1、版权所有，违者必究1土木工程概论土木工程概论 主 讲 人： 贾东平（教授）2前言n学习意义n学习方法q理论与实践相结合q开拓视野，扩大知识面和阅读面n课程考核：q成绩按课程论文课程论文成绩和平时成绩平时成绩综合评定，其中论文成绩占70%，平时成绩占30%。n答疑：q结构实验室三北五（文昌校区）。3土木工程概论课程论文要求 n论文相关内容 q围绕感兴趣的土木工程领域的一个问题一个问题，发表一个观点一个观点，阐述一下理由一下理由，得出一个结论一个结论。n课程论文要求：q在上述要求的范围内，广泛搜集资料，在此基础上就某一问题进行思考，对这一问题产生的原因和可能的解决途径提出自己的看法和合理的建议；q
2、按正式出版科技论文的格式，包括：题目、姓名班级学号、摘要、关键词、正文、参考文献等内容；q字数要求3000字左右，不少于2500字。n提交q课程结束后2周交上来。4评价标准：q优秀（85以上）：论文内容新颖，数据翔实，有自己的观点且观点正确，结论合理；阅读广泛，具体参考文献数目大于10篇（最好能有外文参考文献）；语言通顺，文理清晰；字数在3500以上；q良好（75-85）：论文内容新颖，数据翔实，有自己的一定观点；阅读广泛，具体参考文献数目大于8篇；语言通顺，文理清晰；字数在3000以上；q中等（65-75）：论文内容较新颖，数据较翔实；阅读广泛，具体参考文献数目大于6篇；语言通顺，文理清晰；
3、字数在3000以上；q及格（60-65）：论文内容一般；阅读较广泛，具体参考文献数目大于4篇；语言基本通顺，文理基本清晰；字数在2500以上；q不及格（60以下）：论文内容空洞；阅读面较窄；语言晦涩，文字潦草；字数在2500以下；5课外阅读书目n刘伯权 主编. 土木工程概论. 北京:科学出版社,2009 n贾正甫 李章政 主编. 土木工程概论. 四川大学出版社,2006.9n陈守兰 主编. 土木工程施工技术. 北京:科学出版社,2010 n柯昌君, 马可栓 主编. 土木工程材料. 北京:科学出版社,2010 n金伟良 赵羽习 著. 混凝土结构耐久性. 北京 科学出版社, 2002.9.n建筑施
4、工、工业建筑、建筑技术、建筑结构、建筑师、建筑结构学报、土木工程学报、建筑经济、建设监理及各大学学报等期刊。6目 录n第一章 综述n第二章 工程材料n第三章 土木工程的基本结构形式n第四章 土木工程与工程结构n第五章 土木工程荷载n第六章 基础工程n第七章 结构的使用性和耐久性n第八章 数学和力学与土木工程n第九章 抗震结构工程n第十章 工程事故和工程加固以及房屋增层7目 录n第十一章 建筑施工n第十二章 工程与经济n第十三章 施工管理n第十四章 国际工程承包n第十五章 建设监理n第十六章 房地产业与物业管理n第十七章 计算机在土木工程中的应用n第十八章 土木工程的未来n第十九章 土木工程专业
5、介绍8第1 章 绪论n1 土木工程基本概念n2 土木工程发展历史n3 土木工程的重要性及建设与使用n4 几个与土木工程相关的重大问题n5 土木工程伟大的战略部署n6 土木工程的未来91 土木工程基本概念一一 定义定义q1. 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建设在地上、地下、水中的各类工程设施；也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术活动。q2 土木工程英语为”Civil Engineering”，直译是民用工程。q3 英语的民用工程”Civil Engineering” ，怎么会译成土木工程 呢? 10二 分类n1. 地上：房屋建筑工
6、程，道路工程，铁路工程，桥梁工程，给排水工程，机场工程n2. 地下：隧道工程 ，矿山工程，陵墓n3. 水中：水利工程（运河、大坝、水库等），港口工程，海洋工程。 房房屋屋建建筑筑水水利利工工程程道道路路工工程程11三、应用范围土木工程的范围: 非常广泛，与人们的衣、食、住、行和各种工业生产息息相关。土木工程专业学习的核心内容：各种土木工程设施的规划、勘测、设计、施工、管理和维修。12四、土木工程的基本属性n1.社会性：q（1）任何个人和社会团体都离不开它；q（2）随不同的社会历史时期的科学技术和管理水平而发展；n2.综合性：q多学科、多工种、多种技术和材料的综合；n3.实践性：q经验的重要性、
7、对实践的依赖性。132 2 土木工程发展历史土木工程发展历史一一 古代土木工程古代土木工程二二 近代土木工程近代土木工程三三 现代土木工程现代土木工程141.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) 都江堰水利工程一 古代土木工程15古代土木工程-山西应县木塔山西应县木塔 应县木塔应县木塔位于山西省位于山西省应县西街北侧，建于公元应县西街北侧，建
8、于公元10561056年，因塔身全部用年，因塔身全部用木木质质构成，俗称木塔。构成，俗称木塔。塔为塔为楼阁式楼阁式，用，用优质优质松木松木建成，建成，高高6666米米，底层，底层直径直径3030米，平面呈八角形。米，平面呈八角形。塔刹高塔刹高1010米，结构设计精米，结构设计精巧，具有抗震、防灾、防巧，具有抗震、防灾、防火和防雷能力，保存至今火和防雷能力，保存至今已近千年，国内外现存已近千年，国内外现存最最古老最高大的木结构塔式古老最高大的木结构塔式建筑建筑 。16古代土木工程-山西佛光寺祖师塔山西佛光寺祖师塔在山西省五台县在山西省五台县五台五台山山的佛光寺内。祖师的佛光寺内。祖师塔建于塔建于
9、北魏北魏孝文帝时孝文帝时期（公元期（公元471-499471-499年），年），是创建佛光寺的是创建佛光寺的初祖初祖禅师的墓塔禅师的墓塔，塔身用，塔身用青砖青砖砌成砌成, ,高约八米高约八米, ,呈六角平面，呈六角平面，砖结构砖结构。 17古代土木工程-万里长城万里长城 始建始建于于20002000多年前的多年前的春秋战国时期春秋战国时期，最初用粘土和乱石，最初用粘土和乱石建造，秦朝统一中国之后联成万里长城。汉、建造，秦朝统一中国之后联成万里长城。汉、明两代又曾大明两代又曾大规模修筑规模修筑，世界奇迹世界奇迹。 长城是为了防备北方游牧民族的工事。长城是为了防备北方游牧民族的工事。两道平行的城墙
10、两道平行的城墙，中间用土填满、夯实中间用土填满、夯实。主要用。主要用砖石砌筑砖石砌筑18古代土木工程-埃及金字塔埃及金字塔 金字塔是古埃及的国王法老的金字塔是古埃及的国王法老的陵墓陵墓。其中，。其中，胡夫的金字塔规模最大，胡夫的金字塔规模最大，建筑技巧高超建筑技巧高超。塔身的石块之间，没有任何水泥之类的粘着物，而是一。塔身的石块之间，没有任何水泥之类的粘着物，而是一块石头叠在另一块石头上。每块石头都磨得很平，至今已历时数千年，块石头叠在另一块石头上。每块石头都磨得很平，至今已历时数千年，人们也人们也很难很难用一把锋利的用一把锋利的刀刃插入石块之间刀刃插入石块之间的缝隙，所以能历数千年而的缝隙，
11、所以能历数千年而不倒，这不能不说是建筑史上的奇迹。不倒，这不能不说是建筑史上的奇迹。巨石结构巨石结构19古代土木工程-都江堰水利工程都江堰水利工程20古代土木工程-都江堰水利工程都江堰水利工程n公元前256公元前251年，秦国蜀郡太守李冰父子率众修建；世界上最长的无坝引水枢纽；n由鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三部分组成。鱼嘴起分流和减灾作用，将岷江分为内外江；飞沙堰起泄洪、排砂作用；宝瓶口起分流和灌溉作用。n鱼嘴，利用装满卵石的竹笼堆放在江心形成的狭长小岛，形似鱼嘴，江水流经鱼嘴，便被分为内外江。n飞沙堰的设计利用了“回旋流”理论，溢洪道前修有弯道，江水溢洪流经这里会形成环流，从而将泥沙携裹带入外江，
12、这样就不会淤塞内江和宝瓶口水道。n宝瓶口，宽13.3m、宽26.6m、高53.3m，在玉垒山凿出的山口，形似瓶口。21古代土木工程-京杭大运河京杭大运河我国的京杭大运河北起我国的京杭大运河北起北北京京，南，南到杭州到杭州，流经冀、鲁、，流经冀、鲁、苏、浙苏、浙四省四省，沟通海、河、，沟通海、河、淮、长江、钱塘江淮、长江、钱塘江五大水系五大水系, ,全长全长1,7941,794千米千米，是，是世界最世界最长的人工河长的人工河。长度居世界第长度居世界第三的苏伊士运河，只有它的三的苏伊士运河，只有它的1 11010。这段运河开凿至今已有这段运河开凿至今已有24002400多年多年历史了。是我国历史上
13、可与万里历史了。是我国历史上可与万里长城媲美的伟大工程。长城媲美的伟大工程。22古代土木工程-赵州桥赵州桥 河北省赵县，是世界桥梁史上第一座河北省赵县，是世界桥梁史上第一座单孔弧形石拱桥单孔弧形石拱桥，距今已有，距今已有14001400年的历史年的历史。赵州桥全长赵州桥全长6464米米。通体为巨大。通体为巨大花岗岩石块花岗岩石块组成，组成，2828道独立石拱纵向并列道独立石拱纵向并列砌筑组成砌筑组成单孔孤形单孔孤形。桥大拱两端之肩上又各设。桥大拱两端之肩上又各设两个小拱两个小拱，这些敞开的小拱减，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，设计可谓非轻桥身重量的同时
14、，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。世界第常科学合理。世界第1212个土木工程里程碑（个土木工程里程碑（19911991，ASCEASCE）单孔弧形石拱桥单孔弧形石拱桥23二二 近代土木工程近代土木工程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。3.推动土木工程的发展具有重大意义的几件大事：24近代土木工程近代土木工程-大事记大事记n1关于两门新
15、科学的对话的发表（公元1638年）q 意大利物理学家和天文学家伽利略在公元1638年发表了关于两门新科学的对话，论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首次用公式表达了梁的设计理论。n2 力学三大定律（公元1687年）q英国科学家牛顿在公元1687年总结出了力学三大定律，为土木工程的力学分析奠定了基础。n3曲线的变分法（公元1744年）q瑞士数学家欧拉于公元1744年出版了曲线的变分法，建立了柱的压屈理论，得到柱的临界应力公式，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。n4 波兰特水泥的出现（公元1824年）q英国人阿斯普丁取得了“波兰特”水泥的专利权，1850年开始生产。25近代土木工程近代土木
16、工程-大事记大事记n5许用应力分析法（公元1825年） q法国科学家纳维建立了土木工程结构设计的许用应力分析法，19世纪末，里特尔等人又提出了极限平衡分析的概念，他们都为土木工程结构理论打下了基础。n6 转炉炼钢法（公元1859年）q贝塞麦转炉炼钢法出现，使得钢材大量应用于土木工程之中，促进了土木工程的发展。n7 钢筋混凝土（公元1867年）q法国人莫尼埃发明了钢筋混凝土，钢筋混凝土开始应用于土木工程中。n8 钢筋混凝土楼板和预应力混凝土楼板的出现q公元1886年，美国人杰克逊应用钢筋砼制作楼板并应用预应力混凝土制作配件。26近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例1美国美国1010层保险公司
17、大楼层保险公司大楼公元公元18831883年年- - 18831883年年，美国，美国芝加哥建成了芝加哥建成了世界上第一世界上第一个用钢铁框架个用钢铁框架作为承重结作为承重结构的保险公司大楼，是真正构的保险公司大楼，是真正意义上的意义上的钢结构钢结构，被誉为，被誉为现代高层建筑的开端。现代高层建筑的开端。是世界上第一幢按现代钢框是世界上第一幢按现代钢框架结构原理建造的高层建筑，架结构原理建造的高层建筑，共共1010层，高层，高5555米，开摩天大米，开摩天大楼建造之先河。楼建造之先河。 27近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例2 2 法国埃菲尔铁塔法国埃菲尔铁塔公元公元18891889年，
18、法国工程师古斯年，法国工程师古斯塔夫塔夫 埃菲尔完成了他的惊世埃菲尔完成了他的惊世之作之作埃菲尔铁塔。它是巴黎埃菲尔铁塔。它是巴黎展览会的标志性建筑。展览会的标志性建筑。镂空结构铁塔，高镂空结构铁塔，高300米，天线米，天线高高24米，总高米，总高324米。分为米。分为3楼，楼，其中其中1、2楼设有餐厅，第楼设有餐厅，第3楼建楼建有观景台。从塔座到塔顶共有有观景台。从塔座到塔顶共有1711级阶梯，共用去钢铁级阶梯，共用去钢铁7000吨，吨，12000个金属部件，个金属部件，259万万只铆钉。只铆钉。 28近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例n3 铁路工程的兴起q公元1825年英国人斯蒂芬森
19、斯蒂芬森在英格兰北部斯托克顿和达灵顿之间修筑了世界上第一条长21km的铁路。n4 苏伊士运河和巴拿马运河的开凿（1869，1914）q公元1859年-1869年，苏伊士运河开凿，将地中海和印度洋连接起来；q公元1881年-1914年，中美洲的巴拿马共和国凿通了巴拿马地峡，使从太平洋到大西洋间的航程缩短了1万余公里。29近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例E苏伊士运河位于埃及境内，扼欧、亚、非三洲交通要道，使大西洋、地中海与印度洋联结起来，大大缩短了东西方航程。E苏伊士运河全长175公里，苏伊士运河从1859年开凿1869年峻工，属海平式水道。E与绕道好望角相比，从欧洲大西洋沿岸到印度洋缩短
20、5,5008,009公里；从地中海各国到印度洋缩短8千1万公里；是一条在国际航运中具有重要战略意义的水道。30巴拿马运河n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152304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。n1914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。31世界七大工程奇迹n巴拿马运河n荷兰北海保护工程n帝国大厦n金门大桥n伊泰普水电站n加拿大国家电视塔n英法海底
21、隧道32近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例5 5 纽约帝国州大厦（纽约帝国州大厦（19311931）19301930年动工，年动工，19311931年落成，只年落成，只用了用了410410天。天。102102层，层，总高总高381381米米，雄踞世界最高建筑的宝座雄踞世界最高建筑的宝座达达40年之久，直到年之久，直到1971年才被年才被世贸中心超过。世贸中心超过。钢筋混凝土结钢筋混凝土结构构。19451945年一架年一架B52B52轰炸机在浓雾轰炸机在浓雾中撞上帝国大厦，机毁人亡，中撞上帝国大厦，机毁人亡，帝国大厦第帝国大厦第7979层的边梁受到影层的边梁受到影响，电梯震落一部，但整体未
22、响，电梯震落一部，但整体未受到影响。受到影响。 33近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例6 6 美国旧金山金门大桥美国旧金山金门大桥 于于19331933年动工，年动工，19371937年年5 5月竣工，历时月竣工，历时4 4年和年和1010万多吨钢万多吨钢材，耗资达材，耗资达35503550万美元建成了当时万美元建成了当时世界上最大跨度世界上最大跨度的悬索桥。的悬索桥。从海面到桥中心部的高度约从海面到桥中心部的高度约6060米，又宽又高，所以即使涨潮米，又宽又高，所以即使涨潮时，大型船只也能畅通无阻。时，大型船只也能畅通无阻。 34近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例7 7 中国的京
23、张铁路（中国的京张铁路（1905-19091905-1909） 中国人自己设计的第一条铁路中国人自己设计的第一条铁路，詹天佑在美国耶鲁大，詹天佑在美国耶鲁大学完成铁路工程的学业，于学完成铁路工程的学业，于18881888年到中国铁路公司任工程师。年到中国铁路公司任工程师。19051905年，主持修建年，主持修建北京到张家口北京到张家口的铁路。的铁路。19091909年提前年提前2 2年完成，年完成，在中国和世界铁路史上留下了光辉的一页。在中国和世界铁路史上留下了光辉的一页。 35近代土木工程经典案例近代土木工程经典案例8 8 钱塘江大桥钱塘江大桥 (1937)(1937) 钱塘江大桥钱塘江大桥
24、第一座第一座由由中国人自己修建中国人自己修建的的钢铁大桥钢铁大桥工程。建工程。建成于抗日烽火之中，它不仅在中华民族抗击外来侵略者的斗争成于抗日烽火之中，它不仅在中华民族抗击外来侵略者的斗争中书写了可歌可泣的一页，是我国桥梁建筑史上的一座里程碑。中书写了可歌可泣的一页，是我国桥梁建筑史上的一座里程碑。茅以升茅以升主持的钱江大桥工程主持的钱江大桥工程, ,前后前后1414年，经历了建桥、炸桥、年，经历了建桥、炸桥、修桥三个时期，古今中外建桥中上史无先例。修桥三个时期，古今中外建桥中上史无先例。36三、现代土木工程三、现代土木工程1.现代土木工程的时间跨度 第二次世界大战后至今的五十余年时间。二战后
25、，许多国家经济大发展，科学技术出现了飞跃，导致了土木工程的发展。2.现代土木工程特点 （1）功能要求多样化 公共建筑和住宅建筑向智能化小区方向发展。 工业建筑向花园型工厂方向发展。 （2）城市建设立体化 高层建筑和超高层建筑的大量兴起。 地下工程的高速发展。 城市高架公路立交桥。37三、现代土木工程三、现代土木工程（3 3）交通工程快速化）交通工程快速化 1 1、高速公路大规模建设。、高速公路大规模建设。2 2、高速铁路系统的建设。、高速铁路系统的建设。3 3、大型航空港的建立。、大型航空港的建立。（4 4）工程设施大型化）工程设施大型化 为满足能源、环境、大众公共活动的需要，二战后，科技为满
26、足能源、环境、大众公共活动的需要，二战后，科技进步使得土木工程向大型多功能方向发展。进步使得土木工程向大型多功能方向发展。38四、世界大型现代土木工程实例1.1.桥梁桥梁2.2.隧道隧道3.3.高层建筑高层建筑39悬索桥世界第一悬索桥世界第一悬索桥世界第一：悬索桥世界第一：主桥主桥全长全长39113911米，米，主跨主跨19911991米米，跨越日，跨越日本神户市和淡路岛之间的明石海峡。這座大橋可以本神户市和淡路岛之间的明石海峡。這座大橋可以抗抗8.58.5級級地震地震，而且在每秒，而且在每秒風速為風速為8080米米的暴風下仍然可以確保安全。的暴風下仍然可以確保安全。40上海环球金融中心上海环
27、球金融中心 上海环球金融中心工程上海环球金融中心工程是一幢大型超高层建筑，位是一幢大型超高层建筑，位于于浦东陆家嘴浦东陆家嘴，与，与金茂大厦金茂大厦相距仅相距仅4040米。塔楼地上米。塔楼地上101101层层，地面以上，地面以上主体净高主体净高492492米米。比金茂大厦高比金茂大厦高7272米，米，20082008年春季建成年春季建成。 41长大隧道工程长大隧道工程n国外：1、瑞士圣哥达新铁路隧道-57km，世界最长，2016年建成2、英吉利海峡隧道-50.3km，三条长50km的平行隧洞组成，总长度153km 3、青函海底隧道(日本本州的青森与北海道的函馆 )-53.8km，世界上最长的一
28、条铁路隧道n中国：1、大瑶山隧道-最长双线电气化铁路隧道全长14295米 2、秦岭隧道-中国最长世界第二公路隧道，18.4公里 3、二郎山隧道-隧道主洞长4176m，开工时是国内长度最长，埋藏最深，地应力最大，地质极为复杂的山岭公路隧道。4243 现代土木工程无论从现代土木工程无论从材料材料、建设规模建设规模、施施工方法工方法到到理论分析理论分析和和使用功能使用功能，无一不体现并无一不体现并渗透渗透现代高科技现代高科技的发展，为人类进步做出了重的发展，为人类进步做出了重大贡献。大贡献。 443 土木工程的重要性以及建设与使用n一 土木工程的重要性q 1 与人们的衣、食、住、行息息相关；q 2
29、与国家的工业建设密不可分；n二 土木工程建设q1 工程建设程序：可行性论证-初步设计-（技术设计）-施工图设计-施工建设n（1）可行性论证：）可行性论证：技术上是否可行，经济上是否合理；是建设前期工作的重要步骤，是编制建设项目设计任务书的依据。n（2）初步设计）初步设计 提出设计标准、基础型式、结构方案以及水、电、暖通等各专业的设计方案。453 土木工程的重要性以及建设与使用 （3）技术设计：针对初设中的技术问题，协调编制拟建工程各工种的图纸、说明和概算，经审批后方可进行施设。 （4）施工图设计：确定全部工程的尺寸、材料、结构、构造、设备，据此可以施工的图纸、说明书和预算。 （5）施工建设2
30、土木工程使用 很多发达国家中，建筑工业总投资的40%以上用于修复和维护。所以工程建设以后的关键是注意维护，主要有以下几个原因： （1）材料性能的降低：木材，钢筋，水泥; （2）结构的耐久性变化：使用寿命缩短，存在缺陷，外力作用。工程结构的加固维护有许多新的课题值得研究.464 4 几个与土木工程相关几个与土木工程相关的的重大问题重大问题474 几个与土木工程相关的重大问题一 土木工程中的抗灾1. 土木工程中的灾害分类： 中国是一个灾害深重的国家，而以下灾害也是世界性的灾害。（1）地震； （2）水灾； （3）火灾；（4）地质灾害；（5）风灾； （6）海洋灾难;（7）核泄漏； （8）战争等等。48
31、4 几个与土木工程相关的重大问题一 土木工程中的抗灾1. 土木工程中的灾害分类： 中国是一个灾害深重的国家，而以下灾害也是世界性的灾害。（1）地震； （2）水灾； （3）火灾；（4）地质灾害；（5）风灾； （6）海洋灾难;（7）核泄漏； （8）战争等等。494 几个与土木工程相关的重大问题2 灾害原因 自然原因：自然灾害 社会原因：污染，噪声，交通事故，工矿生产活动等3 地震及地震预报（1）地震的危害:我国是世界上地震灾害最严重的国家；百年来全世界发生的7级以上地震中，我国占35。 1986年来大陆进入了第五个地震高潮期。 建筑物倒塌,道路塌陷，水电通讯的中断等; 次生灾害-煤气泄漏、水，火，
32、海啸等;（2）地震预防措施 地震预报；抗震设计50国内外土木工程相关国内外土木工程相关重特大灾害实例重特大灾害实例51地震-中国唐山大地震（1976）19761976年年7 7月月2828日日3 3时时4242分，在河北省唐山、丰南分，在河北省唐山、丰南一带，发生了一带，发生了7.87.8级强烈地震级强烈地震，这次地震造成，这次地震造成2424万多人丧生万多人丧生。 被震毁的唐山市胜利桥被震毁的唐山市胜利桥 52中国汶川5.12大地震（2008）n2008年5月12日14时28分04秒，四川汶川、北川，8级强震。这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震。 n截至2008年9月25日
33、12时，四川汶川地震已确认有69227人遇难，374643人受伤，失踪人数为17923人。直接经济损失8452亿元人民币。 53地震-日本阪神和关东大地震 1995 1995年年1 1月月1717日，日，7.27.2级阪神地震，共造成级阪神地震，共造成60006000多人死亡多人死亡，3 3万多人受伤，数十万人无家可归，万多人受伤，数十万人无家可归，经济损失经济损失近近10001000亿美元亿美元。日本对灾害预防体制进行了深刻的反思和改革，使日本防灾日本对灾害预防体制进行了深刻的反思和改革，使日本防灾救灾机制十分先进。救灾机制十分先进。19231923年年9 9月月1 1日日，日本日本关东地区
34、发生里氏关东地区发生里氏7.97.9级大地震，造成级大地震，造成1414万人死亡，近万人死亡，近3030万万座建筑化为瓦砾和灰座建筑化为瓦砾和灰烬。烬。日本是一个地震多发日本是一个地震多发国家，每天约有国家，每天约有300300次地震发生。次地震发生。54水灾-孟加拉国特大水灾19871987年年7 7月月，孟加拉国经，孟加拉国经历了有史以来最大的一历了有史以来最大的一次水灾。造成次水灾。造成20002000多多人人死亡，死亡，2 2万公里道路及万公里道路及772772座桥梁座桥梁和涵洞被冲毁，和涵洞被冲毁，千万间房屋倒塌，受灾千万间房屋倒塌，受灾人数达人数达20002000万万人。人。55火
35、灾-911美国世贸大厦恐怖袭击 国际上一种观点认为，虽然国际上一种观点认为，虽然飞机冲撞对大楼确实造成了一飞机冲撞对大楼确实造成了一定的破坏，但随后燃起的定的破坏，但随后燃起的大火大火才是造成楼房倒塌的直接原因才是造成楼房倒塌的直接原因。 20012001年年9 9月月1111日，日，100100多层、多层、400400多米高的世贸中心大厦变成多米高的世贸中心大厦变成了一堆六层楼高的废墟。了一堆六层楼高的废墟。很多很多人认为它是被撞击力摧毁的人认为它是被撞击力摧毁的，但建筑学家推测，它自始至终但建筑学家推测，它自始至终未发生倾斜，是自上而下垂直未发生倾斜，是自上而下垂直坍塌的，因而可能是坍塌的
36、，因而可能是飞机上大飞机上大约约3030吨的油料爆炸燃烧，产生吨的油料爆炸燃烧，产生了上千摄氏度的高温了上千摄氏度的高温，导致大，导致大厦的厦的“筋骨筋骨”被烧软了。被烧软了。56地质灾害地质灾害n地质灾害我国700个县、约50的国土发生过严重的地质灾害，情况日趋严重。 铁路2/3以上处于复杂的地质区，仅滑坡、塌方等每年超过500公里；75与工程活动有关。国家“地质灾害防治工作规划纲要（20012015）”计划到2015年基本改变我国地质灾害日趋严重的局面。 2004年，全国共发生中等规模以上地质灾害875起，包括滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等，直接经济损失20.5亿元。57长江三峡库
37、区最大的危岩体链子崖危岩体 链子崖危岩体位于长江南岸，距三峡大坝仅链子崖危岩体位于长江南岸，距三峡大坝仅2525公里，被公里，被5858条条宽大裂缝宽大裂缝所切割，形成了总体积达所切割，形成了总体积达300300多万立方米多万立方米的危岩体。如的危岩体。如滑坡体的八分之一滑入江中，将占据长江过水断面的滑坡体的八分之一滑入江中，将占据长江过水断面的45%45%到到85%85%，严重阻碍或阻断航道。严重阻碍或阻断航道。58风灾风灾- -塔科马桥塔科马桥 19401940年年1111月月7 7日日，美国华盛顿州，美国华盛顿州塔科马塔科马桥桥因风振致毁。这一严重的桥梁事故，开因风振致毁。这一严重的桥梁
38、事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。该桥主跨长问题进行研究。该桥主跨长853.4m853.4m，全长，全长1810.56m1810.56m，桥宽，桥宽11.9m11.9m，而梁高仅，而梁高仅1.3m1.3m。通过两年时间的施工，于通过两年时间的施工，于19401940年年7 7月月1 1日建日建成通车。但由于当时人们对柔性结构在风成通车。但由于当时人们对柔性结构在风作用下的动力响应的认识还不深入，该桥作用下的动力响应的认识还不深入，该桥的加劲梁型式极不合理（板式钢梁），导的加劲梁型式极不合理（板式钢梁），导致在致在中等风速中等风速(19
39、m/s)(19m/s)下结构就发生破坏。下结构就发生破坏。59风灾风灾- -塔科马桥塔科马桥60海洋灾难-1960年智利地震海啸 历史上最大的海啸1960年，智利南部地震(9.5级) 引起的海啸波以700公里的时速，横扫了西太平洋岛屿。22小时后，袭击了1.7万公里外的日本本州和北海道，浪高4米，冲毁了码头和沿岸建筑。61切尔诺贝利核电站事故n于1986年4月26日发生在乌克兰境内的普里皮亚季市，该电站第4发电机组爆炸，核反应堆全部炸毁，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故。辐射危害严重，导致事故后前3个月内有31人死亡，之后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾
40、病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。624 土木工程对抗灾、减灾具有不可比拟的优势 几乎所有灾害都与土木工程有关，而土木工程几乎对所有灾害都具有极强的积极主动性和不可替代性。（1）地震-建设上提高地震烈度，采取隔震减震措施；（2）洪水-溢洪、拦洪、泄洪和蓄洪工程；（3）滑坡泥石流-锚索加固和挡土结构；（4）火灾爆炸-防火隔墙；（5）沙漠化-引水改造沙漠；（6）海啸飓风-修建防波堤和拦水坝；（7）战争、核泄漏-防护结构、安全壳等等。 此外，还有灾后重建63二 土木工程与可持续发展n1 什么是可持续发展q可持续发展可在不牺牲后代满足其需要能力的条件下，满足当前的需要。q英联邦政府的
41、国家生态可持续发展战略将“可持续发展定义为“既可改善当前和未来的总体生活质量，又能维持人类生活赖以生存的生态进程的发展”。n2 可持续发展的世界性q（1）可持续发展工程联盟组织（1992）q（2）地球宪章行动（1992）q（3）21世纪议程（1992）64二土木工程与可持续发展3 工程师在可持续发展中的作用 土木工程建造了维系我们生活方式的基础设施。q土木工程师有重大影响的几个主要专业活动：公路、铁路、机场、海洋、水、能源、废弃物、建筑业。q要了解可持续发展准则，要接受继续教育，以适应自己的工作；将长期的环境影响与代价包括在考虑到的可能的解决方案中。重新规定工程的责任，将可持续发展的原则统一到
42、全世界工程组织的道德规范中；向公众解释可持续发展的原则，因为他们与工程师的工作息息相关。q可持续发展的两个关键问题-资源利用与环境保护。工程师应在创新和规划与设计中起主导作用。65三、土木工程与保护生存环境n地球上的10大环境祸患 (1)土壤破坏；(2)空气污染；(3)淡水受到威胁；(4)气候变化和能源浪费；(5)森林面积减少；(6)生物品种减少；(7)化学污染；(8)混乱的城市化；（9)海洋的过度开发和沿海地带的污染；(10)极地臭氧层空洞。归根结底主要为环境污染问题.n土木工程在防治上述灾害中可以发挥积极作用。例如废水污水的危害及处理-水质监测中心大楼，污水处理厂；城市垃圾的处理-城市垃圾
43、填埋场等，抗灾害，绿化与碧水连天工程，抢救湖泊，抢救名胜，节约水资源，保护植被，防止水土流失和保护湿地等等都与土木工程有着紧密的关系。66三、土木工程与保护生存环境 中国在经济高速发展过程中所带来的环境问题相当严重。森林被毁、河流污染，20%的物种面临灭绝，土地的沙漠化。环境恶化是中国飞速发展的经济苦涩的一面。 中国的环境问题正在表现出新的特点：污染程度加剧，已在较大范围内威胁到民众的基本生存。在河南省浚北县、江苏省盐城市、四川遂宁市、淮河流域的河南省沈丘县、重庆市合川县、广东韶关、天津市等，因为水污染严重而陆续出现多个癌症村；全国70%的河流水体受到严重污染；近700座城市中，三分之二被生活
44、垃圾山所包围。676 6 土木工程的未来686 土木工程的未来土木工程的未来n 土木工程是一门古老的学科，在历史上曾经取得过巨大的成就，人类社会的前进、科学技术的进步使土木工程面临新的挑战和发展机遇：q1、生产生活方式的变化-信息技术的影响;q2、航空、航天技术的发展-月球火星人类生存新空间拓展;q3、资源问题-资源的合理配置与利用;q4、环境保护问题-土木工程建设的环境意识.696 土木工程的未来土木工程的未来n一、重大项目将继续兴建q向高、深方向发展-解决土地供求矛盾：q高速公路、铁路：n1、高速公路、铁路-从空间上缩短人类距离，地球村，环球铁路，环球高速公路；n2、我国的“五纵”、“七横
45、”公路网-服务于中国的经济建设;n3、磁悬浮列车-新技术的引进；706 土木工程的未来土木工程的未来n二、土木工程将向太空、海洋、荒漠地开拓q向海洋发展-解决陆地土地少矛盾,利于油气矿产开发n1、海上人工岛的建立（澳门、关西机场）；n2、海上采油平台；n3、海上浮动城市的构想q向沙漠拓展-目前开发空间大，但困难也不少。n1、沙漠面积大；n2、水资源缺乏。q向外太空发展-月球716 土木工程的未来土木工程的未来n三、工程材料向轻质、高强、多功能方向发展q 1 传统材料改变性能并增加品种；n（1）墙体材料；n（2）混凝土材料-强度低，韧性差，易开裂；n（3）金属材料-锈蚀，耐火；q 2 化学合成材
46、料广泛应用-从装饰到围护与结构n四、设计方法精确化，设计工作自动化q1 计算机分析系统；q2 计算机绘图。726 土木工程的未来土木工程的未来n五、信息和智能化技术全面引入土木工程q1、信息化施工-信息采集，处理，交流和反馈。q2、智能建筑-计算机的监测与自动控制q3、智能化交通-信息收集，快速处理和优化决策q4、土木工程仿真分析系统-节省开资，指导设计n六、土木工程的可持续发展q土木工程建设与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡有密切关系。因此，土木工程的建设，既要满足当代人的需要，又不能对后代人满足其需要的发展构成危害。73土木工程舞台宽阔，大有可为土木工程舞台宽阔，大有可为1 1 中国
47、正进行世界上最大规模的基本建设中国正进行世界上最大规模的基本建设2 2 中国的人口占世界人口的中国的人口占世界人口的2222 3 3 中国是一个自然灾害多发的国家中国是一个自然灾害多发的国家4 4 土木工程是一个历史悠久、生命力强、投入巨大、对国民经济具有拉动作用、专业覆盖面和行业涉及面积广的一级学科和大型综合性产业！n土木工程的发展从一个侧面反映出我国经济的发展，显示中华民族正在复兴，有志于土木工程建设的同学们，可望在未来土木工程建设中贡献才华，缔造亮丽人生。74第二章 土木工程材料75土木工程材料的发展历程土木工程材料的发展历程天然材料天然材料 土、草、苇、木材、土、草、苇、木材、石材、泥
48、等石材、泥等 烧土制品烧土制品 砖、瓦、石灰、玻璃砖、瓦、石灰、玻璃 钢铁、水泥、钢筋砼、人造板、钢铁、水泥、钢筋砼、人造板、砼、平板玻璃、黏结剂砼、平板玻璃、黏结剂塑料、铝合金、不锈钢、外加塑料、铝合金、不锈钢、外加剂节能新型墙体材料、高性能剂节能新型墙体材料、高性能砼砼等等原始原始材料诞生材料诞生 现代现代建材发展建材发展最早最早人工材料人工材料新型新型材料发展材料发展最早的穴居、巢居最早的穴居、巢居 用粘土烧制砖瓦用粘土烧制砖瓦 用石灰石烧制石用石灰石烧制石膏膏 大规模的生产大规模的生产 发明创新发明创新 762.1 砖、瓦、砂、石、木材1、砖： 1）烧结粘土砖、煤矸石、粉煤灰砖 240
49、11553（mm）强度等级为：MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10 2）蒸压灰砂砖、粉煤灰砖 24011553（mm）强度等级为：MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10 3）烧结多孔砖 M型：19019090（mm） P型： 24011590（mm） 4）烧结空心砖2、砌块： 小型混凝土空心砌块、加气粉煤灰硅酸盐砌块。 强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5 小型(180350mm)、中型（350900mm）和大型（900mm）。777879802 瓦1、粘土瓦：以粘土为材料模压成型、干燥焙
50、烧而成，有红、青二种。 平瓦：400240 360220 脊瓦：3001802、水泥瓦：以水泥、砂子为原材料加水搅拌模压成型，加水养护而成。 平瓦：38523514 脊瓦：46917.53、石棉水泥瓦：水泥、石棉配料搅拌压制成型，养护而成。 大、中、小波瓦：4种规格 脊瓦：2种规格4、钢丝网水泥瓦：用水泥砂子加水拌和，浇模时中间铺一层冷拔低炭钢丝网模压成型养护而成。8182833 砂 天然砂 河砂、海砂、山砂 人工砂 根据细度模数大小范围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细砂。4 石 1、毛石 乱毛石；平毛石 2、料石 毛料石、粗料石、半细料石、细料石 3、饰面石材：大理石板、花岗岩板 4、色石
