土木工程概論 課件課件

1、本文檔的有關(guān)內(nèi)容參見(jiàn)7-11土木工程概論土木工程概論講授要義土木工程概論講授要義 本課程本課程為土木工程專業(yè)本科學(xué)習(xí)的引領(lǐng)為土木工程專業(yè)本科學(xué)習(xí)的引領(lǐng) 本課程本課程為土木工程后續(xù)專業(yè)課程之綱為土木工程后續(xù)專業(yè)課程之綱 本課程本課程為土木工程各專業(yè)課程連接之紐帶為土木工程各專業(yè)課程連接之紐帶一、收集資料一、收集資料意大利比薩斜塔意大利比薩斜塔 塔高塔高 54.5 m，1173 年開(kāi)年開(kāi)工興建，因伽利略在此實(shí)驗(yàn)萬(wàn)工興建，因伽利略在此實(shí)驗(yàn)萬(wàn)有引力定律而久負(fù)盛名，有引力定律而久負(fù)盛名，1987 年已列被入年已列被入世界文化遺產(chǎn)目世界文化遺產(chǎn)目錄錄。 斜塔可近似看作由砌體形斜塔可近似看作由砌體形成的筒中

2、筒結(jié)構(gòu)，整體性好，成的筒中筒結(jié)構(gòu)，整體性好，剛度大，故斜而不倒。上世紀(jì)剛度大，故斜而不倒。上世紀(jì)末已對(duì)塔基進(jìn)行了全面加固。末已對(duì)塔基進(jìn)行了全面加固。 在巨型桁架平面內(nèi)還設(shè)在巨型桁架平面內(nèi)還設(shè)置若干吊桿，將樓層荷載通置若干吊桿，將樓層荷載通過(guò)巨型桁架斜桿傳給角柱。過(guò)巨型桁架斜桿傳給角柱。使角柱承擔(dān)幾乎全部重力荷使角柱承擔(dān)幾乎全部重力荷載，增強(qiáng)了巨型桁架的抗傾載，增強(qiáng)了巨型桁架的抗傾覆能力。覆能力。地面以上地面以上 70 層，樓高層，樓高 315 m ( 層頂天線高層頂天線高 367.4 m ) 香港中國(guó)銀行大廈香港中國(guó)銀行大廈巨型桁架巨型桁架 充分體現(xiàn)了巨型桁架體系充分體現(xiàn)了巨型桁架體系的結(jié)構(gòu)優(yōu)

3、越性，建筑上形成的結(jié)構(gòu)優(yōu)越性，建筑上形成多棱形晶體的獨(dú)特造型多棱形晶體的獨(dú)特造型 建筑方案由著名美藉華人建筑師貝聿銘先生構(gòu)思設(shè)計(jì)。建筑方案由著名美藉華人建筑師貝聿銘先生構(gòu)思設(shè)計(jì)。大樓內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)為八榀巨型桁架，其中四榀沿房屋正方大樓內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)為八榀巨型桁架，其中四榀沿房屋正方形平面的周邊布置，另四榀沿對(duì)角線方向布置。形平面的周邊布置，另四榀沿對(duì)角線方向布置。平面平面 52 m52 m52 52 m m，四角為型鋼，四角為型鋼立柱，底部最立柱，底部最大截面尺寸為大截面尺寸為 4.8 m4.8 m4.1m4.1m，直接深入基礎(chǔ)，直接深入基礎(chǔ)，向上逐漸減小向上逐漸減小截面。截面。 深水港位于杭州灣

4、口，長(zhǎng)江口外的浙江省深水港位于杭州灣口，長(zhǎng)江口外的浙江省嵊泗嵊泗列島，由大小洋山數(shù)十個(gè)島列島，由大小洋山數(shù)十個(gè)島嶼組成的海域。是中國(guó)首個(gè)在海島建設(shè)的港口。嶼組成的海域。是中國(guó)首個(gè)在海島建設(shè)的港口。20202020年，洋山港集裝箱深水泊位年，洋山港集裝箱深水泊位5050多個(gè)，設(shè)計(jì)年吞吐能力多個(gè)，設(shè)計(jì)年吞吐能力15001500萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱以上；萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱以上；通過(guò)跨海大橋與上海交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)連接港口前沿水深通過(guò)跨海大橋與上海交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)連接港口前沿水深17.517.5。結(jié)構(gòu)形式為高樁碼頭。結(jié)構(gòu)形式為高樁碼頭。洋山深水港一期工程洋山深水港一期工程二、如何組織教學(xué)二、如何組織教學(xué)有不同的講法可以這樣講，也可以

5、那樣講有不同的講法可以這樣講，也可以那樣講按章節(jié)順序傳統(tǒng)、知識(shí)全面、平淡按章節(jié)順序傳統(tǒng)、知識(shí)全面、平淡 （ 如講稿如講稿 建筑工程建筑工程）案例引領(lǐng)法直觀、感性（詳見(jiàn)六、案例）案例引領(lǐng)法直觀、感性（詳見(jiàn)六、案例） 不論如何講，教學(xué)思想不變不論如何講，教學(xué)思想不變?nèi)?、如何把握課程內(nèi)容三、如何把握課程內(nèi)容1、常規(guī)的課程內(nèi)容2 2、在常規(guī)內(nèi)容基礎(chǔ)上，有側(cè)重面，有主有次、在常規(guī)內(nèi)容基礎(chǔ)上，有側(cè)重面，有主有次（）視各學(xué)校土木專（）視各學(xué)校土木專業(yè)的設(shè)置情況業(yè)的設(shè)置情況如上海大學(xué)為建筑工如上海大學(xué)為建筑工程為主程為主（）畢業(yè)后在哪些部門工作（工作性質(zhì)），（）畢業(yè)后在哪些部門工作（工作性質(zhì)）， 以后的職業(yè)生

6、涯、定向以后的職業(yè)生涯、定向 如成為工程師、科研工作者、教師等如成為工程師、科研工作者、教師等、注意廣度和深度的關(guān)系、注意廣度和深度的關(guān)系注意講基本概念、宏觀的、擴(kuò)展知識(shí)。注意講基本概念、宏觀的、擴(kuò)展知識(shí)。比如：只講構(gòu)件的形式與特點(diǎn)，而不能講構(gòu)件的詳比如：只講構(gòu)件的形式與特點(diǎn)，而不能講構(gòu)件的詳細(xì)計(jì)算；細(xì)計(jì)算；只講建筑的結(jié)構(gòu)類型應(yīng)用范圍與特性，而不能講結(jié)只講建筑的結(jié)構(gòu)類型應(yīng)用范圍與特性，而不能講結(jié)構(gòu)的詳細(xì)受力分析構(gòu)的詳細(xì)受力分析易犯的錯(cuò)誤深易犯的錯(cuò)誤深四、如何講授四、如何講授、注意學(xué)生的特點(diǎn)（剛進(jìn)校）、注意學(xué)生的特點(diǎn)（剛進(jìn)校）（）對(duì)專業(yè)的未知與茫然（）對(duì)專業(yè)的未知與茫然 介紹專業(yè)，注意講一些經(jīng)介

7、紹專業(yè)，注意講一些經(jīng)典的、現(xiàn)代的標(biāo)志性工程，引入專業(yè)興趣典的、現(xiàn)代的標(biāo)志性工程，引入專業(yè)興趣 都江堰水利工程由魚都江堰水利工程由魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口引水口三大主體工寶瓶口引水口三大主體工程和百丈堤、人字堤等附程和百丈堤、人字堤等附屬工程構(gòu)成?？茖W(xué)地解決屬工程構(gòu)成?？茖W(xué)地解決了江水自動(dòng)分流、自動(dòng)排了江水自動(dòng)分流、自動(dòng)排沙、控制進(jìn)水流量等問(wèn)題。沙、控制進(jìn)水流量等問(wèn)題。魚嘴是修建在江心的魚嘴是修建在江心的分水堤壩，把洶涌的岷江分水堤壩，把洶涌的岷江分隔成外江和內(nèi)江，外江分隔成外江和內(nèi)江，外江排洪，內(nèi)江引水灌溉。飛排洪，內(nèi)江引水灌溉。飛沙堰起瀉洪、排沙和調(diào)節(jié)沙堰起瀉

8、洪、排沙和調(diào)節(jié)水量的作用。水量的作用。2、利用土木專業(yè)的優(yōu)勢(shì)建筑物無(wú)處不在、利用土木專業(yè)的優(yōu)勢(shì)建筑物無(wú)處不在逐漸引入專業(yè)如建筑工程進(jìn)入基本構(gòu)件逐漸引入專業(yè)如建筑工程進(jìn)入基本構(gòu)件3、注意本課程的教學(xué)目的以及與后續(xù)課程的聯(lián)系注意本課程的教學(xué)目的以及與后續(xù)課程的聯(lián)系4、注意大土木各專業(yè)之間的交叉、注意大土木各專業(yè)之間的交叉大土木各個(gè)專業(yè)方向之間的相同點(diǎn)、連貫關(guān)系與不同點(diǎn)大土木各個(gè)專業(yè)方向之間的相同點(diǎn)、連貫關(guān)系與不同點(diǎn)不像建筑工程中的桿件（規(guī)則結(jié)構(gòu)），而一般為大體不像建筑工程中的桿件（規(guī)則結(jié)構(gòu)），而一般為大體積、大跨度及厚板式的不規(guī)則結(jié)構(gòu)）積、大跨度及厚板式的不規(guī)則結(jié)構(gòu)）如水電站、水閘有閘門、要擋水、

9、進(jìn)水等如水電站、水閘有閘門、要擋水、進(jìn)水等長(zhǎng)期在水中工作長(zhǎng)期在水中工作承受循環(huán)（變化水位，底板易開(kāi)裂、變形，影響閘門承受循環(huán)（變化水位，底板易開(kāi)裂、變形，影響閘門的工作止水等等（如案例的工作止水等等（如案例2-2-出海閘）出海閘） 首先是總平面布置問(wèn)題難首先是總平面布置問(wèn)題難 河道中的水沙平衡問(wèn)題河道中的水沙平衡問(wèn)題 建壩后的沖淤問(wèn)題建壩后的沖淤問(wèn)題 其次才是結(jié)構(gòu)問(wèn)題其次才是結(jié)構(gòu)問(wèn)題一、樞紐建筑物一、樞紐建筑物擋水擋水-水位差水位差-勢(shì)能勢(shì)能-動(dòng)能動(dòng)能-發(fā)電發(fā)電 1. 擋水建筑物擋水建筑物-壩、水閘壩、水閘 2.電站電站 上游進(jìn)水建筑上游進(jìn)水建筑-取水口取水口-將水引入，引水道進(jìn)口。上游將水引

10、入，引水道進(jìn)口。上游 引水引水 -把水引入水輪機(jī)，以及下游的尾水建筑。把水引入水輪機(jī)，以及下游的尾水建筑。 平水建筑平水建筑 -電站負(fù)荷變化時(shí)，平衡引水建筑物中的壓力以及流速的變電站負(fù)荷變化時(shí)，平衡引水建筑物中的壓力以及流速的變 化化 ，如有，如有壓引水道中的調(diào)壓室。壓引水道中的調(diào)壓室。 廠房廠房-發(fā)電、變電、配電建筑。發(fā)電、變電、配電建筑。 3.泄水建筑泄水建筑-泄水閘、溢洪道、溢流隧洞、泄水孔。泄水閘、溢洪道、溢流隧洞、泄水孔。 4.排沙建筑排沙建筑-沖沙閘、導(dǎo)沙壩。沖沙閘、導(dǎo)沙壩。 5.過(guò)水建筑過(guò)水建筑-船閘、船塢。船閘、船塢。 水利（綜合）樞紐水利（綜合）樞紐以發(fā)電為主，水庫(kù)可蓄水、調(diào)

11、洪、灌溉、兼顧通航以發(fā)電為主，水庫(kù)可蓄水、調(diào)洪、灌溉、兼顧通航 二、設(shè)計(jì)思路：二、設(shè)計(jì)思路： 第一步，選址（擋水線所在地）第一步，選址（擋水線所在地） 滿足設(shè)計(jì)水位，流量，額定電站發(fā)電量。滿足設(shè)計(jì)水位，流量，額定電站發(fā)電量。 主流鮮明，不易變更，貯變規(guī)律明確。主流鮮明，不易變更，貯變規(guī)律明確。 兩岸較高、土質(zhì)堅(jiān)硬（便于兩岸與壩的聯(lián)接）。兩岸較高、土質(zhì)堅(jiān)硬（便于兩岸與壩的聯(lián)接）。 河床下面地質(zhì)條件（承載力，滲水性）。河床下面地質(zhì)條件（承載力，滲水性）。 兩岸的拆遷。兩岸的拆遷。 第二步，水文計(jì)算第二步，水文計(jì)算 第三步，在擋水線布局各類建筑物（總平面布置）。第三步，在擋水線布局各類建筑物（總平面

12、布置）。 1.主體壩或當(dāng)水閘主體壩或當(dāng)水閘-根據(jù)泄洪能力定。根據(jù)泄洪能力定。 泄洪寬足夠泄洪寬足夠-既建水閘又建壩，電站不過(guò)水既建水閘又建壩，電站不過(guò)水 泄洪寬度不夠，全建水閘，可考慮電站溢流或泄水泄洪寬度不夠，全建水閘，可考慮電站溢流或泄水 2.考慮各壩、水閘電站在平面上的布置考慮各壩、水閘電站在平面上的布置-根據(jù)河勢(shì)規(guī)律根據(jù)河勢(shì)規(guī)律 3.根據(jù)河勢(shì)及平面布置要求，考慮是否設(shè)排沙建筑根據(jù)河勢(shì)及平面布置要求，考慮是否設(shè)排沙建筑 4.船閘的布置，進(jìn)出船的水流條件及吃水深度等船閘的布置，進(jìn)出船的水流條件及吃水深度等 第四步，輸水、消能計(jì)算及結(jié)構(gòu)計(jì)算第四步，輸水、消能計(jì)算及結(jié)構(gòu)計(jì)算 第五步，結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)

13、計(jì)第五步，結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)水利（綜合）樞紐水利（綜合）樞紐 實(shí)例實(shí)例-長(zhǎng)江三峽水利樞紐長(zhǎng)江三峽水利樞紐 壩址所在為微彎型，左岸為凹岸壩址所在為微彎型，左岸為凹岸 泄水閘位于主流（深弘?yún)^(qū)）泄水閘位于主流（深弘?yún)^(qū)）-保證洪水期水的流暢。保證洪水期水的流暢。 二江電站位于泄水閘左側(cè)，大江電站位于泄水閘的右側(cè)。二江電站位于泄水閘左側(cè)，大江電站位于泄水閘的右側(cè)。 電站應(yīng)布置于深水區(qū)（取水好）但不能位于主流區(qū)（廠房阻水）。電站應(yīng)布置于深水區(qū)（取水好）但不能位于主流區(qū)（廠房阻水）。 在二江電站旁有一淺壩，利用它做開(kāi)關(guān)站，并利用此壩堤做在二江電站旁有一淺壩，利用它做開(kāi)關(guān)站，并利用此壩堤做2 號(hào)船閘的上下游引航道。

14、號(hào)船閘的上下游引航道。 由于三江是小支流，由于三江是小支流， 建建4號(hào)壩（洪水期溢流可保持水量）。號(hào)壩（洪水期溢流可保持水量）。 2號(hào)船閘及號(hào)船閘及3號(hào)船閘分別建于壩的兩側(cè)，及均一側(cè)靠岸號(hào)船閘分別建于壩的兩側(cè)，及均一側(cè)靠岸- -船閘必須一側(cè)靠岸建，進(jìn)出船的水流平穩(wěn)。船閘必須一側(cè)靠岸建，進(jìn)出船的水流平穩(wěn)。沖沙閘設(shè)在壩沖沙閘設(shè)在壩 保證三江建壩后的不淤積。保證三江建壩后的不淤積。(12) 1號(hào)船閘布于右岸，為主要的、通行量大的船閘。號(hào)船閘布于右岸，為主要的、通行量大的船閘。 沖沙閘設(shè)于沖沙閘設(shè)于1號(hào)船閘右岸號(hào)船閘右岸 枯水期不通航，沖沙?？菟诓煌ê?，沖沙。 避免凸避免凸 岸（從整河勢(shì)看）可能的淤

15、積，保證船閘通航水深。岸（從整河勢(shì)看）可能的淤積，保證船閘通航水深。另：按原河勢(shì)微彎規(guī)律，設(shè)有另：按原河勢(shì)微彎規(guī)律，設(shè)有 防淤堤：防淤堤：縮小過(guò)水面，提高流速并把水流導(dǎo)向凹岸主流區(qū)，縮小過(guò)水面，提高流速并把水流導(dǎo)向凹岸主流區(qū)， -按原河勢(shì)設(shè)置長(zhǎng)堤（彎）按原河勢(shì)設(shè)置長(zhǎng)堤（彎） 對(duì)三江形成了小的主流區(qū)，又兼對(duì)三江形成了小的主流區(qū)，又兼 船閘的上游引航道。船閘的上游引航道。長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程混凝土重力大壩，壩后式水電站混凝土重力大壩，壩后式水電站船閘船閘 規(guī)模確定規(guī)模確定-水文學(xué)（高低水位），水能源利用、電的需求水文學(xué)（高低水位），水能源利用、電的需求 壩址設(shè)計(jì)、總平面設(shè)計(jì)壩址

16、設(shè)計(jì)、總平面設(shè)計(jì)-流體力學(xué)、河流動(dòng)力學(xué)、模型實(shí)流體力學(xué)、河流動(dòng)力學(xué)、模型實(shí) 驗(yàn)、工程地質(zhì)學(xué)、水文氣象驗(yàn)、工程地質(zhì)學(xué)、水文氣象水工建筑物水工建筑物-化為力學(xué)模型化為力學(xué)模型-專業(yè)課專業(yè)課 各類荷載計(jì)算各類荷載計(jì)算-專業(yè)課（工作機(jī)理、擔(dān)負(fù)的專業(yè)課（工作機(jī)理、擔(dān)負(fù)的 荷載）結(jié)構(gòu)可度荷載）結(jié)構(gòu)可度 各種力學(xué)（理力、結(jié)力、彈力）各種力學(xué)（理力、結(jié)力、彈力） 高等數(shù)學(xué)、編程序（語(yǔ)言軟件學(xué)習(xí)）高等數(shù)學(xué)、編程序（語(yǔ)言軟件學(xué)習(xí)） 截面設(shè)計(jì)（承載力、抗裂）截面設(shè)計(jì)（承載力、抗裂）-混泥土結(jié)構(gòu)學(xué)混泥土結(jié)構(gòu)學(xué) 鋼閘門，結(jié)構(gòu)計(jì)算鋼閘門，結(jié)構(gòu)計(jì)算-水力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)水力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu) 金屬運(yùn)轉(zhuǎn)件金屬運(yùn)轉(zhuǎn)件-鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) -運(yùn)行軌

17、道的精確運(yùn)行軌道的精確-水和結(jié)構(gòu)的振動(dòng)水和結(jié)構(gòu)的振動(dòng)-動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué) 機(jī)械振動(dòng)與水工結(jié)構(gòu)的交叉機(jī)械振動(dòng)與水工結(jié)構(gòu)的交叉水利工程所涉及的基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)總結(jié)水利工程所涉及的基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)總結(jié) 碼頭按結(jié)構(gòu)形式可分為重力式、碼頭按結(jié)構(gòu)形式可分為重力式、 板樁式、高樁式和混合式板樁式、高樁式和混合式 。 重力式：靠自重穩(wěn)定因此要求重力式：靠自重穩(wěn)定因此要求地基較好地基較好。 T:何謂穩(wěn)定、何謂穩(wěn)定、 T:地基較好、地基較好、港口工程與建筑工程的不同港口工程與建筑工程的不同波浪力、動(dòng)水、有水的沖刷、淘基礎(chǔ)的問(wèn)題、側(cè)波浪力、動(dòng)水、有水的沖刷、淘基礎(chǔ)的問(wèn)題、側(cè)土壓力、水下施工、穩(wěn)定問(wèn)題土壓力、水下施工、穩(wěn)定問(wèn)題

18、板樁式板樁式板樁式：為了減少地基應(yīng)板樁式：為了減少地基應(yīng)力，靠打入土中的板樁來(lái)力，靠打入土中的板樁來(lái)?yè)跬粒瑸榱说挚雇翂?，上擋土，為了抵抗土壓，上部用拉桿拉住，拉桿力傳部用拉桿拉住，拉桿力傳給后面的錨碇結(jié)構(gòu)。適用給后面的錨碇結(jié)構(gòu)。適用于墻高不大于墻高不大（10m10m以下）以下） 拉力太大錨碇不夠拉力太大錨碇不夠高樁式碼頭高樁式碼頭主要由上部結(jié)構(gòu)和樁基兩部分組主要由上部結(jié)構(gòu)和樁基兩部分組成。成。上部結(jié)構(gòu)把樁基連成整體，上部結(jié)構(gòu)把樁基連成整體，承受水平和垂直力，并把它們傳承受水平和垂直力，并把它們傳給樁基，樁基將上部力傳給地基。給樁基，樁基將上部力傳給地基。適用于前沿水深較大的（大型）適用于前沿水

19、深較大的（大型）軟土地基軟土地基碼頭，其結(jié)構(gòu)豎向高度碼頭，其結(jié)構(gòu)豎向高度大。對(duì)重力式，不僅重量大而且大。對(duì)重力式，不僅重量大而且土壓力大，則要求斷面很大，工土壓力大，則要求斷面很大，工程量很大，地基承載力不夠。程量很大，地基承載力不夠。高樁（透空）式高樁（透空）式不擋土，不擋土，而且對(duì)地基要求不高。而且對(duì)地基要求不高?；旌鲜交旌鲜?1高樁、板樁混合結(jié)構(gòu)高樁、板樁混合結(jié)構(gòu)高樁碼頭上部設(shè)帽梁，高樁碼頭上部設(shè)帽梁，前段護(hù)坡，前段護(hù)坡， 后段用板樁后段用板樁加拉桿、錨碇。加拉桿、錨碇?；旌鲜交旌鲜?2n下部為懸臂式的擋土墻，上部為下部為懸臂式的擋土墻，上部為拉桿、錨碇拉桿、錨碇的混合式。的混合式。幫助

20、抵抗水平土壓力幫助抵抗水平土壓力斜坡式防波堤斜坡式防波堤直立式防波堤直立式防波堤 防波堤的斷面型式防波堤的斷面型式 直接護(hù)岸建筑直接護(hù)岸建筑波浪拍擊護(hù)岸墻波浪在墻面回卷入海護(hù)岸墻斷面圖護(hù)岸墻斷面圖護(hù)坡和護(hù)岸墻的混合結(jié)構(gòu)護(hù)坡和護(hù)岸墻的混合結(jié)構(gòu) 間接護(hù)岸建筑間接護(hù)岸建筑潛堤促淤丁堤的結(jié)構(gòu)形式丁堤的結(jié)構(gòu)形式五、如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、五、如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新思維能力創(chuàng)新思維能力1、注意與前沿動(dòng)態(tài)相聯(lián)系、注意與前沿動(dòng)態(tài)相聯(lián)系土木工程的發(fā)展土木工程的發(fā)展大跨度、大跨度、高聳建筑高聳建筑物物 大型、大型、大跨度大跨度的橋梁的橋梁 大河、大海上的大河、大海上的大跨度、高水頭大跨度、高水頭的水工建

21、筑的水工建筑 大型的大型的地下工地下工程程 高科技的計(jì)算理高科技的計(jì)算理論、研究分析、論、研究分析、設(shè)計(jì)方法的出現(xiàn)設(shè)計(jì)方法的出現(xiàn)促進(jìn)材料促進(jìn)材料的發(fā)展的發(fā)展使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形計(jì)算更準(zhǔn)使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形計(jì)算更準(zhǔn)確、確、 內(nèi)力分布更均勻、合理內(nèi)力分布更均勻、合理結(jié)構(gòu)尺寸、外形更小、輕巧結(jié)構(gòu)尺寸、外形更小、輕巧結(jié)構(gòu)的自重減小結(jié)構(gòu)的自重減小 ，外形美觀、，外形美觀、更經(jīng)濟(jì)適用更經(jīng)濟(jì)適用要求輕質(zhì)高強(qiáng)度的材料要求輕質(zhì)高強(qiáng)度的材料聚合材料聚合材料復(fù)合材料復(fù)合材料高科技高科技的計(jì)算的計(jì)算理論、理論、分析方分析方法法材料的材料的發(fā)展發(fā)展土木工程土木工程與力學(xué)的與力學(xué)的結(jié)合結(jié)合土木工程土木工程與材料學(xué)與材料學(xué)科的

22、結(jié)合科的結(jié)合要求與結(jié)構(gòu)受力相匹配的材料要求與結(jié)構(gòu)受力相匹配的材料特大跨懸索橋特大跨懸索橋世界最長(zhǎng)的：世界最長(zhǎng)的：日本的明石海峽大橋日本的明石海峽大橋主跨主跨 1 990 m1 990 m 橋梁屬于具有不規(guī)則形狀的鈍體結(jié)構(gòu)，不象飛機(jī)機(jī)翼那橋梁屬于具有不規(guī)則形狀的鈍體結(jié)構(gòu)，不象飛機(jī)機(jī)翼那樣有著良好的氣劫特性斷面；其次橋梁是近地建筑，所經(jīng)受樣有著良好的氣劫特性斷面；其次橋梁是近地建筑，所經(jīng)受的是近地紊流風(fēng)，有復(fù)雜的地形地貌效應(yīng)以及攻角和偏角效的是近地紊流風(fēng)，有復(fù)雜的地形地貌效應(yīng)以及攻角和偏角效應(yīng)；再者鈍體空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)；再者鈍體空氣動(dòng)力學(xué)( (研究氣體與鈍體結(jié)構(gòu)的相互作用研究氣體與鈍體結(jié)構(gòu)的相互作用)

23、 )本身還是一個(gè)有待深入研究的領(lǐng)域。所以，橋梁的抗風(fēng)設(shè)計(jì)本身還是一個(gè)有待深入研究的領(lǐng)域。所以，橋梁的抗風(fēng)設(shè)計(jì)是土木工程與流體力學(xué)的交叉新學(xué)科，是對(duì)應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)是土木工程與流體力學(xué)的交叉新學(xué)科，是對(duì)應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)的一個(gè)挑戰(zhàn)，有待于研究的領(lǐng)域的一個(gè)挑戰(zhàn)，有待于研究的領(lǐng)域。 新的大跨度結(jié)構(gòu)體系帶來(lái)新問(wèn)題新的大跨度結(jié)構(gòu)體系帶來(lái)新問(wèn)題 -橋梁的風(fēng)振問(wèn)題橋梁的風(fēng)振問(wèn)題壩體擋止水壩體擋止水 巖裂隙巖裂隙-滲流滲流裂隙巖基中滲流場(chǎng)與變形場(chǎng)的耦合裂隙巖基中滲流場(chǎng)與變形場(chǎng)的耦合作用及其對(duì)結(jié)構(gòu)工作性態(tài)的影響作用及其對(duì)結(jié)構(gòu)工作性態(tài)的影響 裂隙巖體的滲流場(chǎng)分布是與裂裂隙巖體的滲流場(chǎng)分布是與裂隙導(dǎo)水通道滲透系數(shù)有關(guān)的；

24、滲流隙導(dǎo)水通道滲透系數(shù)有關(guān)的；滲流場(chǎng)的分布是與隙寬有關(guān)的；裂隙的場(chǎng)的分布是與隙寬有關(guān)的；裂隙的寬度與巖體的變形場(chǎng)有關(guān)，而變形寬度與巖體的變形場(chǎng)有關(guān)，而變形場(chǎng)又與滲透壓力有關(guān)，這樣反反復(fù)場(chǎng)又與滲透壓力有關(guān)，這樣反反復(fù)復(fù)的影響就構(gòu)成了裂隙巖體滲流場(chǎng)復(fù)的影響就構(gòu)成了裂隙巖體滲流場(chǎng)與變形場(chǎng)的非線性耦合作用。耦合與變形場(chǎng)的非線性耦合作用。耦合作用的效應(yīng)十分顯著，并可能導(dǎo)致作用的效應(yīng)十分顯著，并可能導(dǎo)致壩體，水閘工作性態(tài)的惡化。該問(wèn)壩體，水閘工作性態(tài)的惡化。該問(wèn)題仍是巖體工程和水利工程界研究題仍是巖體工程和水利工程界研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。 2、通過(guò)案例（特別是失敗的工程）、通過(guò)案例（特別是失敗的

25、工程）反面教學(xué)，誘發(fā)思維反面教學(xué)，誘發(fā)思維如：工程問(wèn)題出在什么地方基本概念問(wèn)題如：工程問(wèn)題出在什么地方基本概念問(wèn)題 宏觀分析問(wèn)題能力知識(shí)的重要性。宏觀分析問(wèn)題能力知識(shí)的重要性。另一方面：科學(xué)有時(shí)在失敗中前進(jìn)。另一方面：科學(xué)有時(shí)在失敗中前進(jìn)。學(xué)習(xí)中要不怕失敗在問(wèn)題中尋找解決的方學(xué)習(xí)中要不怕失敗在問(wèn)題中尋找解決的方法反思法反思-不斷地改進(jìn)發(fā)展不斷地改進(jìn)發(fā)展3、引入學(xué)生對(duì)所處的環(huán)境的點(diǎn)滴，結(jié)合專業(yè)知識(shí)、引入學(xué)生對(duì)所處的環(huán)境的點(diǎn)滴，結(jié)合專業(yè)知識(shí)的體察、觀察事物，對(duì)其提為什么、思考。的體察、觀察事物，對(duì)其提為什么、思考。觀察生活的家庭、鄰里，觀察生活的家庭、鄰里， 墻體為什么開(kāi)裂？墻體為什么開(kāi)裂？墻面為

26、什么會(huì)剝落？墻面為什么會(huì)剝落？其建筑為什么局部破壞？其建筑為什么局部破壞？如家庭裝修哪些墻能敲掉？如家庭裝修哪些墻能敲掉？混凝土中的沙子為什么混凝土中的沙子為什么 要粗細(xì)搭配？要粗細(xì)搭配？飯?zhí)弥?、門診部為什么會(huì)飯?zhí)弥?、門診部為什么會(huì) 經(jīng)常人碰人？經(jīng)常人碰人？ 紐約世界貿(mào)易中心的倒塌紐約世界貿(mào)易中心的倒塌 （柱子的長(zhǎng)細(xì)比（柱子的長(zhǎng)細(xì)比 、穩(wěn)定問(wèn)題）、穩(wěn)定問(wèn)題）4、用問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考、用問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考 進(jìn)行課內(nèi)互動(dòng)、討論進(jìn)行課內(nèi)互動(dòng)、討論洪水退后，潰堤問(wèn)題草袋堤岸洪水退后，潰堤問(wèn)題堤岸潰塌區(qū)草袋重量變?yōu)椴焕d荷若干力學(xué)問(wèn)題、定性分析基礎(chǔ)若干力學(xué)問(wèn)題、定性分析基礎(chǔ)F - 洪水形成的合力F F=

27、F, 洪水決口堵住了洪水決口堵住了九江大堤決口：九江大堤決口：a）利用網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性利用網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性b）課后看書：第）課后看書：第XX章章c）網(wǎng)上精品課程：有關(guān)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)課程的有關(guān)章節(jié)）網(wǎng)上精品課程：有關(guān)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)課程的有關(guān)章節(jié)d) 完成完成： 周邊高架、道路規(guī)劃之我見(jiàn)。周邊高架、道路規(guī)劃之我見(jiàn)。學(xué)生宿舍的結(jié)構(gòu)受力如何傳遞？學(xué)生宿舍的結(jié)構(gòu)受力如何傳遞？就你所在的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的橋梁或高層建筑、大跨度建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)及類型就你所在的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的橋梁或高層建筑、大跨度建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)及類型的分析。的分析。我國(guó)建造三峽大壩的意義何在？我國(guó)建造三峽大壩的意義何在？從科學(xué)發(fā)展觀的視角，

28、談我國(guó)的防洪搶險(xiǎn)工作的展開(kāi)。從科學(xué)發(fā)展觀的視角，談我國(guó)的防洪搶險(xiǎn)工作的展開(kāi)。水電、火電、核電的利弊分析與比較。水電、火電、核電的利弊分析與比較。水力發(fā)電在我國(guó)電力工業(yè)中的地位和發(fā)展前景。水力發(fā)電在我國(guó)電力工業(yè)中的地位和發(fā)展前景。碼頭結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的不同？碼頭結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)的不同？為什么說(shuō)港口是一個(gè)國(guó)家對(duì)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心為什么說(shuō)港口是一個(gè)國(guó)家對(duì)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心搜集資料，撰寫搜集資料，撰寫“全球化中的中國(guó)港口業(yè)全球化中的中國(guó)港口業(yè)”小論文（字?jǐn)?shù)：小論文（字?jǐn)?shù)：3000字）字）搜集資料，撰寫搜集資料，撰寫“全球化中的超高層建筑全球化中的超高層建筑”小論文（字?jǐn)?shù)：小論文（字?jǐn)?shù)：3000字）字）通過(guò)課外

29、的思考通過(guò)課外的思考六、案例選擇一個(gè)好的案例選擇一個(gè)好的案例 一定是要能派生出很多問(wèn)題，一定是要能派生出很多問(wèn)題，聯(lián)系很多知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系很多知識(shí)點(diǎn)1 1、從正面入手把四年所學(xué)到的知識(shí)融合貫通、從正面入手把四年所學(xué)到的知識(shí)融合貫通例如：建筑工程中一幢框架結(jié)構(gòu)的多層建筑例如：建筑工程中一幢框架結(jié)構(gòu)的多層建筑從建筑方案設(shè)計(jì)開(kāi)始講（房屋建筑學(xué)）從建筑方案設(shè)計(jì)開(kāi)始講（房屋建筑學(xué)）建筑結(jié)構(gòu)選型（建筑與結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)、建筑功能建筑結(jié)構(gòu)選型（建筑與結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)、建筑功能與結(jié)構(gòu)受力的合理性）與結(jié)構(gòu)受力的合理性）上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算的目的有兩個(gè)：設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算的目的有兩個(gè)：

30、一個(gè)是滿足功能、使用要求，另一個(gè)是滿足經(jīng)濟(jì)要求一個(gè)是滿足功能、使用要求，另一個(gè)是滿足經(jīng)濟(jì)要求。 滿足功能、使用要求滿足功能、使用要求 功能要求功能要求-建筑設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì) 使用要求使用要求-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 可分為兩個(gè)方面考慮：可分為兩個(gè)方面考慮： 安全可靠，結(jié)構(gòu)構(gòu)件不會(huì)破壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)倒塌安全可靠，結(jié)構(gòu)構(gòu)件不會(huì)破壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)倒塌承承載能力極限狀態(tài)載能力極限狀態(tài) 滿足適用性要求，如建筑物的梁變形過(guò)大，人的感覺(jué)滿足適用性要求，如建筑物的梁變形過(guò)大，人的感覺(jué) 問(wèn)問(wèn)題；廠房吊車梁變形過(guò)大的吊車卡軌問(wèn)題。題；廠房吊車梁變形過(guò)大的吊車卡軌問(wèn)題。正常使用正常使用極限狀態(tài)極限狀態(tài)建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及基

31、本理論與方法建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及基本理論與方法 一般可分為：一般可分為：建筑設(shè)計(jì)（根據(jù)功能要求進(jìn)行平立面布置）建筑設(shè)計(jì)（根據(jù)功能要求進(jìn)行平立面布置）建筑結(jié)構(gòu)類型選取、建筑結(jié)構(gòu)類型選取、結(jié)構(gòu)模型的建立、結(jié)構(gòu)模型的建立、結(jié)構(gòu)荷載的計(jì)算、結(jié)構(gòu)荷載的計(jì)算、構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算和砼結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算和砼結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)施工圖紙繪制施工圖紙繪制建筑工程的設(shè)計(jì)步驟建筑工程的設(shè)計(jì)步驟結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì) 滿足結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟(jì)要求滿足結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟(jì)要求混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu) 指用不同的材料建造的房屋，通常墻體采用磚砌指用不同的材料建造的房屋，通常墻體采用磚砌體，體，屋面和樓板采用鋼筋

32、混凝土結(jié)構(gòu)屋面和樓板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，故亦稱磚混，故亦稱磚混結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 一般用于一般用于24米以下米以下 ，高于此應(yīng)該考慮用框架結(jié)構(gòu)，高于此應(yīng)該考慮用框架結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)形式為混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)。常用的結(jié)構(gòu)形式為混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)多層結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)指由梁和柱剛性連接而成骨架的結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)指由梁和柱剛性連接而成骨架的結(jié)構(gòu)。 主要構(gòu)件為柱、主梁、次梁、連梁主要構(gòu)件為柱、主梁、次梁、連梁特點(diǎn)：特點(diǎn)：利用梁柱剛性連接減小彎曲變形利用梁柱剛性連接減小彎曲變形 ，增加跨度，增加跨度空間分隔靈活，適用于大空間、較高的建筑總高等?？臻g分隔靈活，適用于大空間、較高的建筑總高等。局限性

33、：框架結(jié)構(gòu)因其受力體系由梁和柱組成，柔性結(jié)構(gòu)局限性：框架結(jié)構(gòu)因其受力體系由梁和柱組成，柔性結(jié)構(gòu)抗側(cè)移能力很差。因此僅在房屋高度不很大、層數(shù)不很多時(shí)抗側(cè)移能力很差。因此僅在房屋高度不很大、層數(shù)不很多時(shí)采用。采用。+0.000圖 13-2底層平面圖 1:100圖(13-5)剖面圖(13-4)IIII剖面2 2、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1 1）估算結(jié)構(gòu)截面尺寸）估算結(jié)構(gòu)截面尺寸結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)、合理的尺寸范圍結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)、合理的尺寸范圍 首先進(jìn)行首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置( (房屋建筑學(xué)，材料力學(xué)，砼結(jié)構(gòu)）房屋建筑學(xué)，材料力學(xué)，砼結(jié)構(gòu)）單向板、雙向板單向板、雙向板（a）定義：）定義： 單向板單向板-板上的荷載沿一個(gè)方向傳遞到支承構(gòu)件。板上的荷載沿一個(gè)方向傳遞到支承構(gòu)件。 雙向板雙向板-指板上的荷載沿