土木专业精典教学大纲
1 <结 构 力 学 >
一、课程性质与目的
本课程是土木工程专业必修的一门主要的专业基础课。本课程的教学目的是使学生在理论力学和材料力学的基础上进一步掌握分析计算杆件体系的基本原理和方法,了解各类结构的受力性能,培养结构分析与计算(包括手算与电算)方面的能力,为学习有关专业课程及进行结构设计和科学研究打下基础。
二、课程基本要求
(一)几何组成分析
掌握平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。
(二)静定结构的受力分析
灵活运用隔离体平衡法,熟练掌握梁和刚架内力图的作法以及桁架内力的计算方法,掌握静定组合结构和拱的内力的计算方法。了解静定结构的力学特性。
(三)虚功原理与结构的位移计算
理解变形体虚功原理的内容及其应用,熟练掌握静定结构位移的计算方法,了解互等定理。
(四)影响线
理解影响线的概念,掌握作静定梁和桁架内力影响线的静力法,了解机动法。会用影响线求移动荷载下结构的最大内力。
(五)力法
掌握力法的基本原理和用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温变作用下的内力。会计算超静定结构的位移。了解超静定结构的力学特性。
(六)位移法
掌握位移法的基本原理和刚架在荷载作用下的计算。
(七)力矩分配法
掌握力矩分配法的概念,会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。
(八)、结构矩阵分析
掌握用矩阵位移法计算杆件结构的原理和方法。
(九)结构的动力计算
掌握结构动力分析的基本方法,掌握单自由度及两自由度体系的自由振动及其在简谐荷载作用下的受迫振动的计算方法。了解阻尼的作用。了解频率的近似计算方法。
三、课程教学基本内容(带“*”号的为选学内容)
(一)几何组成分析
几何不变体系和几何可变体系、自由度和约束、必要约束和多余约束的概念,瞬变体系的概念。平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。
(二)静定结构的受力分析
用隔离体平衡法求杆件未知内力的要点。直杆荷载与内力间的微分与增量关系及其在内力图上的反映。分段叠加法作直杆的弯矩图。静定梁和刚架内力图的作法,静定桁架、组合结构和拱的内力的计算方法。静定结构的力学特性以及各类结构的受力特点。
(三)虚功原理与结构的位移计算
变形体虚功原理及其在结构位移计算中的应用,静定结构由于荷载、支座移动、温度改变和制造误差而产生的位移的计算方法。广义力和广义位移的概念。图乘法在位移计算中的应用。线弹性体系的互等定理。
(四)影响线
影响线的概念。用静力法作静定梁和桁架内力的影响线,用机动法作静定梁内力的影响线。用影响线求移动荷载下结构的最大内力。*简支梁的内力包络图与绝对最大弯矩。
(五)力法
力法的基本原理。用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温变作用下的内力。超静定结构的位移计算。超静定结构的力学特性。
(六)位移法
位移法的基本原理,等截面直杆的刚度方程。用位移法计算刚架和连续梁在荷载作用下的内力。
(七)力矩分配法
力矩分配法的概念,用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。用挠曲线比拟法作连续梁内力的影响线。
(八)结构的矩阵分析
等截面直杆的单元刚度矩阵,坐标变换,结构的整体刚度矩阵。等效结点荷载。矩阵位移法的计算步骤以及用矩阵俭移法计算连续梁、平面刚架、桁架和组合结构的电算程序。
(九)结构的动力计算
动力分析的基本概念和方法。单自由度体系的自由振动分析,单自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动的计算。*单自由度体系在一般动荷载作用下的受迫振动。阻尼对振动的影响。多自由度体系的自由振动,主振型的正交性。多自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动的计算。*振型分解法的概念。频率的近似计算方法。
*(十)结构的稳定计算
稳定问题的基本概念。用静力法和能量法确定压杆的临界荷载。
*(十一)结构的极限荷载
极限弯矩、塑性铰和极限荷载的概念,比例加载的一般定理。超静定梁极限荷载的计算。
四、实验内容
平面杆件结构(连续梁、刚架、桁架和组合结构)矩阵位移法计算程序上机实习(上机时数不少于16)。
五、前修课程要求
理论力学、材料力学、FORTRAN语言
2 <弹 性 力 学>
一、课程性质与目的
本课程是土木工程专业限定选修的一门专业基础课。本课程的教学目的,是使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法,了解弹性体简单的计算方法和有关解答,提高分析与计算的能力,为学习有关专业课程打下初步的弹性力学基础。
二、课程基本要求
(一)理解弹性力学的基本假定,进一步理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念,熟悉记号和符号的有关规定。
(二)掌握平面应力问题和平面应变问题的特点,熟悉平面问题的基本方程,了解按应力求解平面问题的基本思路和步骤。
(三)能正确写出边界条件,能正确理解和应用圣维南原理。
(四)通过实例,了解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。
(五)通过实例,理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。
(六)理解有限单元法的基本概念及原理,通过平面问题常应变三角形单元的应用,了解有限单元法的计算步骤。
(七)了解空间问题的基本方程和边界条件。
三、课程教学基本内容
(一)绪论
弹性力学的研究对象、研究方法和基本假定。体力、面力、应力、应变和位移的基本概念及其记号和符号的规定。
(二)平面问题的基本理论
平面应力问题和平面应变问题的特点。平面问题的平衡微分方程、几何方程和物理方程,刚体位移的概念。应力边界条件和位移边界条件。圣维南原理及其应用。按应力求解平面问题,相容方程和位移单值条件。应力函数的引用。
(四)用直角坐标解平面问题
逆解法和半逆解法的解题思路。多项式解。矩形梁纯弯曲。简支梁受均布荷载。楔形体受重力和液体压力。
(五)用极坐标解平面问题
极坐标系中的平衡微分方程、几何方程和物理方程。极坐标系中的应力函数和相容方程。轴对称问题。圆环或圆筒受均布法向力。圆孔的孔边应力集中。半平面体受边界力。
(六)用有限单元法解平面问题
基本量和基本方程的矩阵表示。有限单元法的基本概念。常应变三角形单元的位移模式,解答的收敛性条件。单元的应力矩阵和劲度矩阵,等效结点荷载。结构的整体分析。有限单元法的计算步骤及计算程序。单元划分的原则。计算结果的整理。矩形单元简介。
(七)空间问题的基本理论
空间问题的平衡微分方程、几何方程、物理方程和边界条件。
四、实验内容
平面问题有限单元法计算程序上机实习(上机时数不少于8)。
五、前修课程要求
理论力学、材料力学、FORTRAN语言
3 流 体 力 学
一、课程性质与目的
流体力学是研究流体机械运动规律及其应用的学科,是土木工程专业一门必修的专业基础课程。
本课程的目的是:通过各教学环节,使学生掌握流体运动的基本概念、基本理论、基本计算方法与实验技能,培养分析问题的能力和创新能力,为学习专业课程,并为将来在土木工程各个领域从事专业技术工作打下基础。
流体力学课程在专业教学中将为水文学、土力学、工程地质、土木工程施工、建筑设备等多门专业基础课程和专业课程阐释所涉及的流体力学原理,帮助学生进一步认识土木工程与大气和水环境的关系。
二、课程基本要求
本课程应达到基本要求:
(一)具有较为完整的理论基础,包括:
1.掌握流体力学的基本概念;
2.熟练掌握分析流体运动的总流分析方法,熟悉量纲分析与实验相结合的方法,了解求解简单平面势流的方法;
3.掌握流体运动能量转化和水头损失规律,对绕流流阻力有一定了解。
(二)具有对一般流动问题的分析和计算能力,包括:
1.水力荷载的计算;
2.管道、渠道和堰过流能力的计算,井的渗流计算;
3.水头损失的分析和计算。
(三)掌握测量水位、压强、流速、流量的常规方法。具有观察水流现象、分析实验数据和编写报告的能力。
三、课程教学基本内容
(一)绪论
1.流体力学的研究对象和任务。
2.流体的连续介质模型、质点。
3.作用在流体上的力:表面力和质量力。
4.流体的主要物理性质:惯性、粘性、压缩性。
5.牛顿流体和非牛顿流体。
(二)流体静力学
1.静止流体中应力的特性。
2.流体平衡微分方程、等压面。
3.重力场中液体静压强的分布。绝对压强、相对压强真空度。测压管水头。
4.液体作用在平面上的总压力。压力中心。压强分布图法。
5.液体作用在曲面上的总压力。压力体。
6.浮力。浮体的平衡。
(三)流体运动学
1.描述流体运动的两种方法:拉格朗日法和欧拉法。流场。质点导数。
2.恒定流和非恒定流。一元、二元和三元流动。均衡流和非均衡流。
3.流线、元流和总流。流量。平均流速。
4.流体微团运动分析。有旋运动和无旋运动。
5.连续性微分方程及其对总流的积分。
(四)流体动力学基础
1.流体运动微分方程:理想流体运动微分方程。粘性流体运动微分方程(不推导)。
2.理想流体运动微分方程的伯努利积分。伯努利方程的能量意义和几何意义。
3.总流的伯努利方程。
4.总流的动量方程。
5.理想流体的无旋流动。流速势函数与流函数。基本平面势流。势流叠加原理。
(五)量纲分析和相似原理
1.量纲分析的意义和量纲和谐原理。
2.量纲分析方法:瑞利法和π定量。
3.相似概念。相似准则:雷诺准则、佛劳德准则、欧拉准则、柯西准则。
(六)流动阻力和水头损失
1.流动阻力和水头损失的分类。
2.粘性流体的两种流态:层流和紊流。流态的判别。
3.沿程水头损失与切应力的关系。圆管过流断面上切应力分布。
4.圆管中的层流。过流断面上的流速分布。水头损失与平均流速的关系。沿程摩阻系数与雷诺数的关系。
5.紊流运动。紊流脉动与时均化。紊动附加切应力。混合长度理论。
6.紊流的沿程水头损失。尼古拉兹实验。当量粗糙。工业管道沿程摩阻系数的曲线图(穆迪图)。沿程水头损失的经验公式。
7.局部水头损失。圆管突然扩大的局部水头损失。局部水头损失系数。
8.边界层概念。边界层的分离。绕流阻力。
(七)孔口、管嘴出流和有压管流
1.孔口、管嘴出流的基本公式。
2.短管(虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等)的水力计算。水头线的绘制。
3.长管的水力计算:简单管路、串联管路、并联管路、沿程均匀泄流管路。
4.水击现象。水击波的传播过程。直接水击和间接水击。水击压强的计算。
5.离心泵的原理。工作性能曲线。管道特性曲线。运行工作点。
(八)明渠流动
1. 明渠均匀流。明渠均匀流的水力计算。水力最优断面。允许流速。
2.明渠流动状态。微波波速。缓流、急流、临界流。断面单位能量。临界水深。临界底坡。
3.水跃现象。水跃方程。共轭水深。水跃长度。水跃的能量消耗。水跃现象。
4.明渠非均匀渐变流微分方程。棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的定性分析。明渠渐变流水面曲线计算:逐段试算法。
(九)堰流
1.堰的形式:薄壁堰、实用堰、宽顶堰。
2.堰流的基本公式。流量系数及其影响因素。
(十)渗流
1.渗流现象。渗流模型。
2.达西定律。渗透系数。渗流对工程的影响。扬压力、管涌。
3.恒定渐变渗流的裘皮依公式。井的渗流计算。
(十一)可压缩气体动力学基础(选学)
1.可压缩气流运动的基本概念。压缩性。音速。马赫数。
2.一元气流的流动特性。
3.气流管道流动。
四、实验内容
实验包括演示实验和定量量测实验两类。量测实验应包括下列内容:
1.点压强测量;
2.点流速测量及流速分布图绘制;
3.流量系数测量;
4.阻力系数(沿程摩阻系数或局部水头损失系数)测量。
演示实验可选做流线、流动形态、能量转化、水面曲线等现象演示。
五、前修课程要求
1.高等数学
2.普通物理
3.理论力学
4.材料力学(基础部分)
4 水 文 学
一、课程性质与目的
本课程为土木工程专业的必修课,属于专业基础课程。它是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益的学科。主要介绍在水循环从降水到径流过程中,关于地面径流的形成、观测,以及对土木工程建筑物的影响。
本课程的教学目的,是使土木工程专业学生,了解自然界中水的运行变化与河川径流的关系,具有分析计算河渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设计知识。
二、课程基本要求
要求学生在学习本课程后,能了解河川和径流的一般知识和水文统计的基本概念;掌握利用流量观测资料,推算设计流量和设计水位的方法;掌握利用暴雨资料,推算设计流量的方法;熟练掌握过水建筑物孔径计算和冲刷计算的方法。
三、课程教学基本内容
(一)河流与径流
1.河流与流域、河流基本特征、径流的形成;
2.泥沙运动与河床演变、造床流量与河相的关系。
(二)水文统计的基本原理和方法
1.河川水文现象的特征和分析方法;
2.水文统计的基本概念;
3.经验累计频率曲线和理论频率曲线;
4.现行频率分析方法。
(三)设计流量的推算方法
1.利用流量观测资料推算设计流量;
2.缺乏流量观测资料时推算设计流量;
3.桥位断面设计流量、设计水位的推算方法;
4.利用暴雨资料推算设计流量。
(四)桥涵孔径设计
1.桥孔长度;
2.桥面标高;
3.小桥涵与渠道过水断面设计。
(五)桥下河床冲刷计算
1.桥下一般冲刷;
2.桥墩旁局部冲刷;
3.小桥涵进出口沟床加固。
四、试验内容
无
五、前修课程要求
水力学、概率论与数理统计
5 土 力 学
一、课程性质与目的
《土力学》是一门土木工程专业的必修课,属专业基础课,课时建议54学时。《土力学》所包含的知识既是土木工程专业学生必须掌握的专业知识,又是为后面的专业课程学习所必须的基础知识。
通过本课程的学习,使学生了解土的成因和分类方法,熟悉土的基本物理力学性质,掌握地基沉降、地基承载力、土压力计算方法和土坡稳定分析方法,掌握一般土工试验方法,达到能应用土力学的基本原理和方法解决实际工程中稳定、变形和渗流等问题的目的。
二、课程基本要求
(一)绪论
了解土力学的重要性及其发展概况,了解土力学的学科特点,熟悉课程的学习内容、要求和学习方法。
(二)土的物理性质及工程分类
1.了解土的成因和组成
2.掌握土的物理性质指标
3.熟练掌握无粘性土和粘性土的物理性质
4.了解土的结构性和击实性
5.掌握土的工程分类原则,土的类别与其工程特性的关系
(三)土的渗透性与渗流
1.掌握土的渗透规律、二维渗流及流网、渗透力与渗透破坏
2.掌握渗流量计算
(四)土的压缩性和固结理论
1.掌握土的压缩性和固结状态
2.掌握有效应力原理
3.掌握太沙基一维固结理论
(五)土中应力和地基沉降计算
1.掌握地基自重应力及附加应力的计算方法
2.熟悉不同变形阶段、应力历史的沉降计算方法
3.掌握地基最终沉降量计算方法
4.掌握地基沉降随时间变化规律
(六)土的抗剪强度
1.掌握莫尔-库伦抗剪强度理论和极限平衡理论
2.掌握抗剪强度指标的测定方法
3.掌握不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义及应用
4.熟悉抗剪强度的影响因素
5.了解应力路径的概念
(七)地基极限承载力
1.了解地基破坏模式
2.掌握地基极限承载力的计算方法
(八)土压力
1.掌握静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件
2.掌握朗肯和库伦土压力理论
3.了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算
(九)土坡稳定性分析
1.掌握无粘性土土坡的稳定性分析法
2.掌握粘性土土坡的圆弧稳定分析法,了解毕肖甫等其他常用分析方法
3.了解水对土坡稳定的作用
三、课程教学基本内容
(一)绪论
1.土力学的重要性及学科特点
2.土力学发展概况
3.土力学课程内容、要求和学习方法
(二)土的物理性质及工程分类
1.概述
2.土的成因和组成
3.土的物理性质和物理状态指标
4.无粘性土的物理性质
5.粘性土的物理性质
6.土的结构性
7.土的击实性
8.土的工程分类
习题
(三)土的渗透性与渗流
1.概述
2.土的渗透性及达西定律
3.渗透系数及测定方法
4.二维渗流、流网及其工程应用
5.渗透力与渗透破坏
习题
(四)土的压缩性和固结理论
1.概述
2.土的压缩特性
3.土的固结状态
4.有效应力原理
5.太沙基一维固结理论
习题
(五)土中应力和地基沉降计算
1.概述
2.地基中的自重应力
3.地基中的附加应力
4.常用沉降计算方法
5.地基沉降随时间变化规律的分析
习题
(六)土的抗剪强度
1.概述
2.土的抗剪强度理论和极限平衡条件
3.土的剪切试验
4.土的抗剪强度与抗剪强度指标及测定方法
5.抗剪强度的影响因素
习题
(七)地基极限承载力
1.概述
2.地基破坏模式
3.地基极限承载力
习题
(八)土压力
1.概述
2.静止土压力
3.朗肯土压力理论
4.库仑土压力理论
5.几种常见情况下土压力计算
习题
(九)土坡稳定分析
1.概述
2.无粘性土土坡稳定分析
3.粘性土土坡稳定分析
习题
四、试验内容
1.土的物理性质试验
2.击实试验
3.压缩试验
4.直剪试验
5.三轴试验(示范)
6.原位测试(简介)
五、前修课程要求
材料力学、工程地质学
6 工 程 地 质
一、课程的性质与目的
本课程是土木工程、港口与海岸工程、交通工程等专业的专业基础课程,属必修课程。
由于任何建筑工程都离不开地质环境,故作为土木工程专业的学生都必须掌握一些基本的工程地质知识,而《工程地质学》正是研究人类工程活动与地质环境之间相互关系的一门学科,因此本课程对于土木工程专业来讲是非常重要的一门专业基础课。
本课程的教学目的在于使学生了解工程建设中经常遇到的工程地质现象和问题,以及这些现象和问题对工程建筑设计、施工和营用过程中的影响,并能正确处理和合理利用自然地质条件,了解各种工程地质勘察的要求和方法,能够正确布置勘察任务、合理利用勘察成果解决设计和施工问题。
二、课程基本要求
1.掌握工程地质的基本理论及概念,了解各类地质现象和问题对建筑物和建筑场地的影响。
2.了解工程地质勘察的基本内容、方法和程序,熟悉各种原位测试方法的适用性,能根据具体的工程情况正确提出工程地质勘察任务和要求。
3.能够分析、应用工程地质勘察报告,了解各类工程地质参数的来源、作用和应用条件。能根据勘察成果,对工程地质问题进行分析,对不良地质现象采取正确处理措施,合理根据地质资料进行设计和施工。
三、课程教学基本内容
(一)绪言
介绍工程地质的概念、学习目的、本课程与其他课程之间的关系,同时介绍本课程的特点和学习方法,以及本学科的发展概况。
(二)岩土的成因类型及其工程地质特征
1.主要造岩矿物及其性质;
2.岩石的成因类型及其工程地质特征,主要介绍岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要工程地质特征及其鉴别方法;
3.第四纪地质层的各种成因类型(残积土、坡积土、洪积土、冲积土、海相沉积土、湖相沉积土及风积土)的特征及其对工程建筑物的影响。
4.特殊类土的成因类型及其工程地质特征
(三)地质构造及其与工程的关系
1.地质年代及其划分方法;
2.岩层的产状要素及其测定方法;
3.褶皱构造(含水平、单斜构造)及其与工程的关系;
4.断裂构造(节理、断层)及其与工程的关系;
5.地层的接触关系;
6.岩石与岩体的基本概念及其质量评价。
(四)地下水
1.本部分要求简要介绍地下水的基本概念和地下水的类型;
2.简要介绍地下水的物理化学性质;
3.重点讲授地下水对工程建设的影响及其处理措施。
(五)不良地质现象的工程地质问题
本部分主要介绍各种不良地质现象的基本概念,重点介绍风化作用、河流地质作用、泥石流、滑坡和崩塌、岩溶、土洞、地震效应等所带来的工程地质问题及其处理措施。
(六)工程地质勘察
1.工程地质勘察的目的、分级、工作程序、勘察阶段和内容;
2.工程地质勘察的方法,包括工程测绘与调查,坑探、钻探、物探等方法;
3.工程地质原位测试,主要介绍静力载荷、单桩垂直静载荷、静力触探、圆锥动力触探、标准贯人、十字板剪切、现场大型直剪、块体基础振动等原位测试方法的基本做法、适用条件及其资料的使用条件等内容;
4.工程地质勘察报告书和图件,介绍工程地质勘察报告的内容及图件的阅读和分析应用的方法。
四、实验内容
1.主要造岩矿物的鉴别;
2.常见三大类岩石的鉴别与比较;
3.地质构造的鉴别及其地质图的阅读;
4.工程地质勘察报告的编写与阅读。
五、前修课程要求
概率论与数理统计、材料力学、理论力学
六、说明
本课程需安排相应的工程地质实习,以巩固该课程知识的掌握。
7 土 木 工 程 概 论
一、课程性质与目的
《土木工程概论》是为新人学的学生讲授的一门必修课程,阐述土木工程的重要性和这一学科所含的大致内容,介绍国内外最新技术成就和信息,展望未来。因此,本课程是一门知识面较宽、启发性较强的专业基础课。
设置该课的目的是使学生一进校就了解土木工程的广阔领域,获得大量的信息及研究动向,从而产生强烈的求知欲,建立献身土木工程事业的信念,自觉地生动活泼地学习。
二、课程基本要求
1.了解土木工程在国民经济中的地位和作用;
2.了解土木工程的广阔领域与分类;
3.了解土木工程的材料、土木工程结构型式、荷载及其受力路线;
4.了解各类灾害及土木工程的抗灾;
5.了解土木工程建设与使用;
6.了解土木工程经济与管理;
7.了解土木工程最新技术成就及发展总趋势;
8.了解数学、力学与土木工程以及各学科之间的渗透关系;
9.较早养成自学、查找资料及思考问题的习惯,结合考核初步训练撰写小论文的能力。
三、课程教学内容
(一)综述
历史简述;土木工程的重要性;土木工程的建设与使用;各类灾害及土木工程中的抗灾;土木工程的现状和我国现阶段达到的水平,发展总趋势。
(二)土木工程材料
土木工程使用的各类材料及其应用概况,工程结构与材料发展的关系,材料工业的新发展及展望。
(三)土木工程种类
房屋建筑(包括房屋的组成、单层、多层、大跨、高层、古建筑、特种建筑等),展示房屋建筑最新技术成就及发展方向:各类特种结构的型式,桥梁工程(包括拱式桥、斜拉桥、悬索桥、立交桥等),展示当代桥梁最新技术成就及发展方向;公路、铁道、隧道工程、矿井工程、水利工程、给水与排水工程,相应的新发展及展望;基础与地下结构工程及其新发展。
(四)土木工程的基本结构形式与土木工程荷载
介绍梁、柱、拱、桁架等最基本的结构形式,受力路线,结构形式变化及新结构形式、展望;了解荷载、作用与效用的定义,荷载的种类,荷载组合的概念。
(五)土木工程事故、灾害及防治、结构的耐久性
1.事故的种类及其分析,工程结构常见事故,事故处理概述;
2.自然灾害与人为灾害,自然灾害中的工程损坏,抗震设防,减灾防灾新,成就及其发展趋势;
3.环境保护与土木工程,结构的耐久性,耐久性新进展。
(六)施工与管理
土木工程中主要的施工技术和工艺,施工组织设计;施工企业与项目管理,招标与投标,工程合同、索赔及信息管理;当代施工技术最新成就及管理现代化,相应的发展方向。
(七)工程与经济
1.基本建设在国民经济中地位和作用,建设项目可行性研究,项目总投资的组成与估算、概(预)算;投资控制、经济和社会评价;
2.国际工程承包的内容和特点,承包合同与索赔,国际承包对人才的要求,发展趋势。
3.土木工程建设监理制度,建设监理的范围和任务;
4.房地产业与物业管理。
(八)土木工程专业与未来
土木工程专业主干学科与主干课程;数学和力学与土木工程;计算机在土木工程中的应用;相关专业及其学科交叉渗透关系;知识、能力、素质的协调发展;土木工程未来。
四、说明
1.建议课堂教学为16—24学时,引导学生课外自学、查阅资料;
2.内容应随时吸收最新技术成就及信息,应充分利用现代教学手段,提高教学效果;
3.以“小论文”形式考核,一般不超过两千字,自定题目,严格要求,首堂课即要布置。
4.设1—2项制作,如规定条件下的桥或梁,三角形基本单元组成的结构等,(由学生自行评比)培养创新精神。
8 土 木 工 程 材 料
一、课程性质与目的
本课程是土木工程专业学生必修的专业基础课,它与公共基础课及专业紧密衔接,起着承上启下的作用。
本课程的教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质、用途、制备和使用方法以及检测和质量控制方法,并了解工程材料性质与材料结构的关系,以及性能改善的途径。通过本课程的学习,应能针对不同工程合理选用材料,并能与后续课程密切配合,了解材料与设计参数及施工措施选择的相互关系。
二、课程基本要求
(一)建筑材料的基本性质
1.了解建筑材料的基本组成、结构和构造,并了解材料结构和构造与材料基本性质的关系。
2.熟练掌握建筑材料的基本力学性质。
3.掌握建筑材料的基本物理性质。
4.掌握建筑材料耐久性的基本概念。
通过材料基本性质的学习,要求了解材料科学的一些基本概念,并掌握材料各项基本力学性质、物理性质、化学性质、耐久性质等材料性质的意义,以及它们之间的相互关系和在工程实践中的意义。
(二)建筑钢材
1.了解建筑钢材的微观结构及其与性质的关系。
2.熟练掌握建筑钢材的力学性能(包括强度、弹性及塑性变形,疲劳)的意义,测定方法及影响因素。
3.熟悉建筑钢材的强化机理及强化方法。
4.掌握土木工程中常用建筑钢材的分类及其选用原则。
(三)无机胶凝材料
1.气硬性胶凝材料
(1)掌握石膏、石灰、水玻璃等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点。
(2)熟悉石膏、石灰、水玻璃的主要用途。
2.水泥
(1)硅酸盐水泥,掺混合材硅酸水泥:熟悉矿物组成,了解硬化机理,熟练掌握性质、检测方法及选用原则。
(2)了解其他水泥品种及其性质和使用特点。
(四)水泥混凝土与沙浆
1.水泥混凝土
(1)掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用(包括砂、石、水泥、水、掺和分解及外加剂)熟练掌握各种组成材料各项性质的要求,测定方法及对混凝土性能的影响。
(2)熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。
(3)熟练掌握硬化混凝土的力学性质,变形性质和耐久性质及其影响因素。
(4)熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。
(5)了解混凝土技术的新进展及其发展趋势。
2.砂浆
(1)掌握砌筑砂浆的性质、组成、检测方法及其配比设计方法。
(2)熟悉抹面砂浆的主要品种性能要求及其配制方法。
(五)砌体材料
1.掌握砌体墙砖(包括各种烧结砖及蒸养砖)的性质和应用特点。
2.掌握各种砌块(包括混凝土及加气混凝土砌块)。
(六)沥青及沥青混合料
1.掌握沥青材料的基本组成,工程性质及测定方法,了解沥青的改性及主要沥青制品及其用途。
2.掌握沥青混合料设计(包括矿质材料的设计)与配制方法,及其在工程中的使用要点。
(七)合成高分子材料
1.熟悉合成高分子材料的性能特点及主要高分子材料的品种。
2.熟悉土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用(包括塑料及其型材、涂料、粘结剂等)。
(八)建筑功能材料
1.掌握防水及堵水材料的主要类型及性能特点。
2.了解隔热材料的主要类型及性能特点。
3.了解吸声材料的主要类型及性能特点。
4.了解装饰材料的主要类型及性能特点。
5.了解其他功能材料的新进展。
三、课程教学基本内容
绪论:建筑材料的范畴与分类。
土木工程与材料的关系。
9 建筑材料的学习方法与要求。
(一)材料的基本性质
1.材料组成、结构与构造。
2.材料物理性质。
3.材料力学性质。
4.材料的耐久性质。
5.材料的性质与材料结构的关系,以及材料性质之间的相互关系(部分内容可作为课外阅读和自学)。
(二)建筑钢材
1.钢材的化学组成与晶体结构,及其与性质的关系。
2.钢材的主要力学性能。
3. 钢材的强化机理与强化方法。
4.土木工程中常用钢材的分类、性质与选用。
5.建筑钢材的锈蚀与保护。
(三)无机胶凝材料
1.气硬性胶凝材料
(1)石膏的制备、胶凝机理、性质及用途,主要石膏制品及功能。
(2)石灰的制备、胶凝机理、性质及用途。
(3)水玻璃的制备、胶凝机理、性质及用途。
2.水泥
(1)硅酸盐水泥的基本组成与生产原理。
(2)硅酸盐水泥的硬化机理。
(3)硅酸盐水泥的技术要求及其性能特点。
(4)掺混合材硅酸盐水泥的组成及性能特点。
(5)其他水泥品种的组成及性能特点(包括铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、道路水泥及其他特殊性能的水泥,自学)。
(6)常用水泥的选用原则。
(四)混凝土与沙浆
1.混凝土
(1)普通混凝土的组成材料(包括砂石材料,掺和料及外加剂)。
(2)混凝土拌和物的性质及其影响因素和控制方法。
(3)硬化混凝土的性质(包括力学性质、变形性质、耐久性质及其影响因素)。
(4)普通混凝土的配合设计。
(5)混凝土技术的新进展及发展趋势(包括各类特种混凝土高性能混凝土与混凝土绿色化的意义与措施)。
2.砂浆
(1)砌筑砂浆的分类、性质及测试方法。
(2)砌筑砂浆的配比设计及质量控制。
(3)抹面砂浆的分类、性质与使用。
(五)砌体材料
1.砌墙砖
(1)烧结砖的性质和应用特点。
(2)蒸养砖的性质和应用特点。
2.砌块
(1)混凝土空心砌块的性质与应用。
(2)加气混凝土砌块的性质与应用。
3.砌筑用石材
(1)石材的分类。
(2)石材的力学性质及测试方法。
(六)沥青和沥青混合料
1.沥青材料
(1)沥青的基本组成与分类。
(2)沥青的主要性质与测定方法。
(3)改性沥青及主要沥青制品与用途。
2.沥青混合料
(1)沥青混合料的组成及分类。
(2)沥青混合料的性质及其测试方法。
(3)矿质混合料的级配设计。
(4)沥青混合料的配合比设计。
(七)合成高分子材料
1.合成高分子材料的分子特征及性能特点。
2.土木工程中的高分子材料。
(1)建筑塑料的基本组成,分类及主要性能指标。
(2)塑料型材及管材。
(3)粘合剂的基本组成、性能及应用。
(八)木材(自学)
1.木材的构造与分类
2.木材的力学及物理性能
3.木材的防腐和防火处理
(九)建筑功能材料
1.防水及堵水材料
(1)防水材料的分类与组成。
(2)各类防水材料的性能特点与选用要领。
(3)堵水材料的主要类型。
2.绝热材料
(1)绝热材料的性能要求。
(2)绝热材料的构造特点及分类。
(3)绝热材料的使用要点。
3.吸声材料
(1)吸声材料的性能要求。
(2)吸声材料的构造特点及分类。
(3)吸声材料的使用要点。
4.装饰材料
(1)装饰材料的基本要求。
(2)常用装饰材料的分类与适用范围。
5.功能材料的新发展
四、实验内容
1.实验内容由学生根据课堂教学内容及实验室条件,在教师的指导下自主选择。
2.实验内容应具有综合性(包括实验目的、测试数据、实验结论、问题讨论等)。
实验举例:
1)设计某工程所需混凝土的配合比(可包括原材料性能测试、配比设计、配比实验验证与调整等)。
2)实验某种混凝土外加剂或掺和料对混凝土性能的影响(可包括外加剂或掺和料的一般性能测试及掺人混凝土后,混凝土拌和物及硬化混凝土性能的测试比较)。
3)某道路工程沥青混合料的设计(可包括沥青及集料性能的测试、混凝土设计、拌和物各项性能测试及调整。)
10 画 法 几 何
一、课程性质与目的
本课程是土建类专业的一门必修的基础课。它研究解决空间几何问题以及绘制和阅读工程图样的理论和方法。由于生产和科学研究对计算机图形技术提出了日益迫切的多方面的要求,本课程在适应这一新形势方面更加成为重要的基础。
本课程的主要目的是:
1.学习投影法(主要是正投影法)的基本理论及其应用。
2.培养对三维形状与相关位置的空间逻辑和形象思维能力。
3.培养空间几何问题的图解能力。
此外,在教学过程中,培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力、创造能力。培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
二、课程基本要求
(一)绪论
明确本课程的地位、性质、任务、发展方向和学习方法。
(二)投影的基本知识
建立中心投影和平行投影(正投影和斜投影)的明确概念。
(三)点、直线和平面的投影
掌握点、直线和平面在第一角中各种位置的投影特性和作图方法,掌握直线倾角和线段长度的求法。
(四)点、直线、平面的相对位置
1.掌握中,b上点的投影特性,及在平面上作点、作直线的方法。
2.掌握两平行、相交、交叉直线以及一边平行于投影面的直角的投影特性。
3.掌握直线与平面及两平面之间的平行、相交及垂直的投影特性和作图方法。
(五)投影变换
掌握换面法和旋转法(绕垂直轴一次旋转)及其应用(如求实形、距离、夹角)。
(六)曲线和曲面.
掌握常用曲线(如圆、圆柱螺旋线)和曲面(如柱面、锥面、回转面、翘平面)的投影特性及其画法。
(七)立体的投影
1.掌握平面立体和曲面立体的投影特性和作图方法,及在表面上作点、作线的方法。
2.能分析平面立体与立体的截交线的性质,掌握平面与平面立体和曲面立体的截交线的作图方法(截平面以特殊位置为主)。
3.掌握作线与立体的贯穿点的作图方法。
4.掌握两平面立体、平面立体与曲面立体以及两曲面立体的相贯线的画法(前两种立体相交时,其中至少有一个立体的表面投影具有积聚性;两曲面立体相交时,其中至少有一个立体的轴线垂直于投影面)。
(八)轴测投影
1.了解轴测投影的基本知识,掌握正等测和斜二测的画法。
2.了解轴测投影的选择。
三、课程教学基本内容
(一)绪论
(二)投影的基本知识
中心投影和平行投影(正投影和斜投影)
(三)点、直线和平面的投影
1.点、直线和平面在第一角、第三角中各种位置的投影和作图
2.直线倾角
3.线段长度
(四)点、直线、平面的相对位置
1.直线上点的投影,平面上作点、作直线
2.两平行、相交、交叉直线以及一边平行于投影面的直角的投影
3.直线与平面及两平面之间的平行、相交及垂直的投影和作图
(五)投影变换
1.换面法
2.绕垂直轴旋转法
3.绕水平轴旋转法
(六)曲线和曲面
1.常用曲线(如圆、圆柱螺旋线)的投影及其画法。
2.曲面(如柱面、锥面、回转面、翘平面、二次曲面)的投影及其画法
(七)立体的投影
1.平面立体和曲面立体的投影和作图,及在表面上作点、作线
2.立体表面的展开
3.平面立体与立体的截交线的性质
4.特殊位置平面与平面立体和曲面立体的截交线的作图(截平面为一般位置)
5.一般位置平面与平面立体和曲面立体的截交线的作图
6.直线与立体的贯穿点的作图
7.两平面立体、平面立体与曲面立体以及两曲面立体的相贯线的作图(前两种立体相交时,其中至少有一个立体的表面投影其有积聚性;两曲面立体相交时,其中至少有一个立体的轴线垂直于投影面)
(八)轴测投影
1.轴测投影的基本知识
2.正等测和斜二测的画法
3.正面斜轴测和水平斜轴测的画法
4.轴测投影的选择
*(九)投影图中的阴影
1.点、线、平面的影子
2.立体的阴影
*(十)透视投影
1.透视的特性
2.透视的作法
*(十一)标高投影
1.点的标高投影
2.直线、平面、平面立体的标高投影
3.曲线、曲面、曲面立体的标高投影
四、实验内容
无。
五、前修课程要求
立体几何。
六、说明
1.本课程是一门实践性较强的课程,在教学中应精选内容,打好基础,加强实践,培养能力。学生要完成一定数量的作业。
2.本课程课内为30—40学时,课内外学时比为1:1.5—1:2。
3.本课程宜进行考试。
4.为适应专业需要,适当扩大知识面,可选学带*的内容,学时另加。
12 工程制图与计算机绘图
一、课程性质与目的
本课程是工科类专业的一门必修的技术基础课。它研究绘制和阅读工程图样的理论和方法以及应用计算机进行图形处理的技术。使学生掌握图形生成的基本知识和算法,培养编写绘图程序的能力,提高计算机操作水平,为今后从事计算机图形学的研究和计算机辅助设计工作打下基础。由于生产和科学研究对计算机图形技术提出了日益迫切的多方面的要求,本课程在适应这一新形势方面更加成为重要的基础。
二、课程基本要求
(一)制图基础
培养用仪器和徒手绘图的能力,以及绘制与阅读投影图的能力。
1.制图的基本知识和基本技能
(1)能正确使用绘图工具和仪器,掌握常用的几何作图方法,做到作图准确、图线分明、字体工整、图面整洁。
(2)掌握平面图形的尺寸分析和标注方法。
(3)掌握有关制图标准的基本规定。
(4)初步训练徒手作草图的技巧。
2.投影制图
(1)掌握组合体投影图的画法、读法和尺寸注法。
(2)掌握各种视图、剖面图、断面图的画法,以及常用的简化画法和规定画法,做到投影正确,视图选择恰当,尺寸齐全、清晰。
(3)了解第三角投影法。
(二)土建图
培养绘制和阅读有关专业图的初步能力。
1.了解土建图(如房屋、水工建筑、桥梁、隧道等图样)的内容和图示特点(如视图名称和配置、比例、图线、尺寸标注、图例、习惯画法、规定画法以及专业制图标注中的其他有关规定等)。
2.初步掌握绘制和阅读专业图样的方法。
(三)计算机绘图
1.了解计算机绘图的发展和研究对象,及其在国民经济建设中的作用。
2.掌握常用的图形处理的数学方法。
3.培养利用计算机生成图形的初步能力。
4.培养应用程序设计语言编写绘图程序的能力。
5.掌握一些图形处理的基本技术。
三、课程教学基本内容
(一)概论
(二)制图基础
1.制图的基本知识和技能
2.工程形体的表达方法
(三)土建图
1.房屋工程图
*2.桥梁工程图
*3.隧道工程图
*4.水利工程图
*5.机械工程图
(四)计算机绘图
1.计算机绘图的数学基础
2.平面图形的程序设计
3.二维、三维图形变换
*4.曲线与曲面的生成
*5.裁剪、剖面线
*6.常用的数据结构
*7.三维造型
8.工程图的程序设计
9.交互式计算机绘图
四、实验内容
本课程是一门实践性较强的课程,一般需要安排上机实习,上机与课内学时之比为1:1。
五、前修课程要求
画法几何、计算机编程语言(FORTRAN、C或BASIC)。
六、说明
1.本课程是一门实践性较强的课程,在教学中应精选内容,打好基础,加强实践,培养能力。学生要完成一定数量的作业。
2.本课程课内为50~70学时,课内外学时比为1:1.5—1:2。
3.为适应专业需要,适当扩大知识面,可选学带*的内容,学时另加。
14 测量学
一、课程性质与目的
《测量学》是土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性强,理论和实践相结合的课程。它是解决学生在各类土木工程建设中需掌握的测量基本理论,基本方法和基本技能,培养学生动手、实践和创新能力,为学生从事土木工程勘测、设计、施工、管理奠定基础。
二、课程基本要求
(一)仪器设备
1.熟练掌握水准仪、经纬仪、罗盘仪、钢尺等常用测量仪器和工具的使用;
2.熟悉测距仪、全站仪、陀螺经纬仪等仪器性能和使用;
3.了解GPS主要接收设备
(二)基本理论
1.熟练掌握测量基本原理、基本测量方法、数据处理;
2.掌握测量误差理论的基本知识,并能运用于误差分析;
3.熟悉测量基本理论和技能在工程勘测、施工中的应用。
(三)其他
1.了解本学科新技术、新仪器的发展
2.了解航测、地籍测量等基本原理和方法
三、课程教学基本内容
(一)绪论
(二)基本的测量工作
1.测量学的基本知识
2.水准测量
3.角度测量
4.距离测量
5.直线定向
6.测量误差基本知识
(三)地形测量
1.平面控制测量
2.高程控制测量
3.地形图基本知识
4.地形图的测绘和应用
(四)工程测量
1.测设的基本工作
2.线路测量
3.桥梁测量
4.隧道测量
5.房屋建筑测量
6.地籍测量
7.建筑物的变形观测
四、实验内容
(一)水准仪的认识和使用
(二)水准测量
(三)水准仪的检校
(四)经纬仪的认识和使用
(五)测回法测水平角
(六)方向观测法测水平角
(七)竖直角测量
(八)钢尺量距与罗盘仪使用
(九)测距仪(全站仪)认识和使用
(十)地形测量
(十一)工程放样(在线路、桥、隧、房建等任选其一)
(十二)电子平板测图及GPS定位(录像、仿真、演示)
五、前修课程要求
15 高等数学、概率与数理统计
荷载与结构设计方法
一、课程性质与目的
本课程属于专业基础课,是土木工程专业的重要结构工程教学内容,为必修课。
本课程的教学目的是让学生了解工程结构可能承受的各种荷载,以及工程结构设计的可靠度背景。
二、课程基本要求
通过本课程的学习,学生应掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载,这些荷载产生的背景,以及各种荷载的计算方法;并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法。
三、课程教学基本内容
(一)荷载类型
1.荷载与作用
2.作用的分类
(二)重力
1.结构自重
2.土的自重力
3.雪荷载
(1)基本雪压
(2)屋面雪压
4.车辆重力
5.屋面活荷载
(三)侧压力
1.土的侧向压力
(1)基本概念及土压力分类
(2)基本原理
(3)土压力的计算
2.水压力及流水压力
3.波浪荷载
(1)波浪的分类
(2)波浪荷载的计算
4.冻胀力
(1)冻土的概念、性质及与结构物的关系
(2)土的冻胀原理
(3)冻胀力的分类及其计算
5.冰压力
(1)冰压力概念及分类
(2)冰压力的计算
(四)风载
1.风的有关知识
(1)风的形成
(2)两类性质的大风
(3)我国风气候总况
(4)风级
2.风压
(1)风压与风速的关系
(2)基本风压
(3)非标准条件下的风速或风压计算
3.结构抗风计算的几个重要概念
(1)结构的风力与风效应
(2)顺风向平均风与脉动风
(3)横风向风振
4.顺风向结构风效应
(1)顺风向平均风效应
(2)顺风向脉动风效应
(3)顺风向总风效应
5.横风向结构风效应
(1)流经任意截面体的风力
(2)结构横风向风力
(3)结构横风向风效应
(4)结构总风效应
(5)结构横风向驰振(galloping)
(五)地震作用
1.地震基本知识
(1)地震的类型与成因
(2)地震分布
(3)震级与烈度
(4)地震波与地面运动
2.单质点体系地震作用
(1)单质点体系地震反应
(2)地震作用与地震反应谱
(3)设计反应谱
3.多质点体系地震作用
(1)多质点体系地震反应
(2)震型分解反应谱法
(3)底部剪力法
(六)其他作用
1.温度作用
(1)基本概念及温度作用原理
(2)温度应力的计算
2.变形作用
3.爆炸作用
(1)爆炸概念
(2)爆炸荷载的计算
4.浮力作用
5.制动力
(1)汽车制动力
(2)吊车制动力
6.离心力
7.预加力
(七)荷载的统计分析
1.荷载的概率模型
(1)平稳二项随机过程模型
(2)统计参数分析
2.荷载的各种代表值
(1)标准值
(2)准永久值
(3)荷载组合值
3.荷载效应及荷载效应组合
(1)荷载效应
(2)荷载效应组合
(八)结构抗力的统计分析
1.影响结构抗力的不定性
2.结构构件材料性能的不定性
3.结构构件几何参数的不定性
4.结构构件计算模式的不定性
5.结构构件抗力的统计特征
(1)结构构件抗力的统计参数
(2)结构构件抗力的分布类型
(九)结构可靠度分析
1.结构可靠度基本概念
(1)结构的功能要求
(2)结构的功能函数
(3)结构极限状态
(4)结构可靠度
(5)可靠指标
2.结构可靠度分析的实用方法
(1)中心点法
(2)验算点法
3.相关随机向量的结构可靠度计算
4.结构体系的可靠度
(1)基本概念
(2)结构体系可靠度的上下界
(十)结构概率可靠度设计法
1.结构设计的目标
(1)设计要求
(2)目标可靠度
2.结构概率可靠度的直接设计法
3.结构概率可靠度设计的实用表达式
(1)单一系数设计表达式
(2)分项系数设计表达式
(3)规范设计表达式
四、实验内容
无
五、前修课程要求
结构力学、结构动力学、概率与统计。
16混凝土结构设计原理 (上)
一、课程性质与目的
本课程属土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规范、规程等有关的专业基础课。
通过本课程的学习,使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识,为在校继续学习《混凝土结构设计》专业课以及毕业后在混凝土结构学科领域继续学习提供坚实的基础。
二、课程基本要求
(一)绪论
1.掌握混凝土结构的一般概念及特点。
2.了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况。
3.了解本课程的主要内容、要求和学习方法。
(二)混凝土结构材料的物理、力学性能
1.钢筋
(1)熟悉钢筋的品种和级别。
(2)掌握钢筋的应力一应变全曲线特性及其数学模型。
(3)了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能以及混凝土结构对钢筋性能的要求。
2.混凝土
(1)熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。
(2)掌握单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型。
(3)熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。
(4)了解重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念。
(5)熟悉混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。
(6)了解高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能。
3.钢筋与混凝土的粘结性能
(1)掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等概念。
(2)掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。
(三)按概率理论的极限状态设计法
1.掌握工程结构极限状态的基本概念,包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态等。
2.了解结构可靠度的基本原理。
3.熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用。
(四)受弯构件正截面受弯承载力计算
1.熟练掌握适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念,包括截面上应力与应变的分布、破坏形态、纵向受拉钢筋配筋百分率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的应用等。
2.掌握混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算中的应用。
3.熟练掌握单筋、双筋矩形与T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法,配置纵向受拉钢筋的主要构造要求。
(五)受弯构件斜截面承载力的计算
1.熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。
2.掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。
3.熟练掌握矩形、T形和I字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。
4.掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。
(六)受压构件承载力计算
1.掌握轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构造要求;了解螺旋箍筋柱的原理与应用。
2.熟练掌握偏心受压构件正截面两种破坏形态的特征及其正截面上应力的计算简图。
3.掌握偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式的原理。
4.熟练掌握对称配筋矩形与I字形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及纵向钢筋与箍筋的主要构造要求。
5.掌握Nu—Mu相关曲线的概念及其应用。
6.熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算。
(七)受拉构件承载力计算
1.掌握轴心受拉构件的受力全过程、破坏形态、正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求。
2.掌握偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求。
3.熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。
(八)受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算
1.掌握矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计算模型、受扭承戴力的计算方法、限制条件及配筋构造。
2.掌握弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。
(九)钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性
1.掌握钢筋混凝土构件在第Ⅱ工作阶段中的基本品性,包括截面上与截面间的应力分布、裂缝开展的原理与过程、截面曲率的变化等以及影响这些品性的主要因素。
2.掌握裂缝宽度、截面受弯刚度的定义与计算原理以及裂缝宽度与构件挠度的验算方法。
3.熟悉截面延性的定义及受弯构件、偏心受压构件截面延性的计算原理。
4.熟悉混凝土结构耐久性的意义、主要影响因素、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀以及耐久性设计的一般概念。
(十)预应力混凝土结构
1.熟练掌握预应力混凝土结构的基本概念、各项预应力损失值的意义和计算方法、预应力损失值的组合。
2.熟练掌握预应力轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求。
3.掌握预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求。
4.了解部分预应力混凝土构件及无粘结预应力混凝土构件的设计计算要点。
(十一)混凝土结构按我国《公路桥规》的设计原理
1.熟悉半概率法在混凝土公路桥结构设计中的应用。
2.掌握轴心受拉构件、轴心受压构件正截面强度按《公路桥规》的计算方法及主要构造要求。
3.熟练掌握受弯构件、偏心受压构件正截面强度按《公路桥规》的计算方法及主要构造要求。
4.熟练掌握矩形、T形、I字形等截面受弯构件斜截面受剪强度按《公路桥规》的计算方法、限制条件及配筋的主要构造要求。
5.熟悉钢筋混凝土构件的应力、裂缝与变形按《公路桥规》的验算方法。
6.掌握预应力混凝土轴心受拉构件与受弯构件按《公路桥规》的截面设计方法及主要构造要求。
17 混凝土结构设计原理 (中)
三、课程教学基本内容
(一)绪论
1.混凝土结构的一般概念
(1)分类
(2)配筋的作用与要求
(3)主要优、缺点
2.混凝土结构的发展与应用概况
(1)发展概况
(2)在土木工程中的应用概况
(3)展望
3.学习本课程要注意的问题
(二)混凝土结构材料的物理、力学性能
1.钢筋
(1)钢筋的品种和级别
(2)钢筋的强度与变形
(3)钢筋应力一应变关系的数学模型
(4)冷加工钢筋的性能
(5)钢筋的疲劳性能
(6)混凝土结构对钢筋的要求
2.混凝土
(1)混凝土的基本强度指标(fcu、fc、ft)、单轴向受压时的应力一应变关系、轴向受压时的变形模量、轴向受拉时的应力一应变关系
(2)复合应力状态下混凝土的强度与变形(简述)
(3)混凝土的疲劳性能
(4)混凝土的徐变
(5)混凝土的收缩与膨胀
(6)高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介
3.混凝土与钢筋的粘结
(1)粘结的定义与重要性
(2)粘结力的组成
(3)保证可靠粘结的构造措施
(三)按概率理论的极限状态设计法
1.极限状态
(1)结构上的作用与荷载效应
(2)结构的抗力
(3)结构的功能要求
(4)设计基准期
(5)极限状态的概念与分类
(6)极限状态方程
2.按近似概率的极限状态设计法
(1)结构的可靠度
(2)可靠指标与失效概率
(3)目标可靠指标
3.实用设计表达式
(1)承载能力极限状态设计表达式
(2)正常使用极限状态设计表达式
(四)受弯构件正截面受弯承载力的计算
1.梁、板的一般构造
(1)梁、板的截面型式与尺寸
(2)混凝土强度等级的选择
(3)钢筋强度等级及常用直径
(4)混凝土最小保护层厚度
(5)纵向钢筋在梁截面内的布置
(6)纵向受拉钢筋的配筋百分率
2.梁的正截面受弯承载力试验结果
(1)适筋梁正截面受弯的三个受力阶段
(2)纵向受拉钢筋配筋百分率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响
3.正截面承载力计算的基本假定及其应用
(1)正截面承载力计算的基本假定
(2)受压区混凝土应力的计算图形
(3)界限相对受压区高度
4.单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算
(1)基本计算公式
(2)基本计算公式的两个适用条件及其意义
(3)计算系数及其应用
(4)正截面受弯承载力计算的两类问题
5.双筋矩形截面梁的正截面受弯承载力计算
(1)双筋矩形截面的形成及纵向受压钢筋的强度设计值
(2)双筋矩形截面受弯承载力的基本计算公式
(3)双筋矩形截面梁正截面受弯承载力的截面设计方法
6.T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算
(1)T形截面的定义及翼缘计算宽度的取值
(2)T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算
(五)受弯构件斜截面承载力的计算
1.受弯构件斜截面承载力的一般概念
(1)斜裂缝的出现和开展
(2)斜截面受剪承载力与斜截面受弯承载力
(3)箍筋、配箍率及弯起钢筋
2.剪跨比及梁沿斜截面受剪的破坏形态
(1)剪跨比的概念
(2)斜截面的三种主要破坏形态
(3)保证斜截面受剪承载力的方法
3.斜截面受剪破坏的机理及主要影响因素
(1)斜截面受剪破坏的机理
(2)影响斜截面受剪承载力的主要因素
4.斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围
(1)基本假定
(2)受压区混凝土承受的剪力
(3)箍筋与弯起钢筋承受的剪力
(4)斜截面受剪承载力的计算公式
(5)计算公式的适用范围
(6)连续梁斜截面受剪的性能与承载力计算
5.斜截面受剪承载力计算的方法和步骤
(1)计算截面的位置
(2)截面设计与截面复核两类问题的计算方法和步骤
6.保证斜截面受弯承载力的构造措施
(1)抵抗弯矩图的概念及绘制方法
(2)保证斜截面受弯承载力的构造措施
7.梁内钢筋的构造要求
(1)纵向钢筋的弯起、截断、锚固的构造要求
(2)箍筋的构造要求
(3)架立筋及纵向构造钢筋
18 混凝土结构设计原理 (下)
(六)受压构件的承载力计算
1.受压构件的一般构造
(1)截面型式与尺寸
(2)材料的强度等级
(3)纵向钢筋的构造要求
(4)箍筋的构造要求
2.轴心受压构件正截面受压承载力计算
(1)轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算
(2)轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算
3.偏心受压构件正截面的受力过程与破坏形态
(1)偏心受压构件正截面的受力过程
(2)偏心受压构件正截面的两种破坏形态
4.偏心受压构件的纵向弯曲影响
5.偏心受压构件正截面承载力的一般计算公式
(1)大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图
(2)附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数
(3)偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件
6.不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算
7.对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算
8.对称配筋I形截面偏心受压构件正截面承载力的计算
9.正截面承载力Nu-Mu相关曲线及其应用
10.双向偏心受压构件正截面承载力的计算
11.偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算
(七)受拉构件承载力的计算
1.轴心受拉构件正截面承载力的计算
2.偏心受拉构件正截面承载力的计算
(1)大偏心受拉构件正截面承载力的计算
(2)小偏心受拉构件正截面承载力的计算
3.偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算
(八)受扭构件扭曲截面的受扭承载力计算
1.纯扭构件的试验研究
2.矩形截面纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算
(1)开裂扭矩的计算
(2)受扭承载力的计算
(3)配筋计算方法
3.弯剪扭构件的承载力计算
(1)试验研究与计算模型
(2)配筋计算方法、步骤
4.受扭构件的配筋构造要求
(1)箍筋的构造要求
(2)纵向钢筋的构造要求
(九)钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性
1.钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
(1)截面受弯刚度的概念及我国《规范》给出的定义
(2)纵向受拉钢筋应变不均匀系数
(3)截面受弯刚度的计算公式
(4)影响截面受弯刚度的主要因素
(5)最小刚度原则与挠度验算
2.钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
(1)垂直裂缝的出现、分布与开展
(2)平均裂缝间距
(3)平均裂缝宽度
(4)最大裂缝宽度及其验算
3.钢筋混凝土构件的截面延性
(1)延性的概念与意义
(2)受弯构件的截面曲率延性系数
(3)偏心受压构件截面曲率延性的分析
4.混凝土结构的耐久性
(1)耐久性的概念与主要影响因素
(2)混凝土的碳化
(3)钢筋的锈蚀
(4)耐久性设计
(十)预应力混凝土构件
1.预应力混凝土的基本概念
(1)预应力混凝土的原理
(2)预应力混凝土的分类
(3)张拉预应筋的方法
(4)预应力混凝土的材料
(5)锚、夹具与预应力设备概述
(6)先张法预应力锚固长度
2.张拉控制应力与预应力损失
(1)张拉控制应力
(2)各种预应力损失值
(3)预应力损失值的组合
3.后张法构件端部锚固区的局部承压验算
4.预应力混凝土轴心受拉构件的计算
(1)先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析
(2)后张法轴心受拉构件各阶段的应力分析
(3)轴心受拉构件的承载力计算与抗裂度验算
(4)轴心受拉构件施工阶段的验算
5.预应力混凝土受弯构件的计算
(1)正截面受弯承载力计算
(2)正截面受弯抗裂度与裂缝宽度验算
(3)斜截面受剪承载力计算
(4)斜截面抗裂度验算
(5)挠度与反拱验算
(6)施工阶段的验算
6.部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土结构简述
7.预应力混凝土构件的构造要求
(1)一般要求
(2)先张法构件的构造要求
(3)后张法构件的构造要求
(十一)混凝土结构按我国《公路桥规》的设计原理
1.半概率极限状态设计法及其在《公路桥规》中的应用
(1)半概率法的概念。
(2)极限状态表达式
(3)材料的强度设计值
(4)荷载效应组合
2.《公路桥规》中的主要术语与符号
3.受弯构件正截面与斜截面强度的计算
(1)正截面受弯强度的计算
(2)斜截面受剪强度的计算
4.受压构件正截面强度计算
(1)轴心受压构件正截面强度计算
(2)不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面强度计算
5.受拉构件、正截面强度的计算
(1)轴心受拉构件正截面强度计算
(2)偏心受拉构件正截面强度计算
6.钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝与变形验算
(1)施工阶段的应力验算
(2)受弯构件的裂缝宽度验算
(3)受弯构件的挠度验算
7.预应力混凝土受弯构件的设计与计算
(1)概述
(2)预加力的计算与预应力损失值的估算
(3)预应力混凝土受弯构件的应力计算
(4)预应力混凝土受弯构件的强度计算
(5)端部锚固区计算
(6)变形验算
(7)预应力混凝土简支梁设计
四、实验内容
(一)矩形截面适筋梁的正截面承载力试验
(二)集中荷载下矩形截面简支梁的斜截面受剪承载力试验
(三)矩形截面偏心受压短柱的正截面承载力试验
五、前修课程要求
前修课程有:高等数学、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、结构力学中的静定部分、土木工程材料等。
砌 体 结 构
一、课程性质与目的
《砌体结构》课程为土木工程专业的一门必修专业课。本课程的教学目的是使学生掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论和砌体结构的有关知识。
二、课程基本要求
了解砌体结构的历史、优缺点及今后的发展方向。
(二)砌体材料及砌体的力学性质
1. 熟悉块材的种类、砂浆的性质和砌体的特点,并掌握其选用原则;
2.掌握影响砌体抗压强度的主要因素及砌体抗压强度的确定方法;
3.了解砌体在拉、弯、剪状态下的破坏特征及其强度测定;
4.熟悉砌体结构的弹性模量、泊松比、剪切模量等变形性能;
5.了解砌体复合受力性能。
(三)砌体结构构件计算原理
1.熟悉概率极限状态设计方法的概念;
2.掌握砌体结构构件承载力极限状态设计方法。
(四)无筋砌体的构件承载力计算
1.掌握影响无筋砌体受压构件承载力的主要因素;
2.熟悉砌体受压构件承载力计算公式的建立,并熟悉掌握公式的应用;
3.掌握砌体局部受压破坏的类型,熟悉公式的建立,并熟悉掌握公式的应
4.掌握砌体轴心受拉、受弯、受剪构件的计算方法。
(五)配筋砌体构件
1.了解网状配筋砌体的受力特点、计算方法和构造要求;
2.了解组合砌体的受力特点、计算方法和构造要求;
(六)混合结构房屋墙体及基础设计
1.熟悉混合结构房屋承重体系的类型、特点及使用范围;
2.了解混合结构房屋空间工作性质,掌握房屋静力计算方案划分的依据;
3.熟悉掌握墙、柱高厚比的计算方法;
4.熟练掌握各种静力计算方案单层混合结构房屋的墙体设计;
5.熟练掌握刚性方案多层混合结构房屋墙体的设计;
6.熟悉弹性及刚性方案多层混合结构房屋墙体的设计;
7.熟悉掌握构造要求及防止墙体开裂的措施。
(七)过梁、墙梁、挑梁、筒拱
1.熟悉过梁、墙梁、挑梁的受力特点,掌握其计算方法和构造要求;
2.了解筒拱的受力特点、计算方法和构造要求。
(八)砌体拱桥、墩台、涵洞的设计
1.熟悉砌体拱桥、墩台、涵洞的受力特点;
2.掌握砌体拱桥、墩台、涵洞的计算方法和构造要求。
(九)砌体挡土墙设计
1.熟悉砌体挡土墙的受力特点;
2.掌握砌体挡土墙的计算方法和构造要求。
(十)砌体结构的抗震性能及抗震验算
1.熟悉砌体结构的抗震性能;
2.掌握砌体结构的抗震验算。
三、课程教学基本内容
(一)砌体结构在国内外的应用,砌体结构的优、缺点及砌体结构今后发展的前景。
(二)砌体材料类型、选择原则、及砌体的物理力学性能
1.块材、砂浆的类型及选择原则;
2.砌体类型及选择原则;
3.砌体的抗压强度;
4.砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度;
5.砌体的变形性能;
6.砌体的复合受力性能。
(三)砌体结构的计算原理
1.砌体结构构件计算方法的发展过程;
2.概率极限状态设计方法;
3.结构构件极限状态设计表达式。
(四)无筋砌体构件的承载力计算
1.受压构件承载力计算;
2.局部受压构件承载力计算;
3.轴心受拉、受弯、受剪构件的计算。
(五)配筋砌体构件承载力计算
1.网状配筋砌体构件承载力计算;
2.组合砌体构件承载力计算;
(六)混合结构房屋墙体及基础设计
1.混合结构房屋的结构布置;
2.混合结构房屋的空间刚度和静力计算方案的确定;
3.墙、柱的高厚比验算;
4.单层混合结构房屋的墙体设计;
5.多层混合结构房屋墙体的设计;
6.地下室墙体的设计;
7.墙、柱的基础设计;
8.墙体构造要求及防止墙体开裂的措施。
(七)过梁、墙梁、挑梁、筒拱
1.过梁的设计;
2.墙梁的设计;
3.挑梁的设计;
4.筒拱的设计。
(八)砌体拱桥、墩台、涵洞的设计
1.砌体拱桥、墩台的设计;
2.砌体涵洞的设计。
(九)砌体挡土墙的设计
(十)砌体结构的抗震性能和抗震验算
1.砌体结构在地震下的破坏机理;
2.砌体结构地震作用计算原理;
3.砌体结构的抗震验算。
四、实验内容
无
五、前修课程要求
1.材料力学
2.结构力学
3.土木工程材料
4.钢筋混凝土结构基本原理
六、说明
1.在该课程完成后安排有二周混合结构课程设计。主要内容为钢筋混凝土现浇楼盖及砖砌体、基础设计。绘制施工图1~2张;
2.对于要求熟练掌握的砌体结构构件部分,应配有相应的习题。
钢结构基本原理
一、课程性质与目的
《钢结构基本原理》为土木工程专业学生的必修课,属于专业基础课。
学生通过本课程的学习,应较全面地掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识,熟悉一些常用钢结构的分析原理。
二、课程基本要求
1.掌握钢结构材料的工作性能
2.掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算
3.了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点
4.了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景
三、课程教学基本内容
(一)绪论
1.钢结构的特点及应用
2.钢结构发展的历史、现状和趋势
3.钢结构的构件组成和主要结构形式
(二)钢结构材料
1.钢材在单向均匀受拉时的工作性能
2.钢材在单轴反复应力作用下的工作性能
3.钢材在复杂应力作用下的工作性能
4.钢材抗冲击性能及冷弯性能
5.影响钢材性能的一般因素
6.钢材的脆性破坏和延性破坏、疲劳破坏和损伤累积破坏
7.钢结构用钢材的分类
(三)钢结构的可能破坏形式
1.整体失稳破坏
2.板件局部失稳、屈曲后强度
3.强度破坏、塑性重分布
4.疲劳破坏
5.脆性断裂破坏
6.损伤累积破坏
(四)受拉构件及索
1.受拉构件的强度
2.截面削弱对受拉构件强度的影响
3.索的力学性质和分析方法
(五)轴心受压构件
1.轴心受压构件的强度
2.轴心受压构件的整体稳定
3.轴心受压构件的局部稳定
(六)受弯构件
1.受弯构件的强度
2.单向受弯构件的整体稳定
3.双向受弯构件的整体稳定
4.受弯及受扭构件的强度和整体稳定
5.受弯构件的局部稳定
(七)压弯构件
1.单向压弯构件的强度
2.单向压弯构件的整体稳定
3.双向压弯构件的强度
4.双向压弯构件的整体稳定
5.压弯构件的局部稳定
(八)钢结构的连接
1.对接焊接连接和角焊缝连接
2.普通螺栓和高强螺栓连接
(九)单层厂房钢结构
1.单层厂房钢结构的组成和结构形式
2.结构受力和结构稳定、柱的计算长度
3,主要构件设计与节点设计
(十)拱
1.拱结构的组成和应用
2.结构分析
3.构件与节点设计
四、实验内容
无
五、前修课程要求
理论力学、材料力学
组合结构设计原理
一、课程性质与目的
本课程是土木工程专业新增的一门选修专业基础课,可为学习后续专业课的结构选型、结构设计提供理论基础。组合结构是继木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构及钢结构之后发展起来的另一种结构型式,已被广泛应用于土木工程各个领域之中。开设本课程的目的是为了开阔学生视野,训练学生应用及研究新型结构的创新能力,使学生掌握组合结构的计算原理、设计方法,为今后设计组合结构和科学研究提供必要的基础。
二、课程的基本要求
(一)组合结构概论
1.掌握组合结构体系的基本概念;
2.掌握组合结构的型式及其特点;
3.了解组合结构的发展概况及应用;
(二)材料
1.熟练掌握钢材的主要机械性能及影响因素;
2.熟练掌握混凝土的力学性能;
3.掌握连接件材料的力学性能;
(三)钢与混凝土组合结构
1.压型钢板与混凝土组合楼板
(1)掌握组合楼板的基本概念和分类;
(2)掌握压型钢板的构造特点;
(3)熟练掌握各类组合楼板的计算原理和设计方法;
(4)掌握组合楼板设计的构造要求和施工方法。
2.钢与混凝土组合梁
(1)掌握组合梁的基本概念;
(2)熟练掌握组合梁的弹性、塑性分析理论及设计方法;
(3)掌握连续组合梁的特点及其弹性和塑性设计方法;
(4)熟练掌握组合梁抗剪连接件设计方法;
(5)掌握组合梁设计的一般构造要求和施工方法。
3.型钢混凝土结构
(1)熟悉型钢混凝土结构的特点及应用;
(2)熟练掌握型钢混凝土梁、柱的计算理论和设计方法;
(3)掌握型钢混凝土梁柱节点设计方法;
(4)掌握型钢混凝土结构的一般构造要求和施工方法;
(5)了解型钢混凝土结构的工程实例。
4.钢管混凝土结构
(1)掌握钢管混凝土结构的构造特点及应用范围;
(2)掌握钢管混凝土的基本力学性能和工作原理;
(3)熟练掌握钢管混凝土柱的极限分析理论和计算方法;
(4)熟练掌握钢管混凝土单肢柱、格构式柱的承载力计算方法;
(5)掌握钢管混凝土结构的一般构造要求;
(6)熟悉方钢管混凝土结构的特点、力学性能和设计方法;
(7)了解钢管混凝土结构的工程实例。
5.外包钢混凝土结构
(1)熟悉外包钢混凝土结构的特点及其应用;
(2)掌握外包钢混凝土梁、柱的计算和设计方法;
(3)熟悉外包钢混凝土结构接头的设计方法和构造要求;
(4)了解外包钢混凝土结构的工程实例。
三、课程教学基本内容
(一)组合结构概论
1.组合结构的基本概念;
2.组合结构的型式及其特点;
3.组合结构的发展概况;
4.组合结构的基本设计方法;组合结构的变形限制和混凝土裂缝宽度限值。
(二)材料
1.钢材的拉伸、冷弯性能和韧性;影响钢材性能的因素;
2.混凝土抗压强度、变形模量、徐变及收缩等基本概念;
3.连接材料的分类、性能与强度设计。
(三)压型钢板与混凝土组合楼板
1.组合楼板的一般概念、分类及其发展概况;
2.压型钢板叠合面齿槽要求,压型钢板型号及允许偏差;
3.压型钢板截面特征值的计算方法;受压翼缘有效宽度的概念和计算方法;
4.各类组合楼板的计算原理和设计方法;
5.组合楼板设计的构造要求;组合楼板的施工方法。
(四)钢与混凝土组合梁
1.组合梁的基本概念、分类及其发展概况;
2.组合梁的基本性能与构造体系;
3.组合梁的弹性分析理论及设计方法;
4.组合梁的塑性分析理论及设计方法;
5.连续组合梁的发展概况及特点;连续组合梁的弹性和塑性设计方法;连续组合梁的斜截面设计方法;连续组合梁的裂缝及变形验算;
6.组合梁抗剪连接件设计方法及构造要求;
7.组合梁设计的一般构造要求及施工方法。
(五)型钢混凝土结构
1.型钢混凝土结构的构造特点及应用;
2.型钢混凝土梁正截面、斜截面的计算理论和设计方法;型钢混凝土梁裂缝和变形的验算;
3.型钢混凝土柱正截面、斜截面的计算理论和设计方法;
4.型钢混凝土梁柱节点的型式、构造要求及设计方法;
5.型钢混凝土结构的一般构造要求及施工方法;
6.型钢混凝土结构工程实例。
(六)钢管混凝土结构
1.钢管混凝土结构的一般概念、特点及应用范围;
2.钢管混凝土的基本力学性能;
3.钢管混凝土的破坏机理和工作原理;
4.钢管混凝土的极限分析理论和极限承载力;
5.钢管混凝土单肢柱的承载力计算方法;
6.钢管混凝土格构式柱的承载力计算方法;
7.钢管混凝土局部受压承载力计算方法;单、双层钢管混凝土的构造特点;
8.钢管混凝土结构的一般构造要求及其施工方法;
9.方钢管混凝土结构的特点、力学性能及设计方法;
10.钢管混凝土结构工程实例。
(七)外包钢混凝土结构
1.外包钢混凝土结构的一般概念、特点、发展概况及其在工程中的应用;
2.外包钢混凝土梁的正截面、斜截面承载力计算;裂缝与变形验算;
3.外包钢混凝土柱的正截面、斜截面承载力计算;
4.外包钢混凝土结构节点设计方法与一般构造要求;
5.外包钢混凝土结构厂房设计要求及方法;
6.外包钢混凝土结构工程实例。
四、实验内容
1.钢与混凝土组合梁弯曲性能实验;
2.钢管混凝土短柱轴压实验。
五、前修课程要求
荷载与结构设计方法、混凝土结构设计原理、钢结构设计原理。
基础工程
一、课程性质与目的
本课程为土木工程专业必修的专业基础课程,课时建议54学时。本课程主要讲授常见的地基基础的设计理论和计算方法方面的内容,包括地基基础设计原则、浅基础、桩基础、复合地基、挡土墙、基坑工程、地基处理、特殊土地基以及动力机器基础和地基基础抗震。通过学习使学生掌握地基基础设计的基本原理,具有进行一般工程基础设计规划的能力,同时具有从事基础工程施工管理的能力,对于常见的基础工程事故,能作出合理的评价。
二、课程基本要求
(一)绪论
了解基础工程的重要性,熟悉建(构)筑物对地基的要求。了解基础工程发展概况,学科特点以及课程内容、要求和学习方法。
(二)浅基础
1.掌握地基承载力的确定方法
2.熟悉基础选用原则及设计计算原则
3.掌握常用基础结构设计与计算方法
(三)桩基础与深基础
1.掌握单桩承载力的确定方法
2.掌握群桩承载力的确定方法
3.掌握桩基础设计与计算
4.了解桩基础施工
5.了解沉井基础、墩基础和地下连续墙等深基础的设计与施工
(四)复合地基
1.了解复合地基概念、形成条件及分类
2.熟悉复合地基承载力的确定方法
3.熟悉复合地基沉降计算方法
(五)地基处理
1.熟悉换填法适用范围及设计计算
2.熟悉排水固结法适用范围及设计计算
3.了解深层搅拌法适用范围及设计
4.了解砂石桩法适用范围及设计计算
5.了解强夯法适用范围及设计计算
6.了解土工合成材料在工程中应用
7.了解已有建筑物地基加固方法以及常用纠倾方法
(六)挡土墙
1.掌握土压力的确定方法
2.掌握挡土墙设计计算方法
(七)基坑工程
L熟悉围护结构常用型式及其设计计算
2.掌握内撑式和拉描式围护结构设计计算
3.熟悉基坑降排水设计
(八)特殊土地基
1.了解湿陷性黄土地基工程性质及处理方法
2.了解膨胀土地基工程性质及处理方法
3.了解红粘土地基工程性质及处理方法
(九)动力机器基础与地基基础抗震简介
1.了解动力机器基础的设计特点
2.了解地基基础抗震原理及措施
三、课程教学基本内容
(一)绪论
1.建(构)筑物对地基要求和基础工程的重要性
2.基础工程发展概况
3.基础工程课程内容、要求及学习方法
(二)浅基础
1.概述
2.浅基础的类型以及适用条件
3.地基承载力的确定
4.基础设计计算原则
5.常用基础结构设计与计算
习题
(三)桩基础和深基础
1.概述
2.桩基础类型以及适用条件
3.单桩承载力
4.群桩承载力与沉降
5.桩基础设计
6.深基础简介
习题
(四)复合地基
1.概述
2.复合地基形成条件和分类
3.复合地基承载力
4.复合地基沉降
习题
(五)地基处理
1.概述
2.地基处理原理与方法分类
3.换填法
4.排水固结法
5.深层搅拌法
6.砂石桩法
7.强夯法
8.土工合材料在工程中应用
9.既有建筑物地基加固
10.既有建筑物的纠倾
习题
(六)挡土墙
1.概述
2.土压力的确定
3.挡土墙设计计算
习题
(七)基坑工程
1.概述
2.基坑工程特点
3.围护形式类型以及适用范围
4.悬臂式围护结构设计计算
5.内撑式围护结构设计计算
6.拉锚式围护结构设计计算
7.基坑降排水设计
习题
(八)特殊土地基
1.概述
2.湿陷性黄土地基
3.膨胀土地基
4.红粘土地基
5.岩溶与土洞
6.盐渍土地基
7.多年冻土地基
习题
(九)动力机器基础与地基基础抗震简介
1. 概述
2.动力机器基础的计算原理
3.地基与基础的抗震
习题
四、课程设计
完成一基础工程设计
五、前修课程要求
土力学、钢筋混凝土结构
昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路
土木工程施工 (上)
一、课程性质与目的
本课程是土木工程专业学生的一门必修的主要专业课。
本课程研究的是土木工程,包括建筑工程、道路与桥梁工程、矿井建设等专业领域的施工技术及施工组织的一般规律。课程教学的目的是使学生掌握土木工程施工的基础知识,基本理论和决策方法,使学生具有解决土木工程施工技术和施工组织计划问题的初步能力。
二、课程基本要求
土木工程涵盖了建筑工程。道路与桥梁工程、矿井建设等专业范围,这决定了本课程具有内容丰富,教学难度大等特点,在教学中应以重点内容的课堂讲授为主,辅以现场施工参观,并在生产实习中加以深化巩固。为增强教学效果,还可利用电化教学,多媒体教学等其他教学手段作为补充。
通过各教学环节的学习,学生应达到下述基本要求:
1.了解建筑工程,道路与桥梁工程、矿井建筑等领域的各主要工种工程的施工工艺,掌握施工方案拟定的基本方法。
2.熟悉施工组织设计的基本原理和单位工程施工组织设计的编制方法,对施工组织总设计有一般了解。
3.具有分析处理施工技术。施工组织计划问题的初步能力。
4.对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。
(一)土石方工程
1.了解土方工程施工特点;掌握场地平整施工中的竖向规划设计、土方量计算、土方调配和施工;
2.掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法,边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理;掌握水中基础的基坑开挖方法,了解围堰的类型及其施工方法;
3.熟悉常用土方机械的性能和使用范围;
4.掌握填土压实和路基填筑的要求和方法;
5.了解爆破施工的基本概念及常用爆破方法;掌握地下掘进工程的开挖方案及施工方法。
(二)基础工程
1.了解钢筋混凝土预制桩的预制、起吊、运输及堆放方法;
2.掌握锤击法施工的全过程和施工要点,包括打桩设备、打桩顺序、打桩方法和质量控制;
3.掌握泥浆护壁成孔灌注桩和干作业成孔灌柱桩的施工要点。
4.对于套管成孔灌注桩和爆扩桩有一般了解;
5.掌握地下连续墙的施工过程和施工工艺要点;
6.掌握墩基础和沉井基础的施工方法;
7.了解管柱基础的结构形式,掌握管柱基础的施工方法。
(三)砌体工程
1.了解砌筑材料的性能、脚手架形式、垂直运输机械的选择和砌砖施工的组织方法;
2.掌握砖砌体施工工艺、质量要求及保证质量和安全的技术措施;
3.掌握石砌墩台的施工工艺及质量要求;
4.了解中小型砌块的种类、规格及安装工艺;掌握砌块排列组合及错缝搭接要求;
5.了解砌体常见质量通病及其防治措施;
6.了解砌体冬季施工方法。
(四)混凝土结构工程施工
1.了解混凝土结构工程的特点及施工过程,掌握为保证钢筋与混凝土共同工作,在施工工艺上应注意的问题;
2.了解钢筋的种类、性能及加工工艺,掌握钢筋冷拉、冷拔、对焊工艺及配料、代换的计算方法;
3.了解模板的构造、要求、受力特点及安拆方法,掌握模板的设计方法;
4.了解混凝土原材料、施工设备和机具性能;掌握混凝土施工工艺原理和施工方法、施工配料、质量检验和评定方法;
5.了解混凝土冬期施工工艺要求和常用措施。
6.了解预应力混凝土工程的特点和工作原理。
7.熟悉先张法,后张法以及电热张拉法的施工工艺及预应力值的建立传递的原理,了解建立张拉程序的依据及放张要求,掌握张拉力的计算和校验。
8.了解预应力筋张拉的台座,锚(夹)具、张拉机具的构造及使用方法,正确计算预应力筋的下料长度。
9.了解电热设备的选择,掌握电热伸长值的计算。
(五)房屋结构安装工程
1.了解各种起重机械及索具设备的类型、主要构造和技术性能;
2.了解单层混凝土结构工业厂房结构安装的工艺过程;掌握柱、吊车梁、屋架等主要构件的绑扎、吊升、就位,临时固定、校正、最后固定方法。熟悉结构吊装方案;
3.了解装配式框架和大板建筑结构的安装方法;
4.了解升板法施工原理及工艺过程,熟悉升板法施工对柱子的稳定性验算方法。
5.掌握钢结构吊装的一般方法及大型钢屋盖的结构安装方法;
6.掌握钢框架结构安装方法和网架结构常用安装方法。
(六)桥梁结构工程施工
1.了解悬臂施工法的特点及分类,掌握悬臂拼装法和悬臂浇筑法的施工工艺过程,熟悉预应力混凝土斜拉桥的悬臂施工方法。
2.了解转体施工法的特点及应用范围,掌握转体施工中的平面转体和竖向转体方法。
3.掌握预应力混凝土桥梁的顶推法施工工艺,对顶推施工中的常见问题及其对策应熟悉。
4.熟悉连续桥梁的逐孔施工法;
5.了解钢桥的特点及钢构件的制作,掌握钢桥的安装方法;
6.了解吊桥和斜拉桥的施工特点
(七)路面工程施工
1.了解路面等级与类型;
2.掌握沥青混凝土路面,沥青碎石路面,水泥混凝土路面的构造及施工要求。
(八)防水工程
1.了解卷材防水屋面的构造及各层作用,掌握卷材防水屋面、涂膜防水屋面和刚性防水屋面的施工要点及质量标准;
2.了解地下工程防水方案,卷材防水层、水泥砂浆防水层、冷胶料防水层的构造、性能和做法、掌握沥青胶、冷底子油和冷胶料的配制。掌握普通防水混凝土的配制及施工要点。
土木工程施工 (中)
九)装饰工程
1.了解抹灰的组成、作用和做法,掌握抹灰质量标准及检验方法;
2.了解喷涂机械的工作原理及操作要点;掌握装饰抹灰面层的常用做法;
3.了解装饰工程的新材料、新技术及发展方向;掌握喷涂、滚涂、弹涂、板块饰面、壁纸裱糊的施工工艺和质量要求。
4.了解油漆和涂料的种类及性能,掌握油漆和刷浆施工要点。
(十)施工组织概论
1.了解施工组织设计的作用及分类,掌握工程项目施工组织原则;
2.掌握施工准备工作内容、施工组织设计编制、贯彻、检查和调整方法。
(十一)流水施工原理
1.了解流水施工的概念,掌握流水施工的主要参数及其确定方法;
2.了解流水施工的组织方式,掌握有节奏流水组织方法和无节奏流水组织方法。
(十二)网络计划技术
1.了解网络计划技术的特点,掌握双代号网络图,单代号网络图的绘制及计算方法。
2.熟悉网络图的优化方法,并能根据工程特点编制一般的施工网络计划。
(十三)单位工程施工组织设计
1.了解单位工程施工组织设计编制的程序和依据,掌握编制的方法、内容和步骤。
2.了解单位工程施工方案设计的主要内容,掌握施工流向、施工顺序、施工方法等的选择方法
3.了解单位工程施工进度计划及施工平面图的主要内容,能正确地进行编制,设计和调整。
(十四)施工组织总设计
1.了解施工组织总设计编制的程序和依据,能合理地进行施工部署;
2.了解施工总进度计划编制的原则。掌握其编制步骤及方法;
3.了解施工总平面图设计的依据和原则、熟悉其设计步骤及方法
三、课程教学基本内容
(一)土石方工程
1.土的工程分类及工程性质,(土的可松性、土的透渗性、土的含水率),土方工程施工特点。
2.地平整施工的竖向规划设计及土方量的计算,土方调配与施工。
3.基坑开挖的降水方案,轻型井点系统的设计,边坡稳定及支护结构(钢板桩、钻孔灌注桩挡墙、H型钢支柱木挡板墙,地下连续墙,深层搅拌水泥土桩挡墙、旋喷桩挡墙),围堰类型及其施工方法。
4.土方工程机械化施工,填土压实原理及要求,路堤填筑及路堑挖筑。
5.地下掘进工程的开挖方案及施工方法,爆破施工起爆技术与主要爆破方法,爆破安全技术。
(二)基础工程
1.预制桩的生产工艺过程,预制桩施工设备、施工工艺及质量控制方法。
2.灌注桩(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩)施工工艺、常见质量缺陷及预防处理。
3.地下连续墙的施工过程和施工工艺要点。
4.墩基础、沉井基础、管柱基础。
(三)砌体工程
1.砌体材料与运输
2.脚手架类型与要求
3.砌筑施工工艺(砖砌体、石砌墩台、砌块)与质量要求
4.砌体冬季施工
(四)混凝土结构工程施工概论
1.模板工程
(1)模板类型与基本要求
(2)模板构造(框架结构模板、大模板、滑模、爬模、台模、隧道模等),模板搭设与拆除。
(3)模板设计
2.钢筋工程
(1)钢筋的分类、验收及质量检验。
(2)钢筋冷加工,钢筋连续(焊接连接、绑扎连续、机械连接)。
(3)钢筋的配料、代换、安装验收。
3.混凝土工程
(1)原材料的选用,试配强度的确定、施工配合比换算。
(2)搅拌机类型及选用、搅拌制度的确定与搅拌站的布置。
(3)运输混凝土的要求及运输方法。
(4)混凝土浇筑的有关规定,浇筑方法,振捣设备及使用,施工缝留置及处理。
(5)现浇框架结构混凝土、大体积混凝土、水下混凝土、钢管混凝土、地下被复工程混凝土的浇筑。
(6)混凝土养护原理及方法。
(7)混凝土工程质量检验与评定。
(8)混凝土冬季施工原理与方法。
4.预应力混凝土工程
(1)先张法张拉设备与台座、张拉控制应力,先张法施工工艺及技术措施。
(2)后张法预应力筋制作,张拉机具及锚具,后张法施工工艺及技术措施。无粘结预应力混凝土结构施工。
(3)电张法原理,张拉伸长值与电热温度计算,设备选用。
(五)房屋结构安装工程
1.起重机械类型及使用要求
2.单层工业厂房结