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？

称为剪应力。

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。

2.7试计算图示简支梁受集中荷载跨中截面C的弯矩。

2.8土木结构有哪三个基本问题？

强度(strength)、刚度(stiffness)和稳定( stablity)是土木结构的基本问题。

2.9土木结构的荷载按其性质可以分为哪三类？荷载最大的特点是什么？

答：（1）永久荷载（2）可变荷载（3）偶然荷载

直接以力的形式作用于结构

第三章工程材料

3.1试比较土木工程常用结构材料：砖、木、钢和混凝土的抗压强度。

答：由大到小分别为：钢，混凝土，木，砖

3.2材料的吸水率主要与什么有关？干湿变形会产生什么不利后果？

答：取决于材料的孔隙率和孔隙特征，变形受到约束时，湿胀可能会导致空鼓；干缩可能会导致缝隙；当两种变形率不同的材料结合在一起时，会在材料中产生附加拉应力，超过材料抗拉强度时会导致开裂。

3.3试比较土木工程常用结构材料的导热性能和温度变形？

3.4影响材料耐久性的不利环境因素有哪几种作用？

答：环境不利因素包括物理作用、化学作用和生物作用。

物理作用

主要有干湿交替、温度变化、冻融循环等，这些变化会使材料产生膨胀或收缩、导致部裂缝的扩展，长久作用后使材料发生性能退化甚至破坏。

化学作用

受酸、碱、盐等物质的水溶液或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成成分发生变化，而引起性能退化甚至破坏，如钢材的锈蚀。

生物作用

材料受到虫蛀或菌类侵害引起腐朽导致性能退化甚至破坏。是影响木材等有机材料耐久性的主要因素。

3.5胶凝材料有哪些种类？主要的用途是什么？

答：常用的有石灰、石膏、水玻璃、水泥、沥青、环氧等。主要用作砂浆和混凝土，还可以用于加固地基土。

3.6水泥有哪些性能指标？

答：凝结时间：初凝（加水搅拌到失去可塑性的时间）不小于45min；终凝（加水搅拌到开始产生强度的时间）不大于390min。

安定性：水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。当硬化过程中发生了不均匀的体积变化时会导致水泥石膨胀开裂、翘曲。

强度等级(28天强度，MPa):32.5、42.5、52.5、62.5。

水化热：水泥水化过程是放热过程。对于大体积混凝土，过高的水化热将导致部温度（最高达50~70 ℃）大大高于外表面；部膨胀受到外表面约束，使外表面产生很大的拉应力，导致开裂。

收缩：水泥在硬化过程中的收缩包括化学收缩和干缩。水化后的固体体积比未水化水泥和水的总体积小称为化学收缩；随着水泥浆中多余水分的蒸发引起的收缩称干缩。

3.7钢材有哪些特点？按外形可以分为哪几类？钢结构的连接方式有哪些?

答：（1）强度高（普通200~500MPa，最高1960MPa）；拉、压强度相同；不耐腐蚀，易生锈。

（2）按外形分为板材（钢板），线材（钢筋），型材（型钢）。其中钢筋又分为光面钢筋，变形钢筋，钢丝，钢绞线。

（3）焊接、铆接、螺栓。

3.8木材有哪些特点？木结构的连接方式有哪些?

答：（1）轻质、易加工、可燃、易腐、干缩后会开裂。顺纹强度与横纹强度差异大；强度受含水率影响大。

（2）榫接、螺栓、钢钉、螺钉。

3.9砖的特点是什么？

答：抗拉强度比抗压强度低得多；耐久性、耐高温性和耐火性较好。

3.10粗集料和细集料是如何区分的？为什么要尽量减小混凝土中集料的总表面积和集料间的空隙？如何减小？

答：（1）粒径<4.75mm的集料为细集料，俗称砂；粒径>4.75mm的集料为粗集料，俗称石。

（2）在混凝土中，集料间的空隙由水泥浆填充，为节省水泥、减小收缩，应尽量减小集料的总表面积和集料间的空隙。

（3）集料总表面积通过集料粗细程度控制；集料间的空隙通过颗粒级配来控制。

3.11混凝土的特点是什么？为什么要在素混凝土中放置钢筋？

答：（1）抗压强度高、抗拉强度低（抗压强度的1/8~1/16），硬化过程中会收缩。

（2）承载高（是同等尺寸素混凝土梁的20多倍）；

发挥钢筋与混凝土各自优势(混凝土受压，钢筋受拉）；

取长补短（混凝土包裹钢筋，钢筋不宜锈，有利防火）带裂缝工作。

3.12对钢筋混凝土施加预应力的目的是什么？

答：可建造不允许开裂的混凝土结构；

刚度大大提高，可建造跨度更大的结构；

可使用高强钢筋。

3.13未来的土木工程材料将向哪些方向发展？

答：绿色材料：采用洁净生产技术；少用天然资源和能源、大量使用工农业或城市废气物生产无毒害、无污染、可回收再利用的材料。

纤维材料：碳纤维，芳纶纤维，玄武岩纤维

高性能混凝土：高强，高耐久性，高流动性。

智能材料：（1）自感知材料通过传感器能自动感知材料中的异常应力、应变等信息，从而发出报警。

（2）当混凝土中出现裂缝时，能自动释放粘结剂粘合裂缝。

第4章地基基础

4.1地基基础的要什么？

答：（1）作用于地基的荷载不超过地基的承载能力（地基土的强度问题）；

（2）控制基础沉降使之不超过允许值（地基土的变形问题）。

4.2土的基本三相比例指标是哪三个？

答：比重、天然密度、含水量

4.3何谓黏性土的塑限和液限？塑性指数和液性指数分别反映了土的什么性质？

答：黏性土的塑限是指土由可塑状态过渡到半固体状态时的界限含水率（Wp）。

黏性土的液限指土从流动状态转变为可塑状态的界限含水率。

塑性指数在一定程度上综合反映了影响黏性土特征的各种重要因素(土的颗粒组成，土的矿物成分以及土中水的离子成分和浓度等)。