土木工程导论复习(河海大学包耘)

1、第二章 基础工程基础：将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构部分称为基础。地基：把土层中附加应力与变形不能忽略的那部分土层或岩层称为地基。地基类型：埋置深度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。浅基础：当基础位于天然基础之上、埋深小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋深虽超过5m，但小于基础宽度的大尺寸基础，称为浅基础。浅基础埋深浅，用料少，施工简单，工期短，节约成本，设计时宜优先考虑。浅基础类型：刚性基础、扩展基础。刚性基础：由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。弱点是材料抗拉、抗弯强度较低，适用于层数较少的民用建筑。扩展基础：当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础，亦称延性基础。整体性好，抗弯强度大，特别适用于基地面积大二必须埋浅的情况。浅基础按构造分类：单独基础、条形基础、筏板基础、箱型基础、壳体基础。单独基础：一般，柱的基础都是单独基础。条形基础：连续设置成长条形的基础，称为条形基础。筏板基础：当地基特别软弱，荷载较大时，将基础底板做成一片连续的等厚度钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏板基础。箱型基础：当基础特别软弱，荷载较大时，将基础

2、做成由钢筋混凝土整片底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱型结构，称箱型基础。壳体基础：为改善基础的受力性能，基础的形式做成各种形式的壳体，称壳体基础。深基础：位于地基深处承载力较高的土层上，埋深大于5m或大于基础宽度的基础，称为深基础。当地基上部为软弱土层，且荷载很大，浅基础不能满足地基变形与强度要求，可利用地基下部较坚硬的土层作为基础的持力层而设成深基础。深基础类型：桩基础、地下连续墙、沉井基础和沉箱基础。桩基础按桩身材料分类：木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩。按桩的制作方法分类：预制桩、灌注桩。预制桩：刚度大，适宜用在新填土或极软弱的地基。灌注桩：因成孔方法不同，有沉管灌注桩、钻孔灌注桩、钻孔扩底灌注桩、爆扩灌注桩、人工挖孔灌注桩。按桩的受力情况分类：端承桩、摩擦桩。端承桩：通过极软弱土层，使桩尖直接支承在坚硬的土层或岩石上，桩上的荷载主要由桩端阻力承受，略去桩表面与土的摩擦作用。摩擦桩：通过较软弱土层，支承在较坚硬的土层上，桩上的荷载主要由桩表面与软土之间的摩擦力承受，同时也考虑桩端阻力的作用。地下连续墙：用专门的挖槽机械开挖

3、狭而深的基槽，在槽内分段浇筑的混凝土墙即为地下连续墙。沉井基础：软弱地基中的一种地下结构物或建筑物的深基础，是由井壁、刃脚、底板、顶板及隔墙组成的筒壁结构。沉箱基础：气压沉箱，一种无底的箱型结构由顶盖和侧壁（刃脚）组成。地基的不均匀沉降：是指同一结构体中，相邻的两个基础沉降量的差值，是反映土木工程结构地基的变形特征的重要指标。减小不均匀沉降的主要措施：建筑措施、结构措施、施工措施。建筑措施：房屋体型力求简单、保持相邻建筑物基础间的净距、控制建筑物标高、设置沉降缝。结构措施：加强上部结构的刚度、减少基地附加压力、加强基础刚度。施工措施：先建高、重房屋，后建低、轻房屋。注意保护淤泥质基础，在已建成的房屋周围，不应堆放大量的地面荷载。沉降缝：为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为沉降缝。沉降缝设置原则：（1）建筑物平面的转折部位 （2）建筑的高度和荷载差异较大处 （3）过长建筑物的适当部位（4）地基土的压缩性有着显著差异（5）建筑物基础类型不同以及分期建造房屋的交界处（6）房屋长高比过大时在房屋的适当部位。沉降缝类型：悬挑式、跨越式、平行式。第三章 建筑工程建筑物

4、的基本组成：一般由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶和门窗组成。对于不同使用功能的建筑物，还有阳台、雨篷、台阶、排烟等配件。建筑的结构体系按受力特点分类：板、梁、柱、悬索结构、拱结构、桁架结构（铰接、刚接）、框架结构（排架、刚架）。板：平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件。梁：由支座支承的主要承受弯矩和剪力的构件。柱：工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。悬索结构：悬索结构由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。悬索中各点只能承受张力，且各点的张力都是沿该点悬索的切线方向。由于悬索的优点是其中各点只承受张力而无弯矩，受力分析比较简单，因而设计简便可靠且能充分发挥钢材性能，以达到节省材料、减轻重量的经济效果。拱结构：拱即弯曲，是一种传统的结构形式，也是对梁柱结构的发展。一个受外力的拱，理想内力状态是只有轴向压力，没有弯矩或剪力。桁架结构（铰接、刚接）：受力特点是杆件本身只承受拉力和压力，但不能承受弯曲，但是组合成的桁架结构整体可以抵抗弯矩和剪力的作用。常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁。框架结构（排架、刚架）：由梁或屋架和柱联结而成的结构称为框架。框架节点有铰接（排架）

5、和刚接（刚架）。由梁和柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构，梁和柱是刚性连结的。主要要用于工业与民用建筑物的承重骨架，桥梁构架或工程构筑物。水电站厂房排架：横向排架，是基本承重结构，由横梁（屋面梁或屋架）与横向柱列组成，竖向荷载以及横向水平荷载主要通过横向排架传到基础和地基。厂房的纵向柱列通过吊车梁、连系梁、柱间支撑等构件，也形成纵向排架。作用是保证厂房结构纵向的稳定和刚度；承受作用在山墙和天窗端壁然后通过屋盖结构传来的纵向风荷载；承受吊车纵向水平荷载。钢筋混凝土高层建筑结构体系：框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框支-剪力墙结构、筒体结构。框架结构：由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架-剪力墙结构：框架结构和剪力墙结构的结合。既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。较高层建筑中水平荷载起控制作用，因此布置剪力墙。剪力墙结构：剪力墙是一种钢筋混凝土墙体，因抗剪能力强，称为剪力墙。当房屋楼层更高时，横向水平荷载起控制作用，此时宜全部采用纵横布置的剪力墙，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受垂直荷载。剪力墙结构：建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担

6、水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是 剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。框支-剪力墙结构：适用于上部为住宅楼或办公楼，而下部开设商店。需在其界位置设置巨型的转换大梁，将将上部剪力墙的力传至下部柱上，框支-剪力墙结构抗震性能差，造价高，应尽量避免采用。筒体结构：由密柱高粱空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体。一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑。筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面受拉，背风面受压。分为：框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系。框筒体系：内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。筒中筒体系：当周边的框架柱布置较密时，可将周边框架视为外筒，而将内芯的剪力墙视为内筒。桁架筒体系：在筒体结构中，增加斜撑来抵抗水平荷载，以进一步提高结构承受水平荷载的能力，增加体系的刚度。这种结构体系称为析架筒体系成束筒体系：成束筒体系是由多

7、个筒体组成的筒体结构。第四章 公路与铁道工程路平面线形常用直线、圆曲线和缓和曲线以及三种线形的组合线形缓和曲线的线形有回旋曲线、三次抛物线和双曲线，常用的是回旋曲线。道路的平面组合线形有简单形、基本形、卵形. S形、凸形、复合形等。路面结构层分面层、基层、底层和垫层。公路的结构包括路基、路面、路肩、桥涵与隧道、防护工程、排水备、道路标志、路用房屋、绿化美化工程等。路基是公路路面下的基础建筑，由土、石按照一定尺寸、结构要求筑成带状土工结构物、必须具有一定的力学强度和稳定性，以保证车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。公路路基的横断面形式有：路堤（填方路基）、路堑（挖方路基）、半挖半填路基。路堤有一般路堤、软土路堤、沿何路堤、护脚路堤等；路堑是开挖地面而成的路基，两旁设排水边沟，基本路堑形式有全挖式、台口式各半山铜式；半填半挖路基是路堤和路堑的结合形式。公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构物，以供车安全、迅速和舒适地行驶。因此路面必须具有足够的力学强度和良的稳定性和不透水性，以及表面平整和良好的抗滑性能路面结构层分成面层、基层、底层和垫层，但不同路面的结构层构造有所不同路面

8、材料常用材料有沥青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其它工业废料等。柔性路面和刚性路面按其力学性质分为柔性路面和刚性路面两大类柔性路面主要有碎石路面和各种沥青路面，它的刚度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大，路面弹性较好，无接缝，行车舒适性好。刚性路面是指水泥混凝土路面，可分为纯混举路面、钢筋混雄十路面和钢纤维混凝土路面它一般强度高，刚性大，整体性好，在车轮的作用下路面的变形较小路肩指的是位于车行道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状部分，为保持车行道的功能和临时停车使用，并作为路面的横向支承功能为：承受路面因车辆行驶而产生的侧压力；保护路面底层与面层，避免发生侧向位移；吸收路面的雨水并将其排入水沟中；作为停车休息或人行道用；供紧急车辆用；作为慢车道路肩包括硬路肩与土路肩两种。铁路的组成：铁路由线路、路基和线路上部建筑三部分组成此外，属子铁路工程设施的还有桥梁、涵洞、隧道、排水系统、车站设施、机务设备、电力供应等。线路：是铁路横断面中心线在铁路平面中的位置，以及沿铁路横断面中心线所作的纵断面状况。路基：是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面结构物，如同道路工程，路基也可分成路堤、路堑和半挖半

9、填三种基本形式。路基顶面的宽度，根据铁路等级、轨道类型、道床标准、路肩宽度和线路间距等因素确定。线路上部建筑（轨道）是指与列车直接接触的结构，如钢轨、轨枕、道床和道岔等。线路上部建筑的强度和稳定性，取决于钢轨类型、轨枕类型和密度、道床类型和厚度等因素。铁路轨道结构种类：可分为有碴轨道和无碴轨道两种传统的铁路轨道通常将钢轨固定放在枕木上，之下为小碎石铺成的路碴，称为有碴轨道。传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但容易变形，维修频繁，维修费用较大。同时，列车速度受到限制无渣轨道是以棍凝土或沥青砂浆取代散粒道碴而组成的轨道结构型式，它具有轨道稳定性高，刚度均匀性好，结构耐久性强和维修工作量显著减少等特点，对于高速铁路较传统的有碴轨道有更好的适应性。板式轨道是最主要的无碴轨道结构形式之一，是用双向预应力浪带十轨道板及CA砂桨（乳化沥青水泥砂桨）制造，由板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等四部分组成。客运专线（高速铁路）、城市地铁和轻轨一般采用这种类型轨枕是钢轨的支座，它除承受钢轨传来的压力并将其转给道床以外，还起着保持钢轨位置和轨距的作用。轨枕必须坚固、耐久，具备一定的柔韧性和弹性，列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状轨枕按材质可分成木枕、浪凝土枕、钢枕和塑料轨枕（美国）。木枕：优点是有弹性、重量轻、易加工，缺点是浪费木材、重量轻、寿命短。混凝土轨枕(PC枕)：优点是寿命长（50年），重量大（适于高速重载无缝铁路），加工方便（流水线工厂加工）。轨枕因应用范围不同，长度也不同。在我国，普通轨枕长度为2. 5m,道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕，长度有2. 6-4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是很据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的，不言而喻，轨枕数量越多，轨道强度越大。轨枕密一些，道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力都可小一些，同时使轨距、方向易于保持，对行车

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