土木工程概论3土木工程结构的基本形式
土木工程课件： 土木工程的基本结构
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板在結構中的位置：
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4.8 桁架（有鉸接和剛接之分）
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• 鉸接桁架
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《清明上河圖》畫面正中的那座橋，被稱作“虹橋”。這種使用短的構造材
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梁在結構中的位置：
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支承方式分：
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4.4 柱
豎向構件
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受壓構件——柱 主要是承受壓力。 柱承受荷載可能 是軸心受壓，即 荷載沿構件軸線 作用。但更多場 合下為偏心受壓， 即這時為偏心受 壓構件。
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4.6 拱（arch structure）
為曲線結構，主要承受軸向壓力。
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土木工程概论全部
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二 近代土木工程
1.近代土木工程的时间跨度： 17世纪中叶－>第二次世界大战前后。
2.这一时期土木工程的特点： 有力学和结构理论作为土木工程的设计指导；砖、 瓦、石、木等建筑材料得到广泛应用；混凝土和钢 筋混凝土、钢材、预应力混凝土得到发展；施工技 术、施工机械、施工规模进步很快，施工速度加快。
塔为楼阁式，用优质 松 木 建 成 ， 高 66 米 ， 底 层 直径30米，平面呈八角形。 塔 刹 高 10 米 ， 结 构 设 计 精 巧，具有抗震、防灾、防 火和防雷能力，保存至今 已近千年，国内外现存最 古老最高大的木结构塔式 建筑 。
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古代土木工程-山西佛光寺祖师塔
在山西省五台县五台山 的佛光寺内。祖师塔建 于北魏孝文帝时期（公 元 471-499 年 ） ， 是 创建佛光寺的初祖禅师 的墓塔，塔身用青砖砌 成,高约八米,呈六角平
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近代土木工程经典案例
7 中国的京张铁路（1905-1909）
中国人自己设计的第一条铁路，詹天佑在美国耶鲁大学
完 成 铁 路 工 程 的 学 业 ， 于 1888 年 到 中 国 铁 路 公 司 任 工 程 师 。 1905年，主持修建北京到张家口的铁路。1909年提前2年完成， 在中国和世界铁路史上留下了光辉的一页。
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巴拿马运河
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横穿巴拿马地峡，连接太 平洋和大西洋，是重要的 航运要道，被誉为世界七 大工程奇迹之一和“世界 桥梁”。属于水闸式运河。 长度约为65千米，宽度 152~304米。整个运河的水 位高出两大洋26米，设有6 座船闸。船舶通过运河一 般需要9个小时，可以通航 76000吨级的轮船。
1914年8月15日巴拿马运河 正式通航，极大地缩短了 美国东西海岸间的航程， 比绕合恩角缩短了1万4千8 百公里。
【建筑工程管理】土木工程概论基本练习题
练习题第1章绪论土木工程概论课程的任务，土木工程的历史简述、国际与国内现状和发展方向。
一、不定项选择题1. 中国最早的土木工程教育是始自哪所大学( )A，清华大学B，天津大学C，东南大学D，上海交通大学2. 都江堰渠首工程，主要有哪三大部分构成（）A，鱼嘴分水堤B，飞沙堰溢洪道C，百丈堤D，宝瓶口进水口3. 古代土木工程有以下几种主要结构形式（）A，木结构B，钢结构C，石结构D，砖结构4. 近现代土木工程主要特征是（）A，有力学和结构理论作指导B，砖、瓦、木、石等建筑材料广泛使用C，混凝土、钢材、钢筋砼以及早期的预应力砼得到发展D，施工技术进步很大5. 埃菲尔铁塔于1887年1月动工，1889年4月竣工，建成后的铁塔高（）A，350米B，360米C，320米D，300米6. 1937年，茅以升先生主持建造的钱塘江大桥是公路、铁路两用的双层（）桥梁。
A．钢结构 B.钢筋-混凝土结构7. 古代土木工程的特点有( )A. 砖石结构建筑多见B. 木结构技术已很高超C. 水利工程大兴D. 交通网还很落后8. 大跨度建筑一般见于( )A. 大厦B. 广场C. 体育馆D. 电视塔9. 下列你将开设的大学课程中不属于讲授基本理论的课程是( )A. 材料力学B. 流体力学C. 钢结构设计D. 工程地质学10. 做为一名成功的土木工程师你必备的能力有( )A. 良好的交际能力B. 自主学习的能力C.严谨的逻辑推理D.大胆创新的能力11. 近百年来,土木工程的结构材料主要是( )A. 化学合成材料B.钢材C. 混凝土D. 砖石12. 土木工程形成为一门独立学科是在( )A．近代 B.现代二、判断题1.目前世界最高的大厦在中国台北( )2.世界上开始土木工程的教育最早的学校是巴黎国际路桥高等学校( )3.长度居世界第三的苏伊士运河是我国京杭大运河的1／8 ( )4.每当出现新的建筑材料时，土木工程就有飞跃式的发展。
土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出现、钢材的大量运用、框架混凝土结构的兴起。
《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。
土木工程概论复习总结
土木工程概论复习总结第一章绪论第一节土木工程的重要地位土木工程的含义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，既是工程建设的对象，也指所应用材料、工程设备和所进行的勘察设计、施工、保养、维修等技术活动。
第二节土木工程的发展史一、古代（17世纪中叶前）代表作：埃及金字塔都江堰长城古希腊的帕提农神庙赵州桥罗马斗兽场巴黎圣母院河北赵县安济桥万神庙是古代最大的圆顶庙二、近代（17世纪中叶至20世纪中叶）代表作：埃菲尔铁塔——钢材料家庭保险公司大厦——现代高层建筑的开端三、现代1、代表作：纽约帝国大厦（102层，381米）——保持41年纪录日本明石海峡大桥——目前世界上跨度最大的悬索桥日本多多罗大桥——世界大一斜拉桥石油双塔楼——世界最高的双子楼瑞士大狄克逊坝——世界最高的重力坝俄罗斯英古里坝-----世界最高的双曲坝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4）工程设施建设大型化第二章土木工程材料第一节概述一、建筑材料的分类1、按基本成分分为：金属材料、非金属材料和复合材料非金属材料：无机材料：胶凝材料：气硬性胶凝材料，如：石灰、石膏、水玻璃水硬性胶凝材料，如：水泥有机材料：沥青、塑料、涂料、橡胶2、按用途分类：结构材料、构造材料、绝热材料、吸声材料、防水材料、装饰材料3、按发展时期分类：传统材料、近代材料、现代材料第二节石材、砖、瓦砖（一种最为常用的砌筑．．材料）（一）、砖的分类：按生产工艺分为烧结砖和非烧结砖按有无孔洞分为多孔砖、空心砖、实心砖（二）常用砖：烧结普通砖的技术性质1、规格：外形：直角六面体标准尺寸：240㎜×115㎜×53㎜2、强度等级：例：MU30 表示抗压强度为30兆帕的砖3、抗风化性能：定义：它是指在干湿、温度、冻融变化等物理因素作用下，材料不破坏并长期保持其原有性质的能力。
4、质量等级：分为优等品、一等品、合格品（三）、烧结多孔砖和烧结空心砖1、烧结多孔砖：孔洞率≧15﹪作用：多用于砌筑六层以下的承重墙或高层框架结构填充墙2、烧结空心砖：孔洞率≧30﹪作用：多用于非承重墙瓦（主要用于屋顶）第三节石灰、水泥、砂浆一、胶凝材料1、定义：凡是在物理作用或化学作用下，从浆体变成石状体，并能胶结其他物料而且具有一定强度的材料，统称为胶凝材料。
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。
土木工程的基本结构形式
第3章土木工程的基本结构形式
一、知识点
1、土木工程结构的基本构件的类型--- P39---
2、拱的受力与梁相比的特点--- P42---
3、桁架主要的分类--- P43---
4、刚架的特点--- P47---
二、问答题
1、土木工程结构的基本构件有哪些？--- P39---
2、拱的受力与梁相比有什么特点？--- P42---
3、桁架主要分为哪几种？--- P43---
4、刚架有什么特点？--- P47---
5、板按受力形式可分哪几种？---
6、梁按所用材料分为哪几种？---（列出3～5种）
7、梁按所除的位置分为哪几种？---（列出3～5种）
8、柱按截面形式分为哪几种？---（列出3～5种）
9、柱按所用材料分为哪几种？---（列出3～5种）
10、说明框架结构的荷载传递途径？。
土木工程概论第三章
板上荷载
梁
柱
基础
第3章 土木工程的功能及其实现
拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭曲 土木工程结构的5种内力特征
受剪
发生剪切 变形
3.4.1结构与构件
弯 扭 压 拉 剪
压弯剪
压弯剪
压弯剪
压弯剪扭
第3章 土木工程的功能及其实现
3.4.1结构与构件 桥梁的形式 简单 复杂
桁架 斜拉
单跨
多跨
悬索 拱 第3章 土木工程的功能及其实现
体育场结构的三维模型
土木工程概论
3.2 工程结构的功能要求
⑴ 能承受正常施工和使用时可能出现的各种作用力（如拉力、 压力、剪力、弯矩、扭矩等）； ⑵ 在正常使用时具有良好的工作性能（如不发生过大的侧向 位移，不发生过大的不均匀沉陷，不使人感到晃动等）； ⑶ 在正常维护下具有足够的耐久性能（如有抵抗酸类、盐类 等物质的侵蚀能力）； ⑷ 在偶然事件发生时能保持必需的稳定性（如有很好的抗地 震的能力）。 ⑴和⑷是安全性，⑵是适用性，⑶是 持久性。“安全、适用、持久”三者 缺一不可，但安全第一。
土木工程概论
5.12大地震北川县垮塌的建筑物和道路
长期以来，我们习惯上将所有引起结构产生效应的原因统称为“荷 载”。
按照国际通行做法和现行国家标准， “作用”泛指使结构产生内力、变形的 所有原因，包括直接作用和间接作用； 而“荷载”仅等同于施加于结构上的直 接作用。
但目前道路、桥梁、隧 道设计的行业标准中， 尚 未引进“作用”代替 “荷载”，仍沿用“荷 载” 一词表述引起结构 产生效应的直接作用和 间接作用。
土木工程概论
课程回顾
土木工程的功能及其实现
工程结构的功能 安全性
承受正常施工和正常使用时可能出 现的各种荷载、外加变形、约束变 形等的作用；在偶然事件发生时和发
土木工程基本结构形式
建筑构造－建筑构件的组合 研究：建筑物各组成部分的构造原理和方法 任务：提出满足适用安全美观经济的方案
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一、建筑物组成方面的基本概念 建筑结构－由承重构件组成的体系(骨骼)，如框架
二、建筑结构的主要构件
1、梁
• 尺寸：梁的截面宽度 和高度尺寸远小于其长 度尺寸 • 荷载作用方向：与 梁轴线垂直
• 作用效应：主要为受 弯和受剪
楼板
墙 地下室底板 梁
楼梯 柱
梁
墙下基础
柱下基础
钢筋砼梁的破坏型式
按截面破坏来划分： 正截面受弯破坏：
弯矩最大截面垂直轴线破坏 又称为正截面破坏
3)小偏心受压破坏(受压破坏)
小偏心受压的破坏特征： 破坏都是由受压区混凝土压碎引起 的，离纵向力较近一侧的钢筋受压 屈服，而另一侧的钢筋无论是受压 还是受拉，均达不到屈服强度，破 坏无明显预兆，混凝土强度越高， 破坏越突然。由于破坏是从受压区 开始的，故这种破坏也称“受压破 坏”。
3、拱
• 概念 ：由曲线形构件（拱圈）或折线形构件及其支座组 成，在荷载作用下主要承受轴向压力，有时也承受弯矩和 剪力。它比同跨度的梁要节省材料。
斜截面受剪破坏： 剪力最大截面与轴线斜交。 又称为斜截面破坏
斜截面破坏的形成
主拉应力迹线
主压应力迹线
tp
cp
cp
tp
tp
cp
cp
tp
tp
cp
cp
tp
tp
cp
2
2 2
2
tg2
2
按配筋率破坏来划分：
土木工程概论 第3章 土木工程基本结构形式
公式
ql q 2 0 ql M x = x − x , V x = − qx …… 1） （ 2 2 2 q ∇ …… 2） H = （
0
δ
0 N x = V x sin θ + H cos θ …… ） （3 0 V x = V x cos θ − H sin θ
0 Mx = Mx −Hy
桁架分为：铰接桁架和刚接桁架 一 铰接桁架（由许多三角形杆状物组成） 桁架历史
• 北宋（1101~1125年） 张择端的《清明上河图》 由三角形机构制成的拱架木桥； • 国外最早的桁架是1570年意大利人巴雷提出的王 柱式桁架，但并未受到重视； • 1758年瑞士人Ulric Grubenmann在莱茵河上建造 了一座跨长为52m的木料桁架桥; • 最早的全铁桁架桥是1840年在美国Wendell Bellman所建造，其中拉杆为熟铁，压杆为生铁。
• 当构件所受弯矩不作用在截面对称轴的平 面内时，为斜向受弯构件，这时在两个对 称轴方向都作用有弯矩，所以又称为双向 受弯构件。 • 当受压或受拉构件还同时作用有两个方向 的弯矩时，即为双向偏心受压或双向偏心 受拉。 • 此外，还有还有受扭构件，但单纯受扭的 构件并不常见，大多数场合下受扭构件同 时还承受弯矩和剪力。
• • • • •
二 钢架 当柱和梁整体连接，则形成刚接。 图3-21 (a)为单层刚架,(b)为复式刚架 在多层框架中，当柱子连需延长，而梁铰 接在柱上，则构成多层铰接框架，有时也 做成铰接和刚接同时采用的组合框架
• 刚架受力时，一般按照平面结构考虑，但 有些框架具有明显的三维受力特征。 • 当房屋两端设有永久性山墙，屋盖与结构 有可靠联系，即使在均布水平风载下，水 平框架体系将发生侧移，但山墙处侧移仍 为零，其他框架受山墙约束而影响，侧移 依次减小，其中间侧移最大，这一 作用称 为空间作用。 • 水平框架体系的跨度与房屋宽度有关，宽 度不能太小，如果长度过大时也可不考虑 空间作用；而且，少数哦排架承受荷载 （吊车）时，即使无山墙，通过屋盖刚性 也应考虑一定的空间作用
土木工程概论教案结构
支承 方式
无铰拱
拉杆拱
第三章 土木工程的基本结构形
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拱桥
赵州桥-----世界 最古老的现存完好 的大跨度单孔敞肩 坦弧石拱桥。
迪拜将建世界上最 高跨距的拱桥。巨 型拱桥将高达205 米。
第三章 土木工程的基本结构形
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房屋建筑(工程)分类
民用建筑 使用性能 工业建筑 农业建筑 建筑分类 层数 居住建筑 公共建筑
当板的长边比短边 长很多时，板上的 荷载主要沿短边方 向传递到支承构件 上，而沿长边方向 传递的荷载则很少， 根据理论分析，当板的长边与短边之比 l2/l1>2时， 可以忽略不计，这 样的四边支承板仍 沿l2方向传递的荷载不超过6%，因此规定，对四边 认定其为单向板 支承板当l2/l1>2时为单向板，当l2/l1<2时为双向板
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应力蒙皮结构
第三章 土木工程的基本结构形
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应力蒙皮结构
广州新电视塔建筑设计方案之一 蒙皮框架+混凝土核心筒
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多层结构
多层和高层结构主要应用于居民住宅 商场、办公楼、旅馆等建筑。多层与高 层建筑的界限，各国不一。我国以8层为 界限，低于8层者称为多层建筑，8层及8 层以上者称为高层建筑
多层结构常用的结构形式为混合结构 、框架结构。
第三章 土木工程的基本结构形
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梁的分类
矩形梁 T形梁 倒T形梁 L形梁 截面 形式 Z形梁 箱型梁 槽形梁 空腹梁 所用 材料 预应力混凝土梁 混凝土梁 钢 梁
叠合梁
第三章 土木工程的基本结构形 8
钢混凝土梁
梁的分类
简支梁 梁的两端搁置在支座上，但支座 仅使梁不产生垂直移动，可自由转动。为 使整个梁不产生水平移动，加设铰支座和 滚动支座。...
土木工程概论思考题汇总
《土木工程概论》复习思考题第1章绪论1。
1“土木”二字的由来?土木工程有哪三大要素？答:土木工程是一门古老的学科，泥土（随后的砖石）及木材是中国古代建造的主要用材，这反映了这门学科的历史悠久.材料、理论、建造技术是土木工程的三大要素。
1。
2土木工程经历了哪几个发展时期?各时期有哪些最主要的标志？1.3土木工程包含哪些范围？答：建筑工程，桥隧工程,道路工程,地下工程，市政工程，水利工程。
1.4土木工程与其他物品（如飞机、汽车等）的最大区别是什么?答：土木工程涉及到生活的方方面面，是人类文明的基础性工程。
从建设者角度称之为的土木工程，从投资者角度属于固定资产投资中的不动产投资.1。
5土木工程的项目全过程可以划分为哪四个阶段？每个阶段有哪几个要素？第2章工程力学2.1力的三要素是什么？有哪两种外力？试举例说明。
答：力的大小，方向，作用点。
主动力（如重力）和约束力(如支持力）2.2物体内力与外力大小相等、方向相反依据的是什么定理？答：二力平衡公理。
2。
3何谓物体的弹性变形？何谓塑性变形？哪个指标反映物体抵抗弹性变形的能力？塑性变形有什么工程意义？答：弹性形变：当外力消除后，能完全恢复原来形状。
塑形形变:当外力消除后仍保持受力时的形状。
弹性模量在锻压、轧制、拔制等加工过程中,这类利用塑性变形而使材料成形的加工方法，统称为塑性加工，一次制造工程用基本材料.2.4何谓正应力、何谓剪应力？为剪应力。
2。
5物体有哪几种基本受力状态？l/2 l/2答：拉伸与压缩，弯曲,剪切，扭转2.6土木工程有哪些基本构件？其受力状态如何？答:梁：水平放置的构件；主要承受弯矩和剪力，有时也承受扭矩。
板：主要承受弯矩和剪力，与梁类似。
柱(墩)：竖向放置构件；主要承受轴力和弯矩。
墙：竖向放置构件；主要承受轴力和弯矩，与柱相同。
杆：仅承受轴力，包括拉力和压力。
索：仅承受拉力。
拱:以承受压力为主.壳：两个方向承受压力为主；形状呈曲面.膜:两个方向承受拉力；形状呈曲面。
土木工程概论3土木工程结构的基本形式(建筑工程)
土木工程概论
（2）框架结构
受力特点：采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向结构， 并同时承受水平荷载。
北京长城饭店
土木工程概论
（3）框架－剪力墙结构
剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，因其抗剪能力很强， 故得此名。
广州中天大厦
土木工程概论
（4）筒体结构
受力特点：利用房间四周墙体形成的封闭筒体（也可利用房屋外 围由间距很密的柱与截面很高的梁组成一个形式上像框架，实质 上是一个有许多窗洞的筒体）作为主要抵抗水平荷载的结构。
土木工程概论
楼盖的类型
a. 有梁楼盖 b. 无梁楼盖 c. 交叉密肋型
无梁楼盖 d. 混凝土与压
型钢板、钢 梁组合楼盖
土木工程概论
按施工方法楼盖又分为装配式和现浇式两大类型
土木工程概论
桁架
土木工程概论
桁架结构：由以铰接三角形为单元 (空腹桁架是刚接四边 形)格构体系
与梁相比桁架的优点：
土木工程概论
混凝土梁常用截面形式：
矩形截面（一般梁高度是宽的2~3倍 —— 可用较小截面获得较大
抗弯承载力和刚度）
扁梁：宽大于高的梁，用于梁高受限制时 T 形截面梁：如梁与板整 浇在一起，把与梁相连一定 宽度范围内的板也可看作梁 的一部分，形成 T形截面梁
土木工程概论
钢梁截面形状
钢梁材料强度高(所需截面尺寸小，所以自重较轻)，塑性好， 便于加工安装，使用范围广
土木工程概论
1、平面形或直线形构件 1）板
板的长、宽两方向的尺 寸远大于其高度；
板的作用效应主要为受 弯
土木工程概论
单向板：
两边支承的矩形板或长边l 2与短边l 1之比 l 2／l 1 > 2 的四边支承矩形板
土木工程概论全部课件
列砌筑组成单孔孤形。桥大拱两端之肩上又各设两个小拱，这些敞开的小拱 减轻桥身重量的同时，又起到了减少流水冲力、加速畅洪的作用，设计可谓 非常科学合理。世界第12个土木工程里程碑（1991，ASCE）
单孔弧形石拱桥
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二 近代土木工程
1.近代土木工程的时间跨度： 17世纪中叶－>第二次世界大战前后。
展；
2.综合性： 多学科、多工种、多种技术和材料的综合；
3.实践性： 经验的重要性、对实践的依赖性。
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§2 土木工程发展历史
一 古代土木工程 二 近代土木工程 三 现代土木工程
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
一 古代土木工程
1.时间跨度-旧石器时代（公元前5000年起）-17世纪 中叶，没有设计理论，靠经验，材料自然，工具简单
3 英语的民用工程”Civil Engineering” ，怎么会 译成土木工程 呢?
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二 分类
1. 地上：房屋建筑工程，道路工程，铁路工程，桥 梁工程，给排水工程，机场工程
2. 地下：隧道工程 ，矿山工程，陵墓
3. 水中：水利工程（运河、大坝、水库等），港口 工程，海洋工程。
房屋建筑
2.古代土木工程几种典型的结构形式-砖、石、木。
3.中西古建筑之特点：中国多以木构架加砖墙为主，而 西方大多是砖石结构。 原因是什么？
4.代表性工程介绍
(建筑) 应县木塔，佛光寺祖师塔 (水利) 都江堰水利工程
土木工程概论 电子版
土木工程概论学习指导资料一.课程基本信息课程名称: 土木工程概论英文名称: Introduction to Civil Engineering课程类别:基础课学时: 34 学分: 2二、教学目的及要求《土木工程概论》课是为新入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广启发性较强的基础课。
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，自觉地主动地学习。
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1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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、荷载组合的概述。
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一、土木工程专业培养目标和人才素质要求
(三)对所培养人才的素质要求 1.技术素质 2.人文素质 3.拓宽专业，加强基础和应变能力
二、土木工程概论课程的任务
面对充满挑战的新世纪，知识经济的端倪已在全世界 范围显现。知识经济的发展对人才及人才培养的模式 提出了更高的要求，土木工程学科同样面临着全面的 改革。本书的编写主要是实现两个目标:一是使学生较 全面地了解土木工程所涉及领域的内容和发展情况， 初步构建专业基础;二是为学生提供一个清晰和有逻辑 性的工程学科的基本概念和方法，帮助学生初步树立 专业思想和方法。
一、土木工程专业培养目标和人才素质要求
土木工程具有以下四个基本属性 (1)社会性。土木工程随社会不同历史时期的科学技术 和管理水平而发展。 (2)综合性。土木工程是运用多种工程技术进行勘测、 设计、施工工作的成果。 (3)实践性。由于各种影响土木工程的因素既众多又错 综复杂，使得土木工程对实践的依赖性很强。 (4)技术、经济和艺术统一性。土木工程是为人类需要 服务的，它必然是每个历史时期技术、经济、艺术统 一的见证。
四、土木工程建设程序与法规
(4)掌握建设法规体系、工程建设程序、工程建设执 业资格、城市规划、工程勘察设计、工程发包与承 包、工程建设施工、工程建设监理、职业资格制度 暂行规定等各个方面的内容。
五、土木工程分类
我国将土木工程分为如下分支:房屋工程、铁路工程、道 路工程、机场工程、桥梁工程、隧道及地下工程、特种 工程结构、给排水工程、城市供热供燃气工程、交通工 程、环境工程、港口工程、水利工程等学科。其中有些 分支，如水利工程，由于自身工程的不断增多及专门科 学技术的发展，也已从土木工程中分化出来成为独立的 学科体系，但在很大程度上仍具有土木工程的共性。美 国将土木工程概括为五个方面:建筑工程、交通运输工程、 近海和水利工程、动力工程、公共卫生工程。
土木工程材料与基本结构形式
基本结构简介
新石器时代
第二讲：土木工程材料与基本结构形式
基本结构简介
第二讲：土木工程材料与基本结构形式
重岩自然石包括：花岗岩（granite）、砂岩（sandstone）、 石灰石（limestone）等。
轻 岩 自 然 石 包 括 ： 贝 壳 石 灰 岩 （ coquina ） 、 凝 灰 岩 （tuff）。
采用的石料分为料石（ashlar）及毛石（rubble）两类。
第二讲：土木工程材料与基本结构形式
NALC、FCLC墙板等。
第二讲：土木工程材料与基本结构形式
土木工程材料的发展
4.2.混凝土 混凝土应以“轻质、高强、高性能”作为主要发展方向。
（1）提高结构混凝土的强度。 （2）发展轻混凝土。 （3）发展改性混凝土。 （4）广泛使用外加剂、合理使用掺和料。 （5）逐步改造混凝土生产工艺。 （6）大力提高混凝土质量。 （7）加强基础理论研究 。
利用钢板和各种型钢通过连接可组成各种形状的截面。
第二讲：土木工程材料与基本结构形式
常用材料简介
钢结构的主要优缺点： 主要优点：
（1）结构重量轻 钢容重与屈服点的比值相对较低，钢结构构件截面较 小，重量较轻。一般为钢筋混凝土结构的1/2-1/5。特 别适用于大跨、超高、承载重的结构。
（2）结构性能好 钢材塑性、韧性好，变形能力强，计算准确性好，可 靠性高。
常用材料简介 (2).砖 砖（brick）由粘土烧制而成，分为红砖和青砖。标准砖的 规格为240mm×115mm×53mm。有实心砖、空心砖两类。 承重空心砖的孔洞一般是竖向的,空心砖厚度较大，重量较 轻，有利于加快砌筑进度。
第二讲：土木工程材料与基本结构形式
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一端铰支座—表示它可以自由转动但不能平移 另一端滚动支座—表示它既可转动,也可平移
梁的实际支承构造与理想的铰支经常有差别
简支梁属静定结构（只用力的平衡原则即可算出内力）
简支梁一般小跨度时用
⑵ 连 续 梁： 具有两个或两个以上支座的梁
结构刚度大, 整体性好, 局部破坏不一定导致整个结构破坏 支座不均匀沉降,会引起附加内力
抗弯承载力和刚度）
扁梁：宽大于高的梁，用于梁高受限制时 T 形截面梁：如梁与板整 浇在一起，把与梁相连一定 宽度范围内的板也可看作梁 的一部分，形成 T形截面梁
钢梁截面形状
钢梁材料强度高(所需截面尺寸小，所以自重较轻)，塑性好， 便于加工安装，使用范围广
钢材易生锈，防火性能较差，需定期进行维护
钢梁可由型钢直接制作，最常用的截面形式有 普通工字形截面和宽翼缘工字形截面
4、房屋竖向承重结构
▪ 概念：由柱、墙 和用墙做成的井筒 组成房屋的竖向结 构。
它是房屋的主 体结构。主要承受 房屋的全部重量并 把它们通过基础传 给地基。
建筑工程的类别 和建筑结构体系
房屋建筑工程的类别有多种分法。 可按房屋的使用性质分；按房屋结构所 采用的材料分；也可按房屋主体结构的 型式和受力系统（结构体系）分。建筑 师习惯于第一种，结构工程师和施工工 程师习惯于第二、尤其是第三种分法。
荷载作用方向与墙 面平行
作用效应主要为受 压。
2、直线形杆件或曲面、 曲线形构件
1) 1）杆
截面尺寸远小于其长度的构 件，主要承受轴向压力或拉力。 组成平面桁架或空间网架。
2）拱
由曲线形构件（拱圈）或折 线形构件及其支座组成，在荷载 作用下主要承受轴向压力，有时 也承受弯矩和剪力。它比同跨度 的梁要节省材料。
土木工程概论3土木工程 结构的基本形式
2020/8/13
建筑工程就是 房屋工程。它是兴 建房屋的规划、勘 察、设计（建筑、 结构和设备）施工 的总称，目的是为 人类生产与生活的 场所。
竹屋
石柱群
香港维多利亚海湾建筑群
单层装配式钢筋混凝土厂房
基本构件与扩展构件
建筑结构基本构件 一般分为板、梁、
单向板：
两边支承的矩形板或长边l 2与短边l 1之比 l 2／l 1 > 2 的四边支承矩形板
双向板：
长边l2与短边l1之比
小于2的四边支承矩形板
2）梁
梁的截面宽度和高度尺寸远小于 其长度尺寸
其作用效应主要为受弯和受剪
混凝土梁常用截面形式：
矩形截面（一般梁高度是宽的2~3倍 —— 可用较小截面获得较
(2) 网架是高次超静定空间结构，安全度大
(3）网架结构整体空间刚度大，稳定性能及抗震性能好，安 全储备高，对于承受集中荷载、非对称荷载、局部超载、 地基不均匀沉陷等均为有利
(4）便于定型化、工业化、工厂化、商品化生产，集装箱运 输，零件尺寸小，重量轻，便于存放、装卸、运输和安装 ，现场安装不需要大型起重设备
独立基础
建筑物上部采用框 架结构或单排架结 构承重时，基础通 常为阶梯形、锥形 和杯形等形式，此 类基础为独立基础 。
联合基础
有筏型基础、箱形基础、 柱下十字交叉基础等类型 ，此类基础对于跨越软土 地基更加有利。
1、平面形或直线形构件
1）板
板的长、宽两方向的尺 寸远大于其高度；Biblioteka 的作用效应主要为受 弯3）壳
由曲线形板与作为边缘构件的梁、 拱或桁架组成，是一种空间形的结构构 件，主要承受压力。犹如蛋壳以最薄的 壳面能构成强大的蛋体一样，能以较小 的构件厚度形成承载能力很高的结构。
3、房屋水平方向结构
▪ 概念：由板、梁或用杆件做成的桁架、网架组成。它一般是房 屋的楼盖和屋盖。
▪ 楼盖的类型
a. 有梁楼盖 b. 无梁楼盖 c. 交叉密肋型
梁跨度较大时，可将钢板 焊成组合工字形或箱形截面
普通工字形截面钢梁高度 取其翼缘宽度的3~5倍
钢-钢筋混凝土组合梁 受压区用混凝土和受拉区用钢，二者通过抗剪连接件连 接形成(防止水平一层层间的错动)的组合结构
充分利用了钢和混凝土 各自的强度特点
结构延性好 承载力高 自重轻
按常见支承方式
(1) 简 支 梁 梁两端简单搁置在支座上，支座限制梁不产生垂直
⑶悬臂梁
梁一端固定在支座上，既不能转动也不能水平和垂直移动 (固定支 ),另一端可自由转动和移动 (自由端）
广泛用于阳台、雨蓬、体育场看台罩棚等
4) 3）柱
柱的截面尺寸远小于其高度，荷载作用方向与柱轴线平行。 属于竖向承重构件。主要承受梁传来的压力以及柱自重。
4）墙
墙的长宽两方向尺 寸远大于其厚度
柱、墙、 基础、拱等
1、基础
位于建筑物底部，承受建筑物上部结构的重量 ，并将这些重量与本身的重量一同传给地基。
常用材料：砖、石、混凝土或钢筋混凝土 等。
埋置深度一般不超过5m，只需经挖槽、排水等 施工工序的基础称为浅基础。 常见的浅基础有条形基础、独立基础和联合基 础。
条形基础
宽度和高度远远小于长度的基础，又称 带形基础。
无梁楼盖 d. 混凝土与压
型钢板、钢 梁组合楼盖
▪ 按施工方法楼盖又分为装配式和现浇式两大类型
▪ 桁架
桁架结构：由以铰接三角形为单元 (空腹桁架是刚接四边 形)格构体系
与梁相比桁架的优点：
桁架是把梁纵截面上受力较小的中间部分挖空, 到只 几根小截面连杆而成
（1） 受力合理，重量变轻， 适用跨度 ＞ 梁结构 （2） 桁架节点一般假定铰结, 设计计算简单 （3） 桁架由杆件拼装组成，体系多样化 (平行弦桁架、三 角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等), 适应性强 ⑷ 施工方便，桁架可整体制造后吊装，也可在施工现 场高空拼装
1.按房屋的使用性质分
（1）住宅建筑
如别墅、宿舍、公寓 等。这类建筑对房屋使用 的布局、朝向、采光、隔 热、隔音等建筑技术问题 有较高要求。主要结构构 件为楼板、墙体，建筑层 数1-2层至10-20层不等。
网架结构 由许多杆件从两个方向或几个方向按一定规律组成
的高次超静定空间结构（能承受来自各个方向的荷载，最
常见的大跨度结构形式，杆件采用钢管或型钢现场安装）
空间结构—网架
网架与平面桁架结构相比的特点：
(1) 多向受力的空间结构，比单向受力的平面桁架适用跨度 更大（一般30→60m，甚至60m以上）