第1章工程材料.

1、第二章第二章 工程材料與制品工程材料與制品無機材料金屬材料黑色金屬（鐵、鋼）、有色金屬（鋁、銅及合金等）非金屬材料天然石材（砂、石及各種巖石加工成的石材），燒土制品（磚、瓦、陶瓷），玻璃膠凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂漿有機材料植物材料瀝青材料高分子材料木材、竹材等石油瀝青、煤瀝青及其制品塑料、涂料、膠粘劑復合材料 鋼筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃鋼、紙面或纖維石膏板 任何土木工程建（構）筑物（包括道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等）都是用材料按一定的要求打造成的,土木工程中所使用的各種材料統(tǒng)稱為土木工程材料。 簡述簡述 2 磚 標準磚的規(guī)格：240mm*115mm*53mm按

2、材料分粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等；按燒結工藝分磚按照生產(chǎn)工藝分為燒結磚和非燒結磚按有無孔洞分實心磚：空心磚尺寸有240mm115mm90mm, 240mm180mm115mm,190mm190mm90mm特點：墻厚小，施工速度快，墻、柱抗壓強度高，重量輕 我國 使用率比較低 空心磚強度較低，1020MPa,常用于非承重墻，孔洞豎直。國外 瑞士磚的產(chǎn)量97%為空心磚，強度高17140 MPa，多半用于承重，有水平孔洞。多孔磚砌體概念：石材、磚用砂漿砌筑而成的構件(墻、柱)。無論哪種砌體，砌筑時都應錯縫。2.1 早期工程材料早期工程材料2.1.1磚磚空心磚多孔磚實心磚無論

3、哪種砌體，砌筑時都應錯縫。2.1.2 瓦瓦2瓦瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括頁巖、煤矸石等粉料）為主要原料，經(jīng)泥料處理、成型、干燥和焙燒而制成。蝴蝶瓦平瓦波形瓦按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、鋼絲網(wǎng)水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦等；2.1.3石石3. 石種類按密度分：重巖自然石（18KN/m3）花崗巖、砂巖、石灰石輕巖自然石（自然石自然石 磚磚 瓦瓦細骨料：粒徑在0.165mm之間的骨料為細骨料(砂)。一般采用天然砂，它是巖石風化后所形成的大小不等、由不同礦物散粒組成的混合物，一般有河砂、海砂及山砂。砂子的粗細按細度模數(shù)分為4級。 粗砂：細度模數(shù)為3731，平均粒徑為o5mm以上

4、。 中砂：細度模數(shù)為3023，平均粒徑為o5035mm。 細砂：細度模板為2216，平均粒徑為035025mm。 特細砂：細度模數(shù)為15一o7，平均粒徑為o25mm以下。 細度模數(shù)越大，表示砂越粗。普通混凝土用砂的細度模數(shù)范圍在3.7-1.6，以中砂為宜，或者用粗砂加少量的細砂，其比例為4：1。粗骨料：有碎石和卵石。由天然巖石或卵石經(jīng)破碎、篩分而得的，粒徑大于5mm的巖石顆粒，稱為碎石或碎卵石。巖石由于自然條件作用而形成的，粒徑大于5mm的顆粒，稱為卵石。 2.1.4 砂石砂石2.1.5 灰 石膏 膠粘劑 裝飾面板 裝飾線材 石灰 膠粘劑 裝飾粉刷 石灰砂漿，三合土2.1.6 木材1. 鋼筋分

5、類按化學成份分熱軋?zhí)妓劁摚瑹彳埰胀ǖ秃辖痄摪唇孛嫘问椒止饷驿摻?施工時端頭需作彎鉤變形鋼筋月牙形施工時直接使用直筋羅紋和人字形按加工方式分熱軋冷拉冷軋2.2 近代土木工程材料近代土木工程材料2.2.4 鋼材鋼材2.2.4 鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋鋼筋光面鋼筋變形鋼筋2.2.4 鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋鋼筋鋼筋的不同加工方式熱軋鋼筋： 632 12mm以下做成圓盤冷加工鋼筋冷拉鋼筋：為了提高強度以節(jié)約鋼筋，工程中常按施工規(guī)程對鋼筋進行冷拉使其伸長45%，其屈服強度較冷拉前提高。冷拉后鋼筋的強度提高，但塑性、韌性變差，因此，冷拉鋼筋不宜用于受沖擊或重

6、復荷載作用的結構。冷拔鋼筋：冷拔低碳鋼絲是用6.5mm8mm的碳素結構鋼通過拔絲機進行多次強力拉拔而成。冷拔低碳鋼絲由于經(jīng)過反復拉拔強化，強度大為提高，但塑性顯著降低，脆性隨之增加，已屬硬鋼類鋼筋冷軋帶肋鋼筋將普通低碳鋼或熱軋光圓鋼（ 12以下）盤條在冷軋機上，冷軋成二面或三面有月牙橫肋。冷加工措施都是為了提高鋼筋的強度和增加其在砼中的抗滑移能力。其它建筑用鋼材點焊而成的焊網(wǎng)建筑施工工業(yè)化高強鋼絲和鋼絞線預應力鋼筋砼中使用精軋高強羅紋鋼筋鋼纖維（20mm50mm）摻入砼中提高砼的抗裂能力和韌性。施工時噴射到砼上，不振搗。鋼筋替代產(chǎn)品塑料纖維、玻璃絲、碳纖維筋使用替代產(chǎn)品作預應歷筋時，錨固問題需

7、特別考慮。2.2.4 鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋鋼筋塑料纖維玻璃纖維網(wǎng)格布碳纖維鋼絞線點焊而成的焊網(wǎng)2.2.4 鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋、鋼筋砼和預應力砼鋼筋鋼筋2.2 近代土木工程材料近代土木工程材料2.2.2 水泥水泥膠凝材料：指和水成漿后能硬化成堅實整體的礦物質(zhì)粉狀材料。膠凝材料：指和水成漿后能硬化成堅實整體的礦物質(zhì)粉狀材料。 石灰、燒石膏、水泥等無機粘結劑。石灰、燒石膏、水泥等無機粘結劑。 砂漿：砂漿： 是石膏、石灰或水泥等膠凝材料摻砂或礦渣等無機粘結是石膏、石灰或水泥等膠凝材料摻砂或礦渣等無機粘結 劑等細骨料加水拌合而成劑等細骨料加水拌合而成 1. 水泥的定義

8、和分類 定義：定義：粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。 用途：用途：水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂漿或混凝土，堅固耐久，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。 分類：分類：水泥按用途及性能分 (1)通用水泥通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。 (2)專用水泥專用水泥:專門用途的水泥。如：G級油井水泥，道路硅酸鹽水泥。 (3)特性水泥特性水泥:某種性能比較突出的水泥。如：快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥

9、、膨脹硫鋁酸鹽水泥。2.2 近代土木工程材料近代土木工程材料2.2.2 水泥水泥 (1) 硅酸鹽水泥：硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、0%5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分P.I和P.II,即國外通稱的波特蘭水泥。 (2) 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%15%混合材料，適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料,稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥）,代號：P.O。 (3) 礦渣硅酸鹽水泥：礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料, 稱為 礦渣硅酸鹽水泥，代號：P.S。 (4) 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)

10、硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，代號：P.P。 (5) 粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號：P.F。 (6) 復合硅酸鹽水泥復合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥（簡稱復合水泥），代號P.C。 (7) 中熱硅酸鹽水泥中熱硅酸鹽水泥：以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。 (8) 低熱礦渣硅酸鹽水泥低熱礦渣硅酸鹽水泥：

11、以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。 (9)快硬硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細制成早強度高的以3天抗壓強度表示標號的水泥。 (10) 抗硫酸鹽硅酸鹽水泥抗硫酸鹽硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細制成的抗硫酸鹽腐蝕性能良好的水泥。 (11) 白色硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥：由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細制成的白色水泥。 (12) 道路硅酸鹽水泥道路硅酸鹽水泥：由道路硅酸鹽水泥熟練，0%10%活性混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料,稱為道路硅酸鹽水泥，（簡稱道路水泥）。 (13) 砌筑水泥

12、砌筑水泥：由活性混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，磨細制成主要用于砌筑砂漿的低標號水泥。 (14) 油井水泥油井水泥：由適當?shù)V物組成的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料等磨細制成的適用于一定井溫條件下油、氣井固井工程用的水泥。 (15) 石膏礦渣水泥石膏礦渣水泥：以?；郀t礦渣為主要組分材料，加入適量石膏、硅酸鹽水泥熟料或石灰磨細制成的水泥。 最早的砼粘土、石灰和砂按一定比例拌合而成?，F(xiàn)在的砼水泥、砂（細骨料）、碎石（粗骨料）。砼的種類普通砼 組分為水泥、石子、砂等輕骨料砼 組份中骨料有：粉煤灰陶粒、粘土陶粒、頁巖陶粒、膨脹礦渣珠、浮石、煤矸石加氣砼和泡沫砼 在砂漿中分別摻入發(fā)氣劑和泡沫

13、劑。水泥制品特點1) 水泥在新制成的砼中與水起水化作用，釋放水合熱。在大體積砼結構中水合熱不易散發(fā)，當壩外層結硬后，壩內(nèi)不斷產(chǎn)生的水合熱使內(nèi)部砼膨脹而導致壩外裂縫，所以應采用低熱水泥。礦渣水泥較普通水泥的水合熱低。2) 膨脹水泥結硬后，體積會膨脹。3) 礬士水泥是一種硬化很快并有高強度的水硬性膠凝材料?？捎糜诰o急工程、冬季工程、海水建筑和處于礦物質(zhì)水中的砼。4) 耐堿性砼，耐酸性砼。5) 砼可制成砌塊2.2 工程材料與制品工程材料與制品2.2.3 混凝土（砼）混凝土（砼）小型砼砌塊大型砼砌塊2.2.3 混凝土（砼）混凝土（砼）中 和 面拉壓鋼 筋細 混 凝 土1. 鋼筋砼梁板構件受力簡圖鋼筋砼

14、為了更好地利用砼高的抗壓強度，在混凝土板的受拉邊加設抗拉強度高的鋼筋事實證明，除了鋼筋外，竹筋、各種纖維都可以用來加強混凝土。能否加強除混凝土以外的高抗壓材料？可以加強石材簡圖2.2.3 -4 鋼筋砼和預應力砼鋼筋砼和預應力砼鋼筋混凝土構件內(nèi)應力圖鋼筋混凝土構件構造圖2.2.3 -4 鋼筋砼和預應力砼鋼筋砼和預應力砼鋼筋混凝土的優(yōu)缺點 主要優(yōu)點：主要優(yōu)點： （1 1）就地取材）就地取材 （2 2）耐久性）耐久性 （3 3）耐火性）耐火性 （4 4）整體性）整體性 （5 5）剛性）剛性 （6 6）可塑性）可塑性 主要缺點：主要缺點： （1 1）自重大）自重大 （2 2）抗裂性差）抗裂性差 （3

15、3）費工大、耗用木料多）費工大、耗用木料多 2.2.3 -4 鋼筋砼和預應力砼鋼筋砼和預應力砼 預應力混凝土預應力混凝土 預應力混凝土預應力混凝土 Prestressed Concrete 【定義】為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，設法在混凝土結構或構件承受使用荷載前，預先對受拉區(qū)的混凝土施加壓力后的混凝土就是預應力混凝土。 【目的】預壓應力用來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài),以推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，從而提高構件的抗裂性能和剛度。 【分類】根據(jù)預加應力值大小對構件截面裂縫控制程度的不同分類：

16、【優(yōu)點【優(yōu)點】1、抗裂性好，剛度大。2、節(jié)省材料，減小自重。3、提高構件的抗剪能力。4、提高受壓構件的穩(wěn)定性。5、提高構件的耐疲勞性能?！救秉c【缺點】1、工藝較復雜，對質(zhì)量要求高，因而需要配備一支技術較熟練的專業(yè)隊伍。2、需要有一定的專門設備，如張拉機具、灌漿設備等。預應力混凝土的優(yōu)缺點預應力混凝土的優(yōu)缺點施加預應力的方法 三種 先張法、后張法 、電熱法 先張法就是在綁扎完鋼筋之后，對鋼絞線進行預應力張拉，然后進行混凝土澆筑。 后張法是先在鋼筋籠里埋設波紋管或者其他管道，澆筑混凝土，然后把鋼絞線穿進波紋管進行張拉。先張法 是為了提高鋼筋混凝土構件的抗裂性能以及避免鋼筋混凝土構件過早出現(xiàn)裂縫，而

17、在混凝土構件預制過程中對其預先施加應力以提高構件性能的一種方法。通常在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的制作方法也稱為先張法，它在工程建設中起著重要作用。 后張法, 指的是先澆筑水泥混凝土，待達到設計強度的75%以上后再張拉預應力鋼材以形成預應力混凝土構件的施工方法。 其實區(qū)別就是在后張法是先制作構件留孔道，再穿筋張拉。錨固形成整體，先張法則是預先張拉預應力筋，錨固，再澆鑄混凝土。簡述先張法和后張法的施工過程 及其優(yōu)缺點（或先張法和后張法的異同點? ） （預應力混凝土結構與鋼筋混凝土結構相比較，其減輕自身重量，但施工過程較繁瑣。）先張法與后張法的一個重要區(qū)別在于鋼筋是否放張 (1)先張法 即先張拉鋼筋后

18、澆注混凝土.其主要張拉程序為:在臺座上按設計要求將鋼筋張拉到控制應力用錨具臨時固定澆注混凝土待混凝土達到設計強度75%以上切斷放松鋼筋.其傳力途徑是依靠鋼筋與混凝土的粘結力阻止鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預壓應力 6.1.2 預加應力的方法 先張法施工簡單,靠粘結力自錨,不必耗費特制錨具,臨時錨具可以重復使用(一般稱工具式錨具或夾具),大批量生產(chǎn)時經(jīng)濟,質(zhì)量穩(wěn)定.適用于中小型構件工廠化生產(chǎn). (2)后張法 有粘結預應力混凝土 先澆混凝土,待混凝土達到設計強度75%以上,再張拉鋼筋(鋼筋束).其主要張拉程序為:埋管制孔澆混凝土抽管養(yǎng)護穿筋張拉錨固灌漿(防止鋼筋生銹).其傳力途徑是依靠錨具阻止

19、鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預壓應力,如圖6.2所示.這種做法使鋼筋與混凝土結為整體,稱為有粘結預應力混凝土. 有粘結預應力混凝土由于粘結力(阻力)的作用使得預應力鋼筋拉應力降低,導致混凝土壓應力降低,所以應設法減少這種粘結.這種方法設備簡單,不需要張拉臺座,生產(chǎn)靈活,適用于大型構件的現(xiàn)場施工. 無粘結預應力混凝土 其主要張拉程序為預應力鋼筋沿全長外表涂刷瀝青等潤滑防腐材料包上塑料紙或套管(預應力鋼筋與混凝土不建立粘結力)澆混凝土養(yǎng)護張拉鋼筋錨固. 施工時跟普通混凝土一樣,將鋼筋放入設計位置可以直接澆混凝土,不必預留孔洞,穿筋,灌漿,簡化施工程序,由于無粘結預應力混凝土有效預壓應力增大,降

20、低造價,適用于跨度大的曲線配筋的梁體. 優(yōu)點是張拉鋼筋時，不需要臺座，只需夾具它的錨固是依靠預應力鋼筋與混凝土的粘結力自錨于混凝土之中，可以進行曲線配筋 。 缺點：工藝比先張復雜，錨具一旦破壞，整個預應力體系喪失，成本較高，對大型構件因運輸困難往往采用后張法。 電熱法 電熱法是利用對鋼筋通電講其加熱，一般小于等于300C然后錨固鋼筋，待冷卻以后鋼筋回縮產(chǎn)生預應力，可用于先張法和后張法中，僅是用電熱代替千斤頂?shù)臋C械張拉。鋼鋼 應用于工程結構的鋼材，除鋼板外，還有各應用于工程結構的鋼材，除鋼板外，還有各種型鋼：角鋼、槽鋼、工字鋼、冷彎型鋼等。種型鋼：角鋼、槽鋼、工字鋼、冷彎型鋼等。利用鋼板和各種型

21、鋼通過連接可組成各種形狀的截面利用鋼板和各種型鋼通過連接可組成各種形狀的截面鋼結構的主要優(yōu)缺點：鋼結構的主要優(yōu)缺點： 主要優(yōu)點：主要優(yōu)點： （1 1）結構重量輕）結構重量輕 鋼容重與屈服點的比值相對較低，鋼結構構件截面較小，重量鋼容重與屈服點的比值相對較低，鋼結構構件截面較小，重量較輕。一般為鋼筋混凝土結構的較輕。一般為鋼筋混凝土結構的1/2-1/51/2-1/5。特別適用于大跨、超高、承。特別適用于大跨、超高、承載重的結構。載重的結構。 （2 2）結構性能好）結構性能好 鋼材塑性、韌性好，變形能力強，計算準確性好，可靠性高。鋼材塑性、韌性好，變形能力強，計算準確性好，可靠性高。 （3 3）工

22、業(yè)化程度高）工業(yè)化程度高 工業(yè)化程度高，施工精度好，勞動生產(chǎn)率高。工業(yè)化程度高，施工精度好，勞動生產(chǎn)率高。 （4 4）符合可持續(xù)發(fā)展要求）符合可持續(xù)發(fā)展要求 鋼材可重復利用程度高，符合可持續(xù)發(fā)展要求。鋼材可重復利用程度高，符合可持續(xù)發(fā)展要求。鋼結構主要缺點：鋼結構主要缺點：（1 1）耐火性差。）耐火性差。 鋼結構在溫度鋼結構在溫度250250以內(nèi)性質(zhì)變化很小，溫度達到以內(nèi)性質(zhì)變化很小，溫度達到300 300 以后，強度逐漸下降，達到以后，強度逐漸下降，達到450450650 650 時，強度降為零。時，強度降為零。（2 2）易銹蝕。）易銹蝕。（3 3）價格較貴。）價格較貴。3.63.6、木、木

23、 1.1.圓木圓木 直徑常在直徑常在120mm120mm以上，長度一般為以上，長度一般為9m9m以內(nèi)。以內(nèi)。 2.2.方料方料 （1 1）大料：兩面鋸開及四面鋸開。）大料：兩面鋸開及四面鋸開。 （2 2）條料：四面鋸平，厚度小于）條料：四面鋸平，厚度小于100mm100mm，寬度小于厚度寬度小于厚度2 2倍。倍。 （3 3）板料：厚度不大于）板料：厚度不大于100mm100mm，寬度大于厚度的寬度大于厚度的2 2倍，其中倍，其中 厚度在厚度在3535mmmm以下的為薄板，大于以下的為薄板，大于35mm35mm的為厚板的為厚板4 4、土木工程材料發(fā)展展望、土木工程材料發(fā)展展望4.1.4.1.墻體

24、材料墻體材料 我國粘土磚的用量很大，墻體材料產(chǎn)值約占建材工業(yè)總產(chǎn)值的我國粘土磚的用量很大，墻體材料產(chǎn)值約占建材工業(yè)總產(chǎn)值的1/31/3，但新墻體材料只占，但新墻體材料只占5 5左右。左右。 改革墻體材料勢在必行：改革墻體材料勢在必行：v 利用工業(yè)廢料，大力應用各種砌塊。利用工業(yè)廢料，大力應用各種砌塊。v 適當擴大承重空心磚類型和孔洞率。適當擴大承重空心磚類型和孔洞率。v 大力發(fā)展各種功能型環(huán)保復合墻體材料。如大力發(fā)展各種功能型環(huán)保復合墻體材料。如ALCALC、NALCNALC、FCLCFCLC墻板等。墻板等。 4.2.4.2.混凝土混凝土 混凝土應以混凝土應以“輕質(zhì)、高強、高性能輕質(zhì)、高強、高

25、性能”作為主要發(fā)展方向。作為主要發(fā)展方向。 （1 1）提高結構混凝土的強度。）提高結構混凝土的強度。 （2 2）發(fā)展輕混凝土。）發(fā)展輕混凝土。 （3 3）發(fā)展改性混凝土。）發(fā)展改性混凝土。 （4 4）廣泛使用外加劑、合理使用摻和料。）廣泛使用外加劑、合理使用摻和料。 （5 5）逐步改造混凝土生產(chǎn)工藝。）逐步改造混凝土生產(chǎn)工藝。 （6 6）大力提高混凝土質(zhì)量。）大力提高混凝土質(zhì)量。 （7 7）加強基礎理論研究）加強基礎理論研究 。4.3.4.3.預應力混凝土預應力混凝土 （1 1）應提高我國高強鋼材的產(chǎn)量。）應提高我國高強鋼材的產(chǎn)量。 20002000年我國預應力混凝土產(chǎn)量達年我國預應力混凝土產(chǎn)

26、量達25002500萬噸，需高強度鋼材萬噸，需高強度鋼材8080萬噸，與現(xiàn)有生產(chǎn)水平差萬噸，與現(xiàn)有生產(chǎn)水平差距較大。距較大。 （2 2）應提高預應力基本工藝水平，發(fā)展預應力混凝土工業(yè)化生產(chǎn)。）應提高預應力基本工藝水平，發(fā)展預應力混凝土工業(yè)化生產(chǎn)。 （3 3）逐步建立完整、先進的構件制作、鋼絲成束、穿束、）逐步建立完整、先進的構件制作、鋼絲成束、穿束、 張拉、錨固和最后灌漿等工業(yè)體系。張拉、錨固和最后灌漿等工業(yè)體系。 （4 4）提高張拉和錨固能力。）提高張拉和錨固能力。4.4 4.4 金屬材料金屬材料 合金改性材料合金改性材料 耐候鋼材耐候鋼材 新型型材新型型材4.5 4.5 功能材料功能材料

27、隔熱保溫材料隔熱保溫材料 吸聲材料吸聲材料4.6 4.6 裝飾材料裝飾材料 環(huán)保材料環(huán)保材料4.7 4.7 智能材料智能材料 記憶合金記憶合金土木工程的基本結構形式土木工程的基本結構形式 1 1 工程結構的基本元件工程結構的基本元件 工程結構的類型隨著建筑材料與工程力學的工程結構的類型隨著建筑材料與工程力學的進展和人類生產(chǎn)與生活的需要而不斷發(fā)展，由簡進展和人類生產(chǎn)與生活的需要而不斷發(fā)展，由簡單到復雜。但其單到復雜。但其基本元件基本元件按其受力持點仍分成按其受力持點仍分成梁、梁、板、柱、拱、殼與索板、柱、拱、殼與索( (拉桿拉桿) )六大類。六大類。 這些基本元件可以單獨作為結構使用，在多這些基

28、本元件可以單獨作為結構使用，在多數(shù)情況下常組合成多種多樣的結構類型使用。數(shù)情況下常組合成多種多樣的結構類型使用。 2 2 工程結構的基本類型工程結構的基本類型 工程結構中常用的基本類型有：工程結構中常用的基本類型有： 梁、板、柱梁、板、柱 桁架、網(wǎng)架結構桁架、網(wǎng)架結構 拱、殼體結構、折板結構拱、殼體結構、折板結構 懸索結構、懸吊結構懸索結構、懸吊結構 排架、框架、排架、框架、 剪力墻、筒體結構、板柱結構、墻板結構剪力墻、筒體結構、板柱結構、墻板結構 充氣結構等。充氣結構等。 其它常用結構分類概念其它常用結構分類概念 工程結構按其構成的形式可分為工程結構按其構成的形式可分為實體結構實體結構與與組

29、合結構組合結構兩大類。壩、橋墩、基礎等通常為實體兩大類。壩、橋墩、基礎等通常為實體結構，房屋、橋梁、碼頭等通常由若干種元件組結構，房屋、橋梁、碼頭等通常由若干種元件組成，稱為組合結構。成，稱為組合結構。 連接節(jié)點如只能承受拉力、壓力的，稱為連接節(jié)點如只能承受拉力、壓力的，稱為鉸鉸接接，同時能承受彎矩等其他力的，稱為，同時能承受彎矩等其他力的，稱為剛接剛接或或半半剛接剛接。 若組成的結構與其所受之外力，在計算中可若組成的結構與其所受之外力，在計算中可視為皆在同一平面之內(nèi)則稱該結構為視為皆在同一平面之內(nèi)則稱該結構為平面結構平面結構。若組成的結構承受不在同一平面內(nèi)的外力，且計若組成的結構承受不在同一

30、平面內(nèi)的外力，且計算時也按空間受力考慮，則稱該結構為算時也按空間受力考慮，則稱該結構為空間結構空間結構。3 基本結構簡介3.1 3.1 板、梁板、梁 板和梁兩端支承在支座上以承受荷載，板和梁主要承受板和梁兩端支承在支座上以承受荷載，板和梁主要承受彎矩，稱為受彎構件。板和梁在荷載下各截面內(nèi)將產(chǎn)生彎彎矩，稱為受彎構件。板和梁在荷載下各截面內(nèi)將產(chǎn)生彎矩矩M和剪力和剪力V，將產(chǎn)生彎曲變形（撓度）。將產(chǎn)生彎曲變形（撓度）。 3.2 3.2 柱柱 柱承受的荷載可能柱承受的荷載可能是軸心受壓、偏心受壓、是軸心受壓、偏心受壓、軸心受拉、偏心受拉等。軸心受拉、偏心受拉等。 偏心受壓和偏心受偏心受壓和偏心受拉構件

31、統(tǒng)稱為偏心受力拉構件統(tǒng)稱為偏心受力構件。構件。 拱 3.4 3.4 桁架桁架 (1).(1).鉸接桁架鉸接桁架 鉸接桁架由很多三角形組成。鉸接桁架由很多三角形組成。(2).(2).剛接桁架剛接桁架3.5 3.5 框架框架由梁或屋架和柱聯(lián)接而成的結構稱為框架。框架節(jié)點有鉸接和剛接，前者稱為排架，后者稱為由梁或屋架和柱聯(lián)接而成的結構稱為框架?？蚣芄?jié)點有鉸接和剛接，前者稱為排架，后者稱為剛架。剛架。排架的結構，排架的組成是以排架的結構，排架的組成是以柱柱子，兩邊的柱子，有一個子，兩邊的柱子，有一個屋架屋架支撐在柱子上，形成了這樣的一支撐在柱子上，形成了這樣的一排，下面又是一排，在這兩排上面上屋架之間

32、放上一個板子形成個空架連續(xù)的房子排，下面又是一排，在這兩排上面上屋架之間放上一個板子形成個空架連續(xù)的房子 .排架由屋架（或屋面梁）、柱和基礎組成，柱與屋架鉸接，與基礎剛接。是單層廠房結構的基本結構形式。 排架結構排架結構：顧名思義，一排一排的。主要用于單層廠房，由屋架、柱子和基礎構成橫向平面排架，是廠房的主要承重體系，再通過屋面板、吊車梁、支撐等縱向構件將平面排架聯(lián)結起來，構成整體的空間結構。 剛架：當梁和柱整體聯(lián)接則形成剛架3.6 剪力墻剪力墻 (shear wall) 也稱抗風墻或抗震墻，房屋或構筑物中主要承受風或地震產(chǎn)生的水平力的墻體，一般用鋼筋混凝土做成。 分類 ：剪力墻包括平面剪力墻

33、和筒體剪力墻兩大類。3.7 3.7 網(wǎng)架結構網(wǎng)架結構 (spatial grid structure)(spatial grid structure)由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過節(jié)點連結而成的空間結構。具有空由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過節(jié)點連結而成的空間結構。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點；可用作體育館、影劇間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點；可用作體育館、影劇院、展覽廳、候車廳、體育場看臺雨篷、飛機庫、雙向大柱距車間等院、展覽廳、候車廳、體育場看臺雨篷、飛機庫、雙向大柱距車間等建筑的屋蓋。缺點是匯交于節(jié)點上的桿件數(shù)量較多，制作安裝較平面建筑的屋蓋。缺點是匯交于節(jié)

34、點上的桿件數(shù)量較多，制作安裝較平面結構復雜。結構復雜。 分類分類 網(wǎng)架結構根據(jù)外形不同，可分為雙層的板型網(wǎng)架結構、單層網(wǎng)架結構根據(jù)外形不同，可分為雙層的板型網(wǎng)架結構、單層和雙層的殼型網(wǎng)架結構。板型網(wǎng)架和雙層殼型網(wǎng)架的桿件分為上弦稈、和雙層的殼型網(wǎng)架結構。板型網(wǎng)架和雙層殼型網(wǎng)架的桿件分為上弦稈、下弦桿和腹桿，主要承受拉力和壓力。單層殼型網(wǎng)架桿件除承受拉力下弦桿和腹桿，主要承受拉力和壓力。單層殼型網(wǎng)架桿件除承受拉力外，還承受彎矩和剪力。外，還承受彎矩和剪力。3.8 3.8 殼體結構殼體結構 (shell structure)(shell structure)由曲面形板與邊緣構件由曲面形板與邊緣構件

35、( (梁、拱或桁架梁、拱或桁架) )組成的空間結構，具有很好的空組成的空間結構，具有很好的空間傳力性能，能以較小的構件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結間傳力性能，能以較小的構件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結構，能覆蓋或圍護大跨度的空間而不需中間支柱，能兼具承重和圍護構，能覆蓋或圍護大跨度的空間而不需中間支柱，能兼具承重和圍護的雙重作用，從而節(jié)約結構材料。殼體結構可做成各種形狀，以適應的雙重作用，從而節(jié)約結構材料。殼體結構可做成各種形狀，以適應工程造形的需要，廣泛用于工程結構中。如大跨度建筑物頂蓋、各種工程造形的需要，廣泛用于工程結構中。如大跨度建筑物頂蓋、各種工業(yè)用管道、壓力容器與冷卻塔

36、、反應堆安全殼、無線電塔、貯液罐工業(yè)用管道、壓力容器與冷卻塔、反應堆安全殼、無線電塔、貯液罐等。工程結構中采用的殼體多由鋼筋混凝土做成。也可用鋼、木、石、等。工程結構中采用的殼體多由鋼筋混凝土做成。也可用鋼、木、石、磚或玻璃鋼做成。磚或玻璃鋼做成。 分類分類 殼體的種類很多，多根據(jù)曲面的幾何特性殼體的種類很多，多根據(jù)曲面的幾何特性( (即兩個萬間主曲率即兩個萬間主曲率k1k1、k2k2的乘積的乘積K K，稱為高斯曲率，稱為高斯曲率) )進行分類。當進行分類。當k1k1、k2k2同號時，同號時，K K為正為正值，稱正面斯曲率殼；當值，稱正面斯曲率殼；當k1k1、k2k2異號時，異號時，K K為負值，稱負高斯曲率殼；為負值，稱負高斯曲率殼；當當k1k1和和k2k2中有中有個為零時，個為零時，K K為零，稱零高斯曲率殼；此外，尚有混為零，稱零高斯曲率殼；此外，尚有混合型曲率殼，