技術(shù)性質(zhì)

混凝土的性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性、混凝土強度、變形及耐久性等。和易性又稱工作性，包括流動性（稠度）、粘聚性和保水性三個主要方面。強度是反映混凝土抵抗荷載的量化能力。包括抗壓、抗拉、抗剪、抗彎、抗折及握裹強度。其中以抗壓強度最大，抗拉強度最小。

混凝土的變形包括非荷載作用下的變形（化學收縮、干濕變形及溫度變形等）和荷載作用下的變形。混凝土耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗蝕性及抗碳化能力等。

2.5.2砂漿砂漿是由膠凝材料、細骨料和水等材料按適當比例配制而成的。砂漿與混凝土的區(qū)別在于不含粗骨料，可認為砂漿是混凝土的一種特例，也可稱為細骨料混凝土。砂漿常用的膠凝材料有水泥、石灰、石膏。按膠凝材料不同砂漿分為水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿?；旌仙皾{有水泥石灰砂漿、水泥粘土砂漿和石灰粘土砂漿等。按用途分砌筑砂漿、抹面砂漿、裝飾砂漿、防水砂漿和其它特種砂漿等。

1、砌筑砂漿

用于磚石砌體的砂漿稱為砌筑砂漿。它起著傳遞荷載的作用。要求具有良好的和易性。和易性良好的砂漿容易在粗糙的磚石面上鋪設(shè)成均勻的薄層，而且能夠和底面緊密粘結(jié)。

硬化后應具有所需的強度和對底面的粘結(jié)力，而且其變形性不能過大。影響砂漿強度的因素有材料性質(zhì)、配比、施工質(zhì)量等，此外還受被粘結(jié)塊體材料的表面吸水性影響。2、抹面砂漿凡涂抹在建筑物或土木工程構(gòu)件表面的砂漿，可統(tǒng)稱為抹面砂漿。根據(jù)抹面砂漿功能的不同，一般可將抹面砂漿分為普通抹面砂漿、裝飾砂漿、防水砂漿和具有某些特殊功能的抹面砂漿（如絕熱、耐酸、防射線砂漿）等。3、裝飾砂漿：涂抹在建筑物內(nèi)外墻表面，能具有美觀裝飾效果的抹面砂漿通稱為裝飾砂漿。要選用具有一定顏色的膠凝材料和骨料以及采用某種特殊的操作工藝，使表面呈現(xiàn)出各種不同的色彩、線條與花紋等裝飾效果。4、防水砂漿：制作防水層的砂漿叫做防水砂漿，又叫剛性防水層。5、其它特種砂漿絕熱砂漿是采用膠凝材料與膨脹珍珠巖砂，膨脹蛭石或陶粒砂等輕質(zhì)多孔骨料，按一定比例配制的。絕熱砂漿具有質(zhì)輕和良好的絕熱性能。吸聲砂漿是由輕質(zhì)多孔骨料制成。吸聲砂漿用于室內(nèi)墻壁和平頂?shù)奈?。耐酸砂漿是用水玻璃（硅酸鈉）與氟硅酸鈉拌制而成，防射線砂漿是在水泥漿中摻入重晶石粉，配制成有防x射線能力的砂漿；2.6.1建筑鋼材的分類

建筑鋼材是指用于鋼結(jié)構(gòu)的各種型材（如圓鋼、角鋼、工字鋼等）、鋼板、管材和用于鋼筋混凝土中的各種鋼筋、鋼絲等。建筑鋼材大多為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。2.6建筑鋼材土木工程中應用量最大的金屬材料是鋼材，它廣泛應用于鐵路、橋梁、建筑工程等各種結(jié)構(gòu)工程中，在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。圖2-12各種型鋼和鋼板制作的鋼結(jié)構(gòu)(a)工字鋼(b)角鋼(c)槽鋼(d)鋼管(e)鋼筋圖2-13土木工程常用鋼材2.6.2建筑鋼材的主要性能

鋼材是在嚴格的技術(shù)控制條件下生產(chǎn)的，品質(zhì)均勻致密，強度高。有一定的塑性和很好的韌性。鋼材具有良好的加工性能，可以鑄造、鍛壓、焊接、鉚接和切割，便于裝配。還可以通過熱處理方法，在很大范圍內(nèi)改變或控制鋼材的性能。采用各種型鋼和鋼板制做的鋼結(jié)構(gòu)，具有自重小、安全性大的特點，適用于大跨及多層結(jié)構(gòu)。（如圖2-12）。鋼筋與混凝土組成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雖然自重大，但節(jié)省鋼材。由于混凝土的保護作用，克服了鋼材易銹蝕、維護費用高的缺點。由于各類建筑物、構(gòu)筑物對在各種復雜條件下的使用功能的要求日益提高，建筑用金屬材料的發(fā)展趨勢：一是以高效鋼材為主體的低合金鋼將得到進一步的發(fā)展和應用；二是隨著冶金工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，建筑鋼材將向具有高強、耐腐蝕、耐疲勞、易焊接、高韌性或耐磨等綜合性能的方向發(fā)展；三是各種焊接材料及其工藝將隨低合金鋼的發(fā)展不斷完善和配套。

2.6.3土木工程常用的鋼材土木工程鋼材可劃分為鋼結(jié)構(gòu)用材和鋼筋混凝土用材兩大類1、鋼結(jié)構(gòu)用鋼材：主要有普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。2、鋼筋混凝土用鋼材：按生產(chǎn)工藝性能和用途可分為下列各類。(1)熱軋鋼筋：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對熱軋鋼筋的要求是機械強度較高，具有一定的塑性、韌性、冷彎性和可焊性。分Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ與Ⅳ級鋼筋。(2)冷加工鋼筋：冷拉后鋼筋的強度提高，但塑性、韌性變差。不宜用于受沖擊或重復荷載作用的結(jié)構(gòu)。（3）熱處理鋼筋：熱處理鋼筋是用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火的調(diào)質(zhì)處理而成的，其強度大幅度提高，目前主要用于預應力鋼筋混凝土。（4）碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線：碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線是預應力混凝土專用鋼絲，它們由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)過冷加工、熱處理、冷軋、絞捻等過程制得。它們的特點是強度高、安全可靠、便于施工。2.7木材木材是古老而永恒的土木工程材料。古代木構(gòu)建筑在我國歷史上創(chuàng)建了千古不朽的功績。優(yōu)點：如輕質(zhì)高強；易于加工（如鋸、刨、鉆等）；有較高的彈性和韌性；能承受沖擊和振動作用；導電和導熱性能低；木紋美麗；裝飾性好等。缺點：如構(gòu)造不均勻，各向異性；易吸濕、吸水，因而產(chǎn)生較大的濕脹、干縮變形；易燃、易腐等。不過，這些缺陷經(jīng)加工和處理后，可得到很大程度的改善。

2.7.1木材的分類與構(gòu)造1、分類：樹木分為針葉樹和闊葉樹兩大類。針葉樹樹干通直而高大，易得大材，紋理平順，材質(zhì)均勻，木質(zhì)較軟而易于加工，故又稱軟木材。常用樹種有松、杉、柏等。闊葉樹樹干通直部分一般較短，材質(zhì)較硬，較難加工，故又名硬木材。常用樹種有榆木、水曲柳、柞木等。

2、樹木可分為樹皮、木質(zhì)部和髓心三個部分。而木材主要使用木質(zhì)部。木質(zhì)部的構(gòu)造特征如下：

(1)邊材、心材：在木質(zhì)部中，靠近髓心的部分顏色較深，稱為心材。外面部分顏色較淺，稱為邊材。

(2)年輪、春材、夏材：橫切面上可以看到深淺相間的同心圓，稱為年輪。年輪中淺色部分是樹木在春季生長的，由于生長快，細胞大而排列疏松，細胞壁較薄，顏色較淺，稱為春材（早材）；深色部分是樹木在夏季生長的，由于生長遲綬，細胞小，細胞壁較厚，組織緊密堅實，顏色較深，稱為夏材（晚材）。

(3)髓心、髓線第一年輪組成的初生木質(zhì)部分稱為髓心（樹心）。從髓心成放射狀橫穿過年輪的條紋，稱為髓線。年輪中夏材所占的比例越大，木材的強度越高。

(圖2-14)。圖2-14樹木的年輪

2.7.2木材的主要性質(zhì)木材的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和力學性質(zhì)，如含水率；熱脹干縮；密度；強度可分為：抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等四種強度，其中抗拉、抗壓、抗剪強度又有順紋和橫紋之分。順紋和橫紋強度有很大的差別?？箟嚎估箯澘辜繇樇y橫紋順紋橫紋順紋橫紋11/10～1/32～31/20～1/31.5～21/7～1/31/2～1

影響木材強度的主要因素為含水率（一般含水率高，強度降低），溫度（溫度高，強度降低），荷載作用時間（持續(xù)荷載時間長，強度下降）及木材的缺陷（木節(jié)、腐朽、裂紋、翹曲、病蟲害等）。表2-3木材各種強度的關(guān)系2.7.3木材的應用木材在土木工程材料領(lǐng)域是一種供不應求的材料。我國是少林國家，林木生長速度緩慢。與我國環(huán)境保護需要和建設(shè)事業(yè)大量耗用木材的矛盾十分突出。因此，要求土木工程中在經(jīng)濟合理的條件下，盡可能的少用木材，避免大材小用，長材短用，優(yōu)材劣用。充分利用木材的邊角廢料，生產(chǎn)各種人造板材，提高木材的綜合利用率。木材在土木工程材料中可被用作桁架、梁、柱、樁、門窗、地板、腳手架、混凝土模板以及其他一些裝飾、裝修。木材的綜合利用就是將木材加工過程中的邊角、碎料、刨花、木屑、鋸末等，經(jīng)過再加工處理，制成各種人造板材。主要品種有：膠合板、纖維板、刨花板等。近年來，利用植物廢料開發(fā)的各種人造板材相繼問世，不但節(jié)約木材，也推動土木工程材料領(lǐng)域的發(fā)展。2.8其他功能材料2.8.1建筑防水堵水材料防水材料是指具有防止建筑工程結(jié)構(gòu)免受雨水、地下水、生活用水浸蝕的材料。

1、防水材料的分類與組成建筑防水材料依據(jù)其外觀形態(tài)可分為防水卷材、防水涂料、密封材料和剛性防水材料四大系列。防水卷材是建筑工程防水材料的主要品種之一，目前的防水卷材主要包括瀝青防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材和合成高分子防水卷材等三大類。防水涂料廣泛適用于工業(yè)與民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防滲等。主要有：瀝青膠、冷底子油、乳化石油瀝青。建筑密封材料是能承受位移嵌人建筑接縫中起氣密或水密作用的定形和不定形的材料。主要有：建筑防水瀝青嵌縫油膏、聚氨酯密封材料、有機硅增水劑（防水涂料）。剛性防水材料是一種既能防水又兼作承重、圍護結(jié)構(gòu)的多功能材料。其耐久性好、不燃、無毒、無味。主要有：防水砂漿和防水混凝土。

3、建筑堵水材料建筑堵水材料主要用于房屋建筑、構(gòu)筑物、水土建筑等在有水或潮濕環(huán)境下的防水堵漏。柔性嵌縫材料（止水橡皮及橡膠止水帶、自粘性橡膠、丁基不干性密封材料、塑料止水帶）：剛性止水材料和剛性抹面材料（無機復合堵漏劑、無機鋁鹽防水劑、有機硅防水砂漿、陽離子氯丁膠乳、水泥防水砂漿等）。2.8.2絕熱材料在建筑中，習慣上把用于控制室內(nèi)熱量外流的材料叫做保溫材料；把防止室外熱量進入室內(nèi)的材料叫做隔熱材料。保溫、隔熱材料統(tǒng)稱為絕熱材料。

1、絕熱材料的性能要求導熱性指材料傳遞熱量的能力。材料的導熱能力用導熱系數(shù)表示。材料導熱系數(shù)越大，導熱性能越好。工程上將導熱系數(shù)λ<0.23W/m·K的材料稱為絕熱材料。影響因素有：材料組成、微觀結(jié)構(gòu)、含水率、孔隙特征等。絕熱材料除應具有較小的導熱系數(shù)外，還應具有適宜的或一定的強度、抗凍性、耐水性、防火性、耐熱性和耐低溫性、耐腐蝕性，有時還需具有較小的吸濕性或吸水性等。輻射傳熱也是一種重要的傳熱方式，鋁箔等金屬薄膜，由于具有很強的反射能力，具有隔絕輻射傳熱的作用，因而也是理想的絕熱材料。

2、絕熱材料的種類絕熱材料按照它們的化學組成可以分為無機絕熱材料和有機絕熱材料。常用無機絕熱材料有多孔輕質(zhì)類無機絕熱材料、纖維狀無機絕熱材料和泡沫狀無機絕熱材料；常用有機絕熱材料有泡沫塑料和硬質(zhì)泡沫橡膠。2.8.3吸聲材料1、吸聲材料的定義當聲波遇到材料表面時，被吸收聲能與入射聲能之比，稱為吸聲系數(shù)。通常取125，250，500，1000，2000，4000（Hz）等六個頻率的吸聲系數(shù)來表示材料的吸聲頻率特性。凡六個頻率的平均吸聲系數(shù)大于0.2的材料，稱為吸聲材料。2、吸聲材料及其結(jié)構(gòu)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的種類很多，按其材料結(jié)構(gòu)狀況可分為多孔吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)和其它吸聲結(jié)構(gòu)三大類。

吸聲材料的氣孔是開放的，且互相連通，其氣孔越多，吸收性能越好。大多數(shù)吸收強度較低，因此，吸收材料應設(shè)置在護壁臺度以上，以免碰撞壞。多孔吸收材料易于吸濕，安裝時應考慮脹縮的影響。2.8.4隔聲材料

建筑上把主要起隔絕聲音作用的材料稱為隔聲材料。隔聲材料主要用于外墻、門窗、隔墻以及隔斷等。隔聲可分為隔絕空氣聲（通過空氣傳播的聲音）和隔絕固體聲（通過撞擊或振動傳播的聲音）。兩者的隔聲原理截然不同。對于空氣聲，根據(jù)聲學中的"質(zhì)量定律"，其傳聲的大小主要取決于墻或板的單位面積質(zhì)量，質(zhì)量越大，越不易震動，則隔聲效果越好。可以認為：固體聲的隔絕主要是吸收，這和吸聲材料是一致的；而空氣聲的隔絕主要是反射，因此必須選擇密實、沉重的如粘土磚、鋼板等作為隔聲材料。對于隔絕固體聲音最有效的措施是采用不連續(xù)結(jié)構(gòu)處理。即在墻壁和承重梁之間，房屋的框架和墻壁及樓板之間加彈性襯墊，這些襯墊的材料大多可以采用上述的吸聲材料，如毛氈、軟木等。將固體聲轉(zhuǎn)換成空氣聲后而被吸聲材料吸收。2.8.5建筑裝飾材料在建筑上，把鋪設(shè)、粘貼或涂刷在建筑內(nèi)外表面，主要起裝飾作用的材料，稱為裝飾材料。

1、建筑裝飾材料的分類建筑裝飾材料通常按照在建筑中的裝飾部位分類，也有按材料的組成來分類。常用的建筑裝飾材料有由木材、塑料、石膏、鋁合金、鋁塑等制作的裝飾材料，此外還有涂料、玻璃制品、陶瓷、飾面石材等。

2、建筑裝飾材料的基本要求建筑裝飾材料的基本要求除了顏色、光澤、透明度、表面組織及形狀尺寸等美感方面外，還應根據(jù)不同的裝飾目的和部位，要求具有一定的環(huán)保、強度、硬度、防火性、阻燃性、耐水性、抗凍性、耐污染性、耐腐蝕性等特性要求。為了加強對室內(nèi)裝飾裝修材料污染的控制，保障人民群眾的身體健康和人身安全，國家制訂了GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》以及關(guān)于室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量等10項國家標準，并于2002年正式實施。

3、建筑常用的裝飾材料

⑴建筑玻璃（平板玻璃、鋼化玻璃、壓花玻璃、磨砂玻璃、有色玻璃、玻璃空心磚、夾層玻璃、中空玻璃、馬賽克等）

(2)建筑陶瓷（釉面磚、外墻面磚、地面磚、陶瓷錦磚、衛(wèi)生陶瓷等）

(3)建筑裝飾涂料（墻面涂料、地面涂料、、防水涂料、防火涂料、特種涂料）(4)裝飾石材（天然裝飾石材：如大理石、花崗巖；人造裝飾石材：如樹脂型人造石材、水泥型人造石材、復合型人造石材和燒結(jié)型人造石材等）（5）建筑塑料裝飾制品建筑塑料裝飾制品是目前應用最廣泛的裝飾材料，主要制品有：塑料壁紙、塑料地板、塑料地毯、塑料裝飾板等（6）木材與竹材（7）裝飾金屬圖2-15陶瓷外墻面磚圖2-16墻面涂料裝飾圖2-17花崗石板材圖2-18大理石板材2.8.6建筑功能材料的發(fā)展

建筑功能材料發(fā)展迅速，且在三方面有較大的發(fā)展：一是注重環(huán)境協(xié)調(diào)性，注重健康、環(huán)保；二是復合多功能；三是智能化。

1、綠色建筑功能材料綠色建材又稱生態(tài)建材、環(huán)保建材等，其本質(zhì)內(nèi)涵是相通的，即采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，少用天然資源和能源，大量使用工農(nóng)業(yè)或城市廢棄物生產(chǎn)無毒害、無污染、達生命周期后可回收再利用，有利于環(huán)境保護和人體健康的建筑材料。在當前的科學技術(shù)和社會生產(chǎn)力條件下，已經(jīng)可以利用各類工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥、砌塊、裝飾磚和裝飾混凝土等；利用廢棄的泡沫塑料生產(chǎn)保溫墻體材料；利用無機抗菌劑生產(chǎn)各種抗菌涂料和建筑陶瓷等各種新型綠色功能建筑材料。

2、復合多功能建材復合多功能建材是指材料在滿足某一主要的建筑功能的基礎(chǔ)上，附加了其它使用功能的建筑材料。例如抗菌自潔涂料，它既能滿足一般建筑涂料對建筑主體結(jié)構(gòu)材料的保護和裝飾墻面的作用，同時又具有抵抗細菌的生長和自動清潔墻面的附加功能，使得人類的居住環(huán)境質(zhì)量進一步提高，滿足人們對健康居住環(huán)境的要求。3、智能化建材所謂智能化建材是指材料本身具有自我診斷和預告失效、自我調(diào)節(jié)和自我修復的功能并可繼續(xù)使用的建筑材料。當這類材料的內(nèi)部發(fā)生異常變化時，能將材料的內(nèi)部狀況反映出來，以便在材料失效前采取措施，甚至材料能夠在材料失效初期自動進行自我調(diào)節(jié)，恢復材料的使用功能。如自動調(diào)光玻璃，根據(jù)外部光線的強弱，自動調(diào)節(jié)透光率，保持室內(nèi)光線的強度平衡，既避免了強光對人的傷害，又可調(diào)節(jié)室溫和節(jié)約能源。第3章

基礎(chǔ)工程與地基處理將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基土、連接上部結(jié)構(gòu)與地基土的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。地基是指承托土木工程基礎(chǔ)的這一部分很小的場地。基礎(chǔ)工程是闡述建筑設(shè)計和施工中有關(guān)地基和基礎(chǔ)問題的學科。基礎(chǔ)工程占工程造價的20%~30%，工期占總工期的25%~30%。據(jù)統(tǒng)計，世界各地的工程事故中，以地基基礎(chǔ)事故為最多，而且一旦此類事故發(fā)生，補救非常困難，往往要花費大量的人力、財力，嚴重者幾乎無法修復。因此，要充分重視地基和基礎(chǔ)的設(shè)計、施工質(zhì)量。3.1地基、基礎(chǔ)及基礎(chǔ)工程的概念基礎(chǔ):將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基土、連接上部結(jié)構(gòu)與地基土的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。一般用磚、石、混凝土及鋼筋混凝土等材料建造。地基:是指承托土木工程基礎(chǔ)的這一部分很小的場地。大部分地基對于承托土木工程基礎(chǔ)這一重任，并不是天然就理想的，所有存在地基處理。地基處理:指天然地基軟弱，不能滿足地基承載力和變形設(shè)計的要求，而需經(jīng)過人工處理后再建造基礎(chǔ)，也稱地基加固。人工地基:是指當天然土層的承載力差，對土層必須進行人工處理，（如將壞土挖掉，填以砂或塊石混凝土后；或在天然土層內(nèi)打樁、碾壓、夯實），才能在上面建造建筑物或構(gòu)筑物的土層。即這種經(jīng)過人工處理的土層，稱人工地基。按基礎(chǔ)剛度分類：剛性基礎(chǔ)、擴展基礎(chǔ)

1.剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)是由磚、石、素混凝土或灰土等材料做成的基礎(chǔ)。石基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)素混凝土基礎(chǔ)3.2淺基礎(chǔ)2.擴展基礎(chǔ)

當剛性基礎(chǔ)不能滿足力學要求時，可以做成鋼筋混凝土基礎(chǔ)，稱為擴展基礎(chǔ),亦稱延性基礎(chǔ)。按構(gòu)造分類：1.獨立基礎(chǔ)2.條形基礎(chǔ)3.十字交叉基礎(chǔ)4.筏板基礎(chǔ)5.箱形基礎(chǔ)6.殼體基礎(chǔ)1.獨立基礎(chǔ)在建筑中，柱的基礎(chǔ)一般都是獨立基礎(chǔ)。亦稱單獨基礎(chǔ)。柱下單獨基礎(chǔ)2.條形基礎(chǔ)墻的基礎(chǔ)通常連續(xù)設(shè)置成長條形，稱為條形基礎(chǔ)。墻下條形基礎(chǔ)十字交叉條形基礎(chǔ)3.3淺基礎(chǔ)3.十字交叉基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)設(shè)計要求時，可采用雙向的柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)形成的十字交叉條形基礎(chǔ)，又稱交叉梁基礎(chǔ)。4.筏板基礎(chǔ)當柱子或墻傳來的荷載很大，地基土較軟弱，用單獨基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)都不能滿足地基承載力要求時，往往需要把整個房屋底面（或地下室部分）做成一片連續(xù)的鋼筋混凝土板，作為房屋的基礎(chǔ)，稱為筏板基礎(chǔ)。帶形基礎(chǔ)、十字形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)5.箱形基礎(chǔ)為了對筏板基礎(chǔ)進行加強，增加基礎(chǔ)板的剛度，以減小不均勻沉降，高層建筑往往把地下室的底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)量的內(nèi)隔墻一起構(gòu)成一個整體剛度很強的鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，稱為箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)6.殼體基礎(chǔ)為改善基礎(chǔ)的受力性能，基礎(chǔ)的形式可不做成臺階狀，而做成各種形式的殼體，稱做殼體基礎(chǔ)。殼體基礎(chǔ)位于地基深處承載力較高的土層上，埋置深度大于5m或大于基礎(chǔ)寬度的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)。3.3深基礎(chǔ)特點：四周有壁、下部無底、側(cè)壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物。既是基礎(chǔ)，又是施工時的擋土和擋水圍堰，施工工藝也不復雜。適用范圍：上部荷載較大，結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)的變位敏感，表層地基土的允許承載力不足，做擴大基礎(chǔ)開挖工作量大以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層時采用。類型：按下沉方式分為就地制造下沉的沉井和浮運沉井；按外觀形狀分為單孔或多孔的圓形、矩形、圓端沉井及網(wǎng)格形。3.3.1沉井基礎(chǔ)特點：頂蓋留有孔洞，以安設(shè)向上接高的氣筒(井管)和各種管路。在沉箱頂蓋上安裝圍堰或砌筑永久性外壁。頂蓋下的空間稱工作室。適用范圍：：待建基礎(chǔ)的土層中有障礙物而用沉井無法下沉，基樁無法穿透時；待建基礎(chǔ)鄰近有埋置較淺的建筑物基礎(chǔ)，要求保證其地基的穩(wěn)定和建筑物的安全時；待建基礎(chǔ)的土層不穩(wěn)定，無法下沉井或挖槽沉埋水底隧道箱體時類型：分為就地建造和岸邊建造兩種。3.3.2沉箱基礎(chǔ)氣壓沉箱施工的典型布置圖日本明石海峽大橋（中跨1991m，主塔297m）（1）移動主塔沉箱就位（3）水下澆注混凝土（2）沉箱優(yōu)點：是剛度大,既擋土又擋水,施工時無振動,噪音低,可用于任何土質(zhì)。施工過程：利用專用的挖槽機械在泥漿護壁下開挖一定長度（一個單元槽段）-挖至設(shè)計深度并清除沉渣-插入接頭管-吊入鋼筋籠-導管澆注混凝土-待混凝土初凝后拔出接頭管-逐段施工。地下連續(xù)墻在成槽之前先要沿設(shè)計軸線施工導墻，導墻的作用是挖槽導向、防止槽段上口塌方、存蓄泥漿和作為測量的基準3.3.3地下連續(xù)墻天津百貨大樓地下連續(xù)墻

3.5地基處理大型填海工程地基處理

地基處理的主要目的是指提高軟弱地基的強度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這種地基天然含水量過大，承載力低，在荷載作用下易產(chǎn)生滑動或固結(jié)沉降。3.4.1軟弱地基1.軟土軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。軟土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。在外荷載作用下地基承載力低、地基變形大，不均勻變形也大，且變形穩(wěn)定歷時較長，在比較深厚的軟土層上，建筑物基礎(chǔ)的沉降往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年之久。2.沖填土系由水力沖填泥沙沉積形成的填土。常見于沿海地帶和江河兩岸。沖填土的特性與其顆粒組成有關(guān)，此類土含水量較大，壓縮性較高，強度低，具有軟土性質(zhì)。它的工程性質(zhì)隨土的顆粒組成、均勻性和排水固結(jié)條件不同而異，當含砂量較多時，其性質(zhì)基本上合粉細砂相同或類似，就不屬于軟弱土；當粘土顆粒含量較多時，往往欠固結(jié)，其強度和壓縮性指標都比天然沉積土差，則應進行地基處理。3.雜填土系含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料及生活垃圾等雜物的填土。它的成因沒有規(guī)律，成分復雜，分布極不均勻，厚度變化大，有機質(zhì)含量較多，性質(zhì)也不相同，且無規(guī)律性。它的主要特性是土質(zhì)結(jié)構(gòu)比較松散，均勻性差，變形大，承載力低，壓縮性高，有浸水濕陷性，就是在同一建筑物場地的不同位置，地基承載力和壓縮性也有較大的差異，一般需要經(jīng)處理才能作建筑物地基。4.高壓縮性土壤飽和的松散粉細沙（含部分粉質(zhì)粘土），亦屬于軟弱地基的范疇。當受到機械振動和地震荷載重復作用時，將產(chǎn)生液化現(xiàn)象；基坑開挖時會產(chǎn)生流砂或管涌，再由于建筑物的荷重及地下水的下降，也會促使砂土下沉。3.4.2特殊土地基

特殊土地基帶有地區(qū)性特點，它包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。以下簡要闡明它們的特性。1.濕陷性黃土凡天然黃土在上覆土的自重應力作用下，或在上覆土自重應力和附加應力作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的黃土，稱為濕陷性黃土。由于黃土的浸水濕陷而引起建筑物的不均勻沉降是造成黃土地區(qū)事故的主要原因，設(shè)計時首先要判斷是否具有濕陷性，再考慮如何進行地基處理。選擇地基處理方法，應根據(jù)建筑物的類別，濕陷性黃土的特性、施工條件和當?shù)夭牧希⒔?jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟比較確定。2.膨脹土膨脹土是指粘粒成分主要由親水性粘土礦物組成的粘性土。它是一種吸水膨脹和失水收縮、具有較大的脹縮變形性能，且是變形往復的高塑性粘土。利用膨脹土作為建筑物地基時，如果不進行地基處理，常會對建筑物造成危害。3.紅粘土紅粘土是指石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽類巖石在亞熱帶溫濕氣候條件下，經(jīng)風化作用所形成的褐紅色粘性土。通常紅粘土是較好的地基土，但由于下臥巖面起伏及存在軟弱土層，一般容易引起地基不均勻沉降。4.季節(jié)性凍土凍土是指氣候在負溫條件下，其中含有冰的各種土。季節(jié)性凍土是指該凍土在冬季凍結(jié)，而夏季融化的土層。多年凍土或永凍土是指凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)三年以上的土層。季節(jié)性凍土因其周期性的凍結(jié)和融化，因而對地基的不均勻沉降和地基的穩(wěn)定性影響較大。3.4.3地基處理的目的地基處理的目的是采用各種地基處理方法改善地基條件，這些措施包括以下五個方面的內(nèi)容。1.改善剪切特性地基的剪切破壞表現(xiàn)在建筑物的地基承載力不夠；使結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或土方開挖時邊坡失穩(wěn)；使臨近地基產(chǎn)生隆起或基坑開挖時坑底隆起。因此，為了防止剪切破壞，就需要采取增加地基土的抗剪強度的措施。2.改善壓縮特性地基的高壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大，因此需要采取措施提高地基土的壓縮模量。3.改善透水特性地基的透水性表現(xiàn)在堤壩、房屋等基礎(chǔ)產(chǎn)生的地基滲漏；基坑開挖過程中產(chǎn)生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土變成不透水或減少其水壓力的措施。4.改善動力特性地基的動力特性表現(xiàn)在地震時粉、砂土將會產(chǎn)生液化；由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振動特性以提高地基抗震性能的措施。5.改善特殊土的不良地基的特性主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理的措施。3.4.4軟弱地基第4章建筑工程

4.1建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件

4.2建筑結(jié)構(gòu)形式

4.3高層建筑

4.4新型建筑

4.5特種結(jié)構(gòu)建筑工程就是房屋工程。它是興建房屋的規(guī)劃、勘察、設(shè)計（建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備）施工的總稱，目的是為人類生產(chǎn)與生活的場所。竹屋石柱群香港維多利亞海灣建筑群單層裝配式鋼筋混凝土廠房房屋建筑按層數(shù)分

單層建筑(1)

多層建筑(<8)

高層建筑(

8)4.1建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件建筑結(jié)構(gòu)是房屋的承重骨架(關(guān)系到建筑物的承載安全和耐久性)，屬于承重體系，由基本構(gòu)件組成建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件一般分為板、梁、柱、墻、基礎(chǔ)、拱等板的長、寬兩方向的尺寸遠大于其高度；4.1.1板板的作用效應主要為受彎4.1.2梁其作用效應主要為受彎和受剪梁的截面寬度和高度尺寸遠小于其長度尺寸4.1.3柱屬于豎向承重構(gòu)件。主要承受梁傳來的壓力以及柱自重。柱的截面尺寸遠小于其高度，荷載作用方向與柱軸線平行。4.1.4拱由曲線形構(gòu)件拱圈或折線形構(gòu)件及其支座組成，在荷載作用下主要承受軸向壓力，有時也承受彎矩和剪力。它比同跨度的梁要節(jié)省材料。4.1.5墻墻的長寬兩方向尺寸遠大于其厚度荷載作用方向與墻面平行作用效應主要為受壓。4.1.6基礎(chǔ)承受墻、柱傳來的壓力并將它擴散到地基上去。解決建筑物不同高差平面之間的垂直交通根據(jù)建筑內(nèi)部人流的通行要求設(shè)置數(shù)部樓梯，數(shù)量和總寬度應滿足建筑防火規(guī)范的要求4.1.7樓梯

門窗是建筑中的圍護構(gòu)件。交通出入、分隔聯(lián)系建筑空間，兼有采光和通風作用。4.1.8門窗4.2建筑結(jié)構(gòu)型式建筑結(jié)構(gòu)是房屋建筑的空間受力骨架體系，是建筑物得以存在的基礎(chǔ)水平結(jié)構(gòu)體系一般由板、梁、桁（網(wǎng)）架組成豎向結(jié)構(gòu)體系一般由柱、墻、筒體組成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系一般由獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)以及樁組成4.2.1結(jié)構(gòu)形式的分類（1）以組成建筑結(jié)構(gòu)的主要建筑材料劃分：有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體（包括磚、砌塊、石等）結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、塑料結(jié)構(gòu)、薄膜充氣結(jié)構(gòu)等。（2）以組成建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)型式劃分：有墻體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、深梁結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、空間薄壁（包括折板）結(jié)構(gòu)、鋼索結(jié)構(gòu)、艙體結(jié)構(gòu)等。（3）以組成建筑結(jié)構(gòu)的體型劃分:有單層結(jié)構(gòu)（多用于單層工業(yè)廠房、食堂等）、多層結(jié)構(gòu)（一般2～9層）、高層結(jié)構(gòu)（一般10層以上）、大跨結(jié)構(gòu)（跨度大約在40～50m）。（a）墻體結(jié)構(gòu)（b）框架結(jié)構(gòu)（c）深梁結(jié)構(gòu)（d）筒體結(jié)構(gòu)（e）拱結(jié)構(gòu)

（f）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（g）空間薄壁結(jié)構(gòu)（h）鋼索結(jié)構(gòu)（i）折板結(jié)構(gòu)4.2.2混合結(jié)構(gòu)