土木工程结构概念与体系 第1章 序论
《土木工程概论》重点考点归纳总结(详细版)
《土木工程概论》重点考点归纳总结（详细版）第一章绪论1．（1）我国古代建筑的特点：木结构占主导地位（2）土木工程建设的含义：土木工程是指建造各类工程设施的科学技术的总称。
它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修的等技术活动；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、科学研究服务的各种工程设施。
（3）土木工程的内涵：土木工程在英语里称为Civil Engineering，译为“民用工程”。
它的原意是与“军事工程”（ Military Engineering）相对应的。
在英语中，历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于Civil Engineering，因为它们都具有民用性。
后来，随着工程技术的发展，机械、电气、化工都已逐渐形成独立的学科，Civil Engineering就成为土木工程的专用名词。
2．（1）土木工程基本属性1）综合性2）社会性3）实践性4）技术上、经济上和建筑艺术上的统一性2）现代土木工程的特点1）土木工程功能化2）城市建设立体化3）交通运输高速化3．简单应用：无4．综合应用：无第二章土木工程主要类型1．（1）钢筋混凝土楼盖按施工方法的分类分为现浇整体式楼盖和装配式楼盖。
（2）常见网架节点的种类网架的节点构件有焊接球节点和螺栓球节点两种。
焊接球节点有焊接钢板节点和焊接空心球节点。
（3）路面的排水坡度要求为了排水，路面及路肩应做一定的坡度，i1及i2。
它随路面的平整度而异，如混凝土路面i1为1%～1.5%；沥青路面i1为1.5%～2.5%；i2一般较i1大1%～2%。
（4）土木工程的主要类型：建筑工程、桥梁工程、公路与道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口城、海洋工程、给水及排水工程和环境工程等。
2．（1）房屋工程的分类房屋工程按其层数分，有单层、多层、高层、超高层。
房屋工程按其材料分，则有砌体结构的、木结构的、混凝土结构的、钢结构和混合结构的。
土木工程概论习题答案
土木工程概论习题第一章绪论1.1土木工程概论课程的任务1、简述土木工程的概念及其包含的内容。
答：概念：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它即指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘探设计、施工、保养、维修等技术。
包含的内容：基础工程、房屋建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程。
1.2土木工程发展历史概述1、简述古代土木工程的特点。
答：没有系统的设计理论，主要依靠经验2、简述近代土木工程的特点。
答：（1）、有了比较系统的设计理论，如1683年意大利学者伽利略发表了“关于两门新科学的对话”，首次用公式表达了梁的设计理论；1687年牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析基础；1825年，法国的纳维于1825年建立了土木工程中结构设计的容许应力法。
（2）、从材料方面讲，1824年波特兰水泥发明；1867年钢筋混凝土开始应用于土木工程；1859年转炉法炼钢发明3、简述现代土木工程的特点。
答：（1）、功能要求多样化：由于电子技术，精密机械，生物基因工程，航空航天等高技术工业的发展，许多工业建筑提出了恒湿、恒温、防微震、防腐蚀、防辐射、防磁、无微尘等要求，并向跨度大、分隔灵活、工厂花园化的方向发展。
（2）、城市建设立体化：经济发展、人口增多，造成城市用地紧张、交通拥挤。
（3）、交通工程快速化：市场经济要求运输系统快速、高效，现代化技术的进步提供了条件。
（4）、工程设施大型化1.2土木工程的未来1、目前土木工程面临的形势有哪些？答：（1）、世界正经历工业革命以来的有一次重大变革，这便是信息（包括计算机、通信、网络等）工业的迅猛发展，可以预计人类的生产、生活方式将会发生重大变化。
（2）、航空、航天事业等高科技事业的发展，月球上已经留下了人类的足迹，对火星及太阳系内外星空的探索已取得了巨大进步。
（3）、地球上居住人口激增，目前世界人口已经达60亿，预计21世纪末，人口要接近百亿。
土木工程概论 第1章 绪论1
以咸阳为中心 通往全国各郡县 的驰道 主要干道宽59步
（295尺）
古代著名土木工程著作
经验总结和描述外形设计
《考工记》 （公元前5世纪） 《营造法式》（北宋李诫著、公元11世纪） 《论建筑》 （意大利文艺复兴时期贝蒂著
公元16世纪）
二、近代土木工程(17世纪中叶—1945年二战结
③、内涵深邃的综合性学科
时代进步，科学技术的发展使： ◆新理念、新要求、新方式应运提出 ◆ 新工具、新工艺、新技术、新结构的不断发明 ◆ 现代工程材料的变革 ◆ 现代力学分析理论的进步 ◆ 计算机应用的推广
土木工程专业学习和未来工作的核心内容 — 各类土木工程设施的规划、勘测、设计、施工、管理和 维修.
秦皇陵 兵马俑
（ 公元前 200年左右 )
阵势宏伟、规模庞大，7000多军俑、车马阵列 有序、军容威严，被称为世界第八大奇迹
中国古代优秀建筑杰作 —— 水利工程
京杭(北京—杭州)大运河 (公元600年隋朝时开凿修建)
全长2500 公里 世界历史上最长的 运河 至今仍是江浙段重 要的水运通道
中国古代优秀建筑杰作--- 砖石结构
优秀近代土木工程杰作
钢筋混凝土楼板使用（1886年美国） 预应力混凝土发明（1928年、法国弗雷西内）
预应力空心板在世界各国广泛使用
第一条铁路 （1825 年英国、长21 km ） 北美大陆铁路（ 1869 年美国、横贯东西）
土木工程发展历史
一、古代土木工程 （历时6、7000年
） 旧石器时代(约公元前5000年起)
17世纪中叶
①、无设计理论，主要依靠经验 ②、建造材料主要取之于自然：
（石块、草筋、土坯等）
公元前1000年左右开始有砖、瓦、陶瓷制品
土木工程概论（习题与解答）
土木工程概论（习题与解答）《土木工程概论》习题与解答第一章绪论习题1、土木工程的定义是什么？2、土木工程包括哪些方面？3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？4、古代土木工程的主要结构形式是什么？5、近代土木工程的特点是什么？6、土木工程的未来发展方向是什么？解答1、土木工程的定义是什么？答：土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。
2、土木工程包括哪些方面？答：土木工程包括建筑物基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给水排水工程。
3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？答：土木工程经历了古代、近代、现代三个阶段。
古代土木工程：约公元前5000年—17世纪中叶；近代土木工程：17世纪中叶～第二次世界大战前后；现代土木工程：20世纪中叶至今。
4、古代土木工程的主要结构形式是什么？答：木结构、砖结构、石结构、混合结构。
5、近代土木工程的特点是什么？答：材料：由木材、石料、砖、瓦为主，到开始并日益广泛使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土，直至早期的预应力混凝土。
理论：材料力学、理论力学、结构力学、土力学、工程结构设计理论等学科逐步形成，保证了工程结构的安全和人力物力的节约。
施工与机械：不断出现新的工艺和新的机械。
施工技术进步，建造规模扩大，营造速度加快。
6、土木工程的未来发展方向是什么？答：1、适应新的功能；2、研究新的材料；3、向新的空间开拓；4、设计向精确化、自动化发展；5、施工信息化、设备不断更新。
第二章土木工程材料习题1、标准粘土砖的尺寸是多少？2、我国是否还允许生产粘土砖？3、砖按生产工艺分为哪两类？4、多孔砖与空心砖的孔洞率分别大于多少？5、粒径大于多少的岩石颗粒称为石子？6、色石渣主要由哪些石材破碎而成？7、什么叫胶凝材料？石灰、石膏、水泥属于气硬性或水硬性胶凝材料？8、直径小于多少的钢筋称钢丝？9、土木工程三大基础材料是什么？10、通用水泥通常分为哪几种？11、说明水泥初凝、终凝、凝结、硬化的含义。
土木工程概论教学课件第1章绪论
第1章 绪论
1.1 土木工程的内涵与属性 1.2 土木工程的发展简史 1.3 土木工程在国民经济中的地位与作用
1.1 土木工程的内涵与属性
一、土木工程的定义
土木工程也是一种学科，称为土木工程学。它是指运用数学、物 理、化学等基础科学知识，力学、材料等技术科学知识以及土木工 程方面的工程技术知识来研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的 一门学科。
• 土木工程行业涉及的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程、公路与城市道路 工程、铁道工程、桥梁工程、隧道工程、航站（机场）工程、地下工程、给 水排水工程、港口工程、码头工程、海洋工程、水利工程（包括运河、水库、 大坝、水渠等）等。
• 土木工程的属性有综合性、社会性、实践性、技术、经济与艺术统一性。 • 土木工程的发展经历了古代、近代和现代三个阶段。 • 土木工程在经济与社会的发展中起到重要作用，扮演着重要角色。在“衣、
三、土木工程的属性
1
2
3
4
（一）综 合性
（二） 社会性
（三）实 践性
（四）技 术、经济 和艺术统 一性
1.2 土木工程的发展简史
（一）古代土木工程
（二）近代土木工程 （三）现代土木工程
一、古代土木工程（新石器时代开始到公元17世纪）
罗马大斗兽场
河北赵县安济桥
二、近代土木工程（从17世纪中叶到20世纪中叶）
家庭保险大厦
埃菲尔铁塔
金门悬索桥
帝国大厦
三、现代土木工程
美国西尔斯大厦图
吉隆坡佩重纳斯大厦
迪拜塔
1.3 土木工程在国民经济中的地位与作用
• 在“衣、食、住、行Байду номын сангаас四个方面，“住和行”对经济的发展起到 的作用最大，对土木工程的依赖最大。
土木工程力学(1、2章复习重点)
土木工程力学第一章绪论1.1 土木工程力学的研究对象和任务力学和土木工程的结合点就是结构分析，土木工程也是结构分析的重要理论基础。
结构的概念及分类：土木工程中利用建筑材料按照一定结构形式建成的、能够承受和传递荷载而起到骨架作用的构筑物成为工程结构简称结构。
结构分为：（土木工程主要研究的是杆件构造）杆件结构（由若干杆件组成，其长度远大于横截面上两个方向的尺度）如：梁、桁架、钢架、拱等板壳结构（厚度远小于长度跟宽度，外形为平面为薄板，为曲面为薄壳）如：房屋建筑中的屋面板、楼板、壳体屋等实体结构（长宽高三个方向尺度大小相近属于同一数量级）如：重力式挡土墙、重力坝、墩台、块状基础等土木工程力学计算方法需要考虑三个方面的问题：（力系的平衡条件、变形连续条件、物理条件）土木工程力学的研究任务是探讨结构的合理组成形式，根据力学的基本原理分析在外界因素作用下构造的强度、刚度、稳定性和动力反应等方面的规律，以满足结构设计的安全、适用和经济的要求。
1.2结构的计算简图在进行力学计算前，必须对实际结构加以简化，用一个简化的模型代替实际结构，这个代替实际结构的简化计算图就成为结构的计算简图。
在计算简图中均用其轴线表示杆件，杆件的长度由其两端的结点之间的距离确定或是参照相关设计规范选定。
【1】结点的分类：杆件之间相互连接处成为结点，结点分为：铰结点、刚结点、组合结点。
铰结点的特征：连接的杆件在结点处不能相对移动，但各杆可绕铰自由转动，铰结点可以承受和传递力但不能承受和传递力矩。
刚结点的特征：连接的杆件在结点处既不能相对移动，也不能相对转到，刚结点可以承受和传递力和力矩。
组合结点：组合结点是铰结点和刚结点的组合形式，也称为半铰结点特征是连接的杆件在结点处不能发生相对移动其中一部分杆件为刚结，各杆端不能相对转动，而其余杆件为铰结，可以绕结点转动。
【2】支座的分类：结构于基础或其他支承物连接的部分称为支座。
结构或构件所承受的荷载将通过支座传递给基础或其他构件，支座对结构或构件的反作用力称为支座反力。
(完整版)土木工程概论第一章+绪论
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
1.2.1古代土木工程
法国凯旋门 纽约帝国大厦 江阴长江大桥 香港中银大
1.1 土木工程概论课程的任务
它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中 的各种工程设施
1.1 土木工程概论课程的任务
也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施 工、保养、维修等技术
1.1 土木工程概论课程的任务
二、土木工程的范围
土木工程的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程， 公路与城市道路工程，铁道工程，桥梁工程，遂道工程， 机场工程，地下工程， 给水排水工程，港口、码头工程 等。
1.课堂教学 2.实验教学 3.设计训练 4.施工实习
1.3 土木工程的未来
土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓
1.3 土木工程的未来
1.4 土木工程的学习建议
二、土木工程的知识、能力和素质的要求
应注意以下几个方面能力的培养 1.自主学习能力 2.综合解决问题的能力 3.争强、创新能力 4.协调、管理能力
1.4 土木工程的学习建议
三、土木工程主要教学方法及学习建议
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
1.2.2 近代土木工程
土木工程概论课件-1绪论
结构分析方法
运用力学原理对结构进行静力 、动力和稳定性分析，以及抗 震设计。
结构材料选择
根据工程需求选择合适的结构 材料，如混凝土、钢材、木材 等。
结构体系与构造
研究不同结构体系的受力特点 、适用范围和构造要求。
建筑设计基础
建筑功能设计
以满足使用功能为前提，进行空间布 局、流线组织和细部设计。
随着工业革命的发展，土木工程逐渐 走向现代化，高层建筑、大跨度桥梁 等大型工程开始涌现。
土木工程的重要性
1 2
基础设施保障
土木工程师负责建设和维护国家基础设施，如道 路、桥梁、隧道等，这些设施是国家经济发展的 基础。
人类生存环境的改善
土木工程在城市化、环境保护等方面发挥了重要 作用，如建设城市排水系统、垃圾处理设施等。
课程安排
本课程共分为10个章节，每个章节都设计了相应的实验和课程设 计，以帮助学生更好地理解和掌握所学知识。
土木工程的发展历程
古代土木工程
古代的土木工程主要涉及建筑、道路 、桥梁等基础设施的建设，如金字塔 、长城等。
近代土木工程
现代土木工程
现代的土木工程已经发展成为一个综 合性、交叉性的学科，涉及到结构工 程、岩土工程、交通工程等多个领域 。
土木工程概论课 件-1绪论
contents
目录
• 绪论 • 土木工程的基本概念 • 土木工程材料 • 土木工程设计基础 • 土木工程施工技术
01
CATALOGUE
绪论
课程简介
课程目标
本课程旨在让学生了解土木工程的基本概念、原理和方法，培养 学生在土木工程领域的基本技能和素养。
课程内容
主要包括土木工程材料、结构设计、施工方法、环境影响等方面的 知识。
土木工程概论——1绪论
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介第二节 土木 Nhomakorabea程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
2.2 近代土木工程
近代土木工程的时间跨度为：从17世纪中叶至 20世纪中叶的300年间。
1906年美国旧金山大地震，1923年日本关东大地震， 这些自然灾害推动了结构动力学和工程抗震技术的发 展。
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
第二节 土木工程历史简介
2.3 现代土木工程
第一节 土木工程的含义
第一节 土木工程的含义
第一节 土木工程的含义
（3）充分发挥材料的作用。 因为材料问题是建造土木工程
的根本条件。
第一节 土木工程的含义
（2）能够抵御自然灾害或人为作用力。 自然灾害如地震、风灾、火灾等作用； 认为作用力如工程振动、人为破坏等。
第一节 土木工程的含义
（4）通过有效的技术途径和组织手段，利用各个时期社会 能够提供的物质设备条件，“好、快、省”的组织人、财、 物，把社会所需要的工程设施建造成功，付诸使用。
现代土木工程的时间跨度为：从20世纪中叶第 二次世界大战结束至今。
其特点表现为： 2.3.1 土木工程功能化 即土木工程日益同他的使用功能或生产工艺紧密 结合。 （1）公共和住宅建筑物要求建筑、结构、给水 排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备结 合成整体。
土木工程概论—01绪论
1.3 土木工程的未来
4、设计方法精确化，设计工作自动化； 5、信息和智能化技术全面引入土木工程； 6、土木工程的可持续发展
在建设与使用土木工程过程中，与能源消耗、资源利用、 环境保护、生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展原 则”影响很大。
5）1863年英国修建了第一条铁路；
6）1869年开凿成功的苏伊士运河； 7）1936年美国旧金山建成桥跨1280m的悬索桥； 8）1931年美国建成102层，高378m的帝国大夏等。
1.2 土木工程发展历史概述
比萨斜塔
意大利比萨大教堂 建于公元11到12世 纪，系一组由教堂 （1063~1118）、 洗礼堂（1153）、 钟塔（1174~1350） 组成的建筑群。
1.2 土木工程发展历史概述
悬空寺，全国重点文物保护单位，是佛、道教合一的独特寺庙。位于山西 省浑（hun）源县城南5km金龙峡半崖峭壁间。始建于北魏后期，至今已 有1400多年历史。
1.2 土木工程发展历史概述
三个阶段：古代、近代和现代 近代：十七世纪中叶——第二次世界大战前后 土木工程设计有了比较系统的理论指导； 混凝土、钢筋等材料得到应用；
4）工程设施大型化
1.3 土木工程的未来
土木工程：是一名古老的学科，目前所面临的形势是： （1）信息工业的迅猛发展将会引发人类生产、生活方式的重 大变化；
（2）航空、航天等高科技事业的发展；
（3）地球上居住人口的激增； （4）生态环境受到严重破坏。
人类未了争取舒适的生存环境，预计土木工程必将有 重大的发展：
1.4 土木工程的学习建议
土木工程概论(绪论)
一、古代土木工程（新石器时代-17世纪）
古代土木工程（新石器时代-17世纪）
萌芽时期 使用石斧、石刀、石锛、石凿等简单的工具，采
用的材料取自当地的天然材料，如茅草、竹、芦苇、树枝、树 皮和树叶、砾石、泥土等。发明煅烧加工技术后，开始使用红 烧土、白灰粉、土坯等，并逐渐懂得使用草筋泥、混合土等复 合材料。模仿天然掩蔽物建造居住场所。初期建造的住所仅有 “窟穴”和“橧巢”两种类型。中国发现的新石器时代遗址超 过7000处，遍布全国。其中最早的是河南新郑裴李岗和河北武 安磁山的两处，距今已有7000-8000年。
半坡遗址距今6000 余年，中国西安
一、古代土木工程（新石器时代-17世纪）
新石器时代遗址，有跨距达5-6米、联排6-7间的房屋，底层架 空，属于干栏式建筑形式。构件之结点主要是绑扎结合，但个 别建筑已使用榫卯结合。这种榫卯结合的方法代代相传，延续 到后世，为以木结构为主流的中国古建筑开创了先河。
特点：采用天然材料和简单工具建房、筑路、挖渠、造桥，土 木工程从无到有。
代表性工程：半坡遗址（约公元前4800-前3600年，中国） 大河村遗址（中国）
一、古代土木工程（新石器时代-17世纪）
新石器时代仰韶文化的一个类型。遗址东西最宽处近200米，南北 最长为300多米，总面积约5万平方米，分为居住、陶窑和墓葬三 个区。居住区周围有宽、深各5-6米的壕住堑环绕。筑或圆或方， 房之间散置许多贮藏窖穴。住房建筑环绕一个广场布置，中央偏东， 有一座面向广场的大房子，属方形半地穴式建筑。
第一节 土木工程及土木工程专业
1998年教育部颁布了新的本科专业目录 ，土木工程专业 又 重 新 划 拨 ： 矿井建设、 建筑工程、城镇建设（部分）、交通土建 工程、工业设备安装过程、饭店工程、涉 外建筑工程、土木工程等八个专业合并而 成。使得我国的土木工程专业正式规范于 “大土木”的框架。
结构概念和体系第1章
a)砖石
b)钢管
c)木材（斜纹）
1.2 The Effects of Material on Structure
(一) 充分发挥材料特性
常用建筑材料的一些基本特性指标
砌体 混凝土 木材 钢材 MU10M5 C20～C40 强度 fc(N/mm2 ) 1.58 9.6 ～ 12 210 ～1000 可见，砌体和混凝土价格相对较低 19.1 ，是很好的抗压材料，但自重较大，不 单位体积重 24 78.5 ≈19 ≈ 5 适宜建造高层和大跨结构。我国古代受 (kN/m3 ) 当时建筑材料所限，有不少砌体建成的 拉压强度比 ft / fc ≈0.1 高塔。 ≈0.1 ≈0.62 ≈ 1 价 格 低 受 压 低 受 压 高 高 适宜受力状态 弯、压 拉、压、弯
1.1 The Basic Mechanical States
拱
苏州：寒山寺旁的石拱桥—下津桥
石拱
1.1 The Basic Mechanical States 拱
钢 筋 混革 凝命 土军 落事 地博 拱物
北 京
馆
1.1 The Basic Mechanical States
3、弯和剪也是常见的受力状态，但无论沿构件纵向还 是沿截面高度，材料强度的利用都不充分。但这种受力状态 在工程中不可避免，选用合理的截面形式和结构形式就很重 要。热轧或焊接工字钢作为受弯构件，较厚翼缘主要承受弯 曲正应力，较薄的腹板主要承受剪应力，与实体矩形截面相 比，既节省了材料，也减轻了自重。 对于较大跨度的梁， 如果改用桁架，梁截面中 的弯矩和剪力便改变为桁 架杆件的拉、压受力状态 ，材料得以充分利用。桁 架和梁相比，有效高度大 ，内力小，自重将减轻许 多，因而也就可跨越更大 的跨度。
工程结构-第一章绪论
单层建筑结构
按建筑体型和高度
多层建筑结构 高层建筑结构
大跨建筑结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
按主要结构形式
墙体结构(剪力墙、抗震墙) 框架结构 筒体结构 排架结构 拱结构 网架结构 空间薄壁结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
屋架
天窗架
天窗架垂直支撑
屋面板
抗风柱
屋架下 弦水平 支撑
屋架端 部垂直 支撑
结构设计基准期：
结构设计所采用的荷载统计参数及材料性能取值均与时间有关， 都需要选定一个时间参数，它就是结构设计基准期。我国采用的设计 基准期为50年。
结构设计使用年限：
设计使用年限，是指结构在正常 设计、使用和维护下不需进行大修即 可按其预定目的使用的时期。
四、结构设计方法
2.结构安全等级
我国规范根据建筑结构破坏后果的影响程度，分为三个安全等级。
混凝土结构 砌体结构 混合结构(砌体、混凝土)
钢结构 木结构 组合结构(混凝土、钢)
一、引言
3. 工程结构的种类
按用途
建筑结构 桥梁工程结构 水利工程结构 港口工程结构 地下工程结构
海洋与海岸工程结构
特种工程结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
按用途
工业厂房结构 民用建筑结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
四、结构设计方法简述
6. 荷载
风荷载标准值
离地高度（m）
梯度风 100
89
77
梯度风 100
90
梯度风 100
61
城市
76 59 49
乡村
91 79 70
海洋
四、结构设计方法简述
土木工程概论1绪论
天津电视塔，高406m ，居第五位；
上海东方明珠电视塔
1995年，高468m，居世 界第三
北京电视塔，高380m ，居第六位。
➢ 桥梁工程
日本明石海峡大桥
1998年，主跨1991m，世界第一பைடு நூலகம்
中国润扬长江大桥
2005年，跨度1490m，世界第三
丹麦的大贝尔特东桥，跨度1624m，世界第二
英国的恒伯尔桥，主跨1410m，世界第四
巴黎艾菲尔铁塔 1887-89年 ，320.7m
纽约帝国大厦 1929-31年，102层， 高381m，钢框架
桥
美国旧金山金门大桥
梁 工
1933-37年，悬索桥，桥 跨1280m，桥头塔架高 227m，主缆直径1.125m
程
，由27572根钢丝组成，
索重11000t左右。
悉尼港桥
1924-1932 年，中承式钢桁架拱桥，长1149.1m，宽 48.6m，主跨502.9m，矢高106.75m。全桥用钢量为 52000吨，为世界最大跨度铁路钢拱桥。
u英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律，它们是 土木工程设计理论的基础。
u瑞士数学家欧拉在1744年出版的《曲线的变分法》建立 了柱的压屈理论，为分析土木工程结构物的稳定问题奠 定了基础。
u1825年纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法；19 世纪末里特尔等人提出了极限平衡的概念。这为土木工程 的结构理论分析打下了基础。
u1824年英国人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，1850 年开始生产。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，才初 步奠定了混凝土强度的理论基础。
u1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法，使钢材得以大量生产， 并广泛应用于土木工程。 1867年法国人莫尼埃用铁丝加固 混凝土制成花盆，并推广到工程中，建造了一座蓄水池， 这是应用钢筋砼的开端。1875年，他主持建造了第一座长 16m的钢筋砼桥。
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结
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三、结构设计的步骤（层次分析法）
1、结构的方案设计：对结构的整体受力进行总体分析， 根据结构的基本知识和概念，确定结构的基本方案和各部 分组成。（三维设计分析） 2、结构的初步设计：对结构进行简单的计算和分析，基 本确定结构各部分和各杆件的截面和重要的构造，必要时 修改方案。（二维设计分析） 3、结构施工图设计：进行详细的计算设计，根据实际确 定详细的可以实施的结构图。（一维设计分析，细部设计 分析）
客观事实是，凡是概念设计做的好的结构工程师，其结构 概念是随年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越 来越创新、完美。 反之，只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传 统设计的结构工程师，特别是在一体化计算机设计全面应 用的今天，随着年龄的增长会导致连大学学过的基本概念 都忘却，更谈不上设计成果的创新。 概念设计可以借助概念性简化计算来完成，虽有一定的误 差，但概念清楚，定性准确，手算简便、快捷，能很快选 择和确定最佳方案。同时也是施工图设计阶段判断计算机 计算结果可靠与否的主要依据。
问题：由设计要求，该结构应采用什么形式？你们设计 时为什么采用这种结构形式？是如何思考的？ 我们同学实际设计出的结构形式种类有： 矩形桁架；三角形桁架；梯形桁架；倒梯形桁架；
弓形桁架
拱
主次梁结构；
其他
这是什么结构？
2、关于结构方案设计的思考
（1）、根据制作结构的材料为木条，设计的结构Байду номын сангаас式最好为桁 架，因为桁架是由杆系组成的。 （2）、该屋架的整体受力情况：跨度1米，跨中承担2个集中 荷载。 （3）、整体结构的计算简图是什么样？
根据整体结构的弯矩图M 和剪力图V，分析得桁架 的跨中主要是弯矩作用， 上下弦杆最重要，支座和 集中荷载之间有弯矩和剪 力存在，上下弦杆和腹杆 都重要。 为什么？ V M
5、杆件的内力分析——矩形桁架内力分析
（1）分析杆件的重要性；上弦杆；下弦杆；腹杆。 （2）改进结构的形式；如何改进？ （3）根据内力选择杆件；什么杆需要大，什么杆可小 些？ （4）根据内力设计节点：拉杆、压杆节点如何设计？
6、结构细部的设计
（1）压杆稳定问题。 （2）节点设计：受拉节点的设计，受压节点的设 计，如何使节点有效地传递内力。 （3）支座的设计和加载点的设计。 （4）结构的三维设计。桁架是平面结构（二维），必须 将平面结构变成三维结构，结构才能站立起来。 如何在两榀桁架间设置支撑？ 支撑的作用是什么？ 整体稳定和局部稳定的问题。
结构概念和体系
第一章 序论
为什么要开这门课 由屋盖设计性试验引出的问题 这门课的内容
一、为什么要开这门课
1、土木工程专业的培养目标：掌握土木工程学科的基本 理论和基本知识，获得土木工程师基本训练 具有创新精 神的高级工程技术人才。 2、自问我们的基本理论、基本知识学的如何？我们的基 本训练作的如何？什么是基本知识？基本理论？基本训 练？ 3、力学知识；结构知识；房屋建筑学知识等；房屋建造 知识；结构设计理论；制图训练；设计训练；实验训练； 实习训练等。
4、屋架设计中的层次设计分析法 （1）三维分析：对结构上的作用和结构性能进行整体分析。
（2）二维分析：分析组成三维的二维体系，单榀屋架和支撑。 （3）一维分析：构件分析。 （4）细部分析：截面，节点，支座，构造等。
四、这门课的内容
总结构体系 ： 三维分析 中结构的 概念 二维分析 中结构的 概念 一维分析 中结构的 概念 整体性及主要分体系的关系。 总体系的方案分析 结构荷载与结构反应 水平分体系的整体设计 竖向分体系的整体设计 直线型水平构件 直线型竖向构件
（4）、根据整体结构的弯矩图，采用什么样的结构形式最经济 合理？为什么？
3、弯矩图和抵抗弯矩图的概念及应用
根据题目的要求（荷载/自重比最大），及弯矩图和抵抗 弯矩图的关系，结构形式为梯形桁架（倒梯形桁架）、弓 形桁架等最为经济。
梯形和倒梯形 的抵抗弯矩图
弯矩图
弓形桁架的抵 抗弯矩图
4、结构的进一步设计
6、结构细部设计
（1） 分析结构，注意不要成为几何可变体和几何瞬变体。 零杆问题，是否可以去除，去除零杆后有无其它后果。拉 压杆的判断。 （2）根据内力选择杆件。杆件的主要受力为轴力，但仍 然有弯矩和剪力的存在。选择杆件时一是注意杆件的截面 面积，也要注意杆件的抗弯刚度。如木条是矩形的，应如 何放置较为合理？
4、发现学生的结构整体概念较差。对结构进行总体分析 的能力较差。 5、发现学生不能有机地将基本力学知识同结构知识和施 工知识结合起来。 6、学生只会按已知条件求解，不会自己进行分析，解决 问题。 7、希望通过该课程的学习，用整体的观点将已学的力学 知识（理论力学，材料力学，结构力学等）和结构知识 （钢筋砼结构，钢结构，基础工程，抗震结构，高层结构 等）有机的结合起来，并较好地掌握这些基本知识，灵活 地运用这些知识。
5、杆件的内力分析——三角桁架的内力分析
（1）分析杆件的重要性；上弦杆；下弦杆；腹杆。 （2）改进结构的形式；如何改进？ （3）根据内力选择杆件；什么杆需要大，什么杆可小些？ （4）根据内力设计节点：拉杆、压杆节点如何设计？
5、杆件的内力分析——梯形桁架内力分析
（1）分析杆件的重要性； （2）改进结构的形式； （3）根据内力选择杆件； （4）根据内力设计节点
二、由屋盖设计性试验引出的问题
设计要求：设计一屋盖结构模型，覆盖的空间为 1000mm×250mm。结构形式不限， 跨度为 1000mm 。 在该结构的跨中等距离作用2个集中荷载 。 制作材料:木条，乳胶，铁钉等。 评定标准:按试验破坏荷载与自重比高者为优。按设计 计算好的为优。
1、由设计要求如何进行结构的方案设计
译者的话
先进的设计思想可以通过概念设计充分地体现。一个结构 项目工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体概 念来设计结构的总方案，并有意识地利用总结构体系与各 基本体系之间的力学关系，而不仅仅是能精确的计算和分 析一个给定的分体系或构件。 国际上公认的优秀的结构设计，都是由一种或几种基本分 体系有机地组合而成。这一方面要求结构工程师具有追求 尽善尽美的设计思想，同时也要求具备丰富的、踏实的整 体结构概念和基本分体系的相互比较概念。