土木工程專業(yè)英語上冊-翻譯蘇小卒-同濟(jì)大學(xué)(考試手機(jī)專業(yè)版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁Unit1第一單元

Fundamentally,

engineering

is

an

end-product-oriented

discipline

that

is

innovative,

cost-conscious

and

mindful

of

human

factors.

It

is

concerned

with

the

creation

of

new

entities,

devices

or

methods

of

solution:

a

new

process,

a

new

material,

an

improved

power

source,

a

more

efficient

arrangement

of

tasks

to

accomplish

a

desired

goal

or

a

new

structure.

Engineering

is

also

more

often

than

not

concerned

with

obtaining

economical

solutions.

And,

finally,

human

safety

is

always

a

key

consideration.

從根本上，工程是一個以總算產(chǎn)品為導(dǎo)向的行業(yè)，它具有創(chuàng)新、成本意識，同時也注重到人為因素。

它與創(chuàng)建新的實體、

設(shè)備或解決計劃有關(guān)：新工藝、新材料、一個改進(jìn)的動力來源、任務(wù)的一項更有效地安頓，用以完成所需的目標(biāo)或創(chuàng)建一個新的結(jié)構(gòu)。

工程是也不僅僅協(xié)助獲得經(jīng)濟(jì)的解決計劃?？偹?，人類安全才是一個最重要的考慮因素。

Engineering

is

concerned

with

the

use

of

abstract

scientific

ways

of

thinking

and

of

defining

real

world

problems.

The

use

of

idealizations

and

development

of

procedures

for

establishing

bounds

within

which

behavior

can

be

ascertained

are

part

of

the

process.

工程協(xié)助的是，使用抽象的科學(xué)主意思量和定義現(xiàn)實世界的問題。理想化的使用和發(fā)展建立可以決定行為的邊界的程序，是過程的一部分。

Many

problems,

by

their

very

nature,

can’t

be

fully

described—even

after

the

fact,

much

less

at

the

outset.

Yet

acceptable

engineering

solutions

to

these

problems

must

be

found

which

satisfy

the

defined

needs.

Engineering,

then,

frequently

concerns

the

determination

of

possible

solutions

within

a

context

of

limited

data.

Intuition

or

judgment

is

a

key

factor

in

establishing

possible

alternative

strategies,

processes,

or

solutions.

And

this,

too,

is

all

a

part

of

engineering.

無數(shù)的問題，就其本身的性質(zhì)而言，不能徹低被描述

—

—

即使這一事實，在其開始之前。然而還必須找到對于這些問題可采納的工程解決計劃，來滿意預(yù)定的需求。直覺或判斷是建立可能的替代策略、

流程或解決計劃的關(guān)鍵因素。。而這也是工程的一部分。

Civil

engineering

is

one

of

the

most

diverse

branches

of

engineering.

The

civil

engineer

plans,

designs,

constructs,

and

maintains

a

large

variety

of

structures

and

facilities

for

public,

commercial

and

industrial

use.

These

structures

include

residential,

office,

and

factory

buildings;

highways,

railways,

airports,

tunnels,

bridges,

harbors,

channels,

and

pipelines.

They

also

include

many

other

facilities

that

are

a

part

of

the

transportation

systems

of

most

countries,

as

well

as

sewage

and

waste

disposal

systems

that

add

to

our

convenience

and

safeguard

our

health.

土木工程是工程的最多樣化的分支機(jī)構(gòu)之一。土木工程師計劃、設(shè)計、施工，和維護(hù)大量的結(jié)構(gòu)和公共、商業(yè)和工業(yè)使用的設(shè)施。這些結(jié)構(gòu)包括住所，辦公室和工廠大廈；馬路、鐵路、機(jī)場、隧道、橋梁、港口、渠道和管道。在其他大多數(shù)的國家它們還包括運(yùn)輸系統(tǒng)許多其他設(shè)施，以及將為我們的生活帶來方便的和維護(hù)我們的健康污水及廢物處理系統(tǒng)。

The

term

“civil

engineer”

did

not

come

into

use

until

about

1750,

when

John

Smeaton,

the

builder

of

famous

Eddystone

lighthouse

near

Plymouth,

England,

is

said

to

have

begun

calling

himself

a

“civil

engineer”

to

distinguish

himself

from

the

military

engineers

of

his

time.

However,

the

profession

is

as

old

as

civilization.

直到大約1750年，人們才開始使用“土木工程師”這一術(shù)語。約翰.斯密頓在英格蘭普利茅斯附近，建造了聞名的埃迪斯通燈塔的建造師，開始自稱為“土木工程師"來將自己與當(dāng)初的軍事工程師區(qū)別開。然而，土木工程這個職業(yè)卻像文明一樣古老。

In

ancient

Egypt

the

simplest

mechanical

principles

and

devices

were

used

to

construct

many

temples

and

pyramids

that

are

still

standing,

including

the

great

pyramid

at

Giza

and

the

temple

of

Amon-Ra

at

Karnak.

The

great

pyramid,

481

feet(146.6

meters)high,

is

made

of

2.25

million

stone

blocks

having

an

average

weight

of

more

than

1.5tons

(1.4

metric

tons).

Great

numbers

of

men

were

used

in

the

construction

of

such

monuments.

The

Egyptians

also

made

obelisks

by

cutting

huge

blocks

of

stone,

some

weighing

as

much

as

1000

tons

(900

metric

tons).

Cutting

tools

of

hard

bronze

were

used.

古埃及人用最容易的機(jī)械原理和裝置建造了許多至今仍屹立的廟宇和金字塔，包括吉薩大金字塔和在卡納克的Amon-Ra的寺廟。這個大金字塔，481英尺（146.6

米）高，由個石塊組成，石塊的平均分量超過1.5噸（1.4

噸）。建造如此的紀(jì)念性建造使用了大量的人力。埃及人也作了一些重達(dá)1000噸(900噸)的石頭的大塊切割的方尖塔。硬青銅的切削刀具在其中使用到了。

The

Egyptians

built

causeways

and

roads

for

transporting

stone

from

the

quarries

to

the

Nile.

The

large

blocks

of

stone

that

were

erected

by

the

Egyptians

were

moved

by

using

levers,

inclined

planes,

rollers,

and

sledges.

為了從采石場向尼羅河運(yùn)輸石材埃及人建造了長堤和道路。由埃及人豎設(shè)的大塊石頭通過使用拉桿、斜平面、滾子和雪橇來移動。

The

Egyptians

were

primarily

interested

in

the

know-how

of

construction;

They

had

very

little

interest

in

why-for

of

use

.In

contrast,

the

Greeks

made

great

strides

in

introducing

theory

into

engineering

problems

during

the

6th

to

3rd

centuries

B.C.

They

developed

an

abstract

knowledge

of

lines,

angles,

surfaces,

and

solids

rather

than

referring

to

specific

objects.

The

geometric

base

for

Greek

building

construction

included

figures

such

as

the

square,

rectangle,

and

triangle.

埃及人主要對如何建造感興趣；他們對為什么這么使用沒有什么太多的興趣。相反，在公元前六世紀(jì)到公元前三世紀(jì)希臘人取得了龐大的長進(jìn)于工程理論的推廣。他們發(fā)展了線、角度、面，和實體的抽象的知識，而不是與特定的對象產(chǎn)生聯(lián)系。

希臘建造施工的幾何基礎(chǔ)包括數(shù)字如正方形、矩形和三角形。

The

Greek

architekton

was

usually

the

designer,

as

well

as

the

builder,

of

architectural

and

engineering

masterpieces.

He

was

an

architect

and

engineer.

Craftsmen,

masons,

and

sculptors

worked

under

his

supervision.

In

the

classical

period

of

Greece

all

important

buildings

were

built

of

limestone

or

marble;

the

Parthenon,

for

example,

was

built

of

marble.

希臘建造師

通常是建造工程杰作的設(shè)計師同時也是建造師。

他既是一個建造師也是工程師。工匠、石匠和雕塑家在他的監(jiān)督下工作。在希臘古典時期所有重要建造物是由石灰Unit2第二單元

土木工程是涉及天然資源的開辟、區(qū)域性和局部地區(qū)的供水、排洪設(shè)施、廢物處理設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)施、隧道、建造物、橋梁以及人們所需要的其他結(jié)構(gòu)物的計劃、設(shè)計和施工的一個工程領(lǐng)域。具備學(xué)歷、經(jīng)驗又有國家關(guān)于土木工程專業(yè)實踐要求認(rèn)證的人員被稱為土木工程師土木工程師職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為專業(yè)人員，土木工程師在履行他們職責(zé)的同時，應(yīng)該遵循以下的原則：（1）保證公眾的安全、健康和福利是極為重要的。（公眾的福利意味著克持續(xù)發(fā)展的允諾，即在為子孫后代保護(hù)天然資源基礎(chǔ)的同時滿意當(dāng)前的需要和工程目標(biāo)。（2）稱為每一位雇主貨委托人的忠實代理貨委托人，并且要避免利益矛盾。（3）最大程度的應(yīng)用他們的知識和技巧來建設(shè)所有委托人的工程。

（4）保持終身學(xué)習(xí)，總是自愿地參加理念于技術(shù)信息方面的專業(yè)交流。（5）只能在能力范圍內(nèi)履行職責(zé)；其他范圍內(nèi)，工程師可以與有資歷的同事、顧問，或者雇員一起合作來執(zhí)行任務(wù)。因此，土木工程的工程項目應(yīng)該被計劃、設(shè)計和施工以滿意下列標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)該滿意業(yè)主貨委托人所指定的用途。（2）應(yīng)該在業(yè)主貨委托人給定的工期內(nèi)，通過已知的技術(shù)和可用的勞動力及設(shè)備來建設(shè)。（3）在合理的時光周期里，應(yīng)該能夠經(jīng)歷住天然環(huán)境的作用和正常使用。4）工程竣工時，應(yīng)是對實現(xiàn)預(yù)期用途的最低造價或業(yè)主或委托人所花費(fèi)用達(dá)到的最佳效果舉行評定的時機(jī)。工程費(fèi)用不應(yīng)該超過業(yè)主的施工預(yù)算，并且當(dāng)徹低投入使用后，其運(yùn)營、維護(hù)和維修費(fèi)用不應(yīng)過度昂貴。5）工程的設(shè)計和施工要滿意相關(guān)法律要求，符合公認(rèn)的工程標(biāo)準(zhǔn)，同時，要避免建造工人、工程操作者以及公眾的健康和安全。6）應(yīng)該將工程設(shè)計成滿意可持續(xù)發(fā)展的要求，即在為子孫后代收藏和保護(hù)周圍環(huán)境質(zhì)量及天然資源的基礎(chǔ)上滿意當(dāng)前工程項目的需要。7）徹低運(yùn)行時，工程應(yīng)該有效地利用能源。8）工程應(yīng)該盡可能地體現(xiàn)美學(xué)的特征工業(yè)

操縱著許多商業(yè)交易的工業(yè)公司的員工中有它們自己的工程設(shè)計師。然而這些工程設(shè)計師的角色是多種多樣的。一個公司多產(chǎn)，那么車間設(shè)施就必須包括車間工程師和普通員工來確保車間的適當(dāng)維修和運(yùn)行。在許多工廠里，這些車間工程師也同時為他們的雇主服務(wù)于設(shè)計部門。例如，倘若現(xiàn)在的車間配置了一臺新裝備，不僅要提供空間，而且必須解決一些工程問題。典型的有：基礎(chǔ)是否充足承受這些附加的荷載？是否需要一些新的設(shè)施保養(yǎng)服務(wù)？現(xiàn)今的能源供養(yǎng)是否充足？進(jìn)一步的說，可能需要建造一棟新的建造來容納這些裝備。因此，一個車間工程師的標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)行為和責(zé)任感常常領(lǐng)導(dǎo)著設(shè)計領(lǐng)域。

這個設(shè)計是由建設(shè)這棟建造及公共設(shè)施的相同的組織或者組織內(nèi)部的部門來完成的。因為各種各樣的因素，在設(shè)計公司和建設(shè)公司之中同責(zé)任部門相比較之下，這種聯(lián)合服務(wù)也有利有弊。

咨詢工程師

一個咨詢工程師已被定義為一個熟練于運(yùn)用科學(xué)原理來解決工程難題的專業(yè)人士。作為專業(yè)人員，咨詢工程師應(yīng)該像對他們的顧客一樣也對公眾負(fù)責(zé)。除了提供專業(yè)的服務(wù)，咨詢工程師也經(jīng)營商業(yè)交易。咨詢工程由一些獨資企業(yè)，合伙公司，股份有限公司運(yùn)營著，它們許多都擁有大量專業(yè)員工，草圖人員，和其他支援人員。不管這些工程師所在機(jī)構(gòu)是什么形式的，客戶接收到的終端產(chǎn)品依然保留著相同的專業(yè)特性，也能滿意相同的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。咨詢工程師通常都有許多客戶，他們必須精選最佳的運(yùn)營主意來滿意客戶和他們自己的需求。

建議和咨詢

這個階段僅僅包括了咨詢師基于經(jīng)驗和技術(shù)知識的抉擇。通常，在這個階段詳細(xì)的工程設(shè)計不是其中的組成部分；但是工程師大概會建議從著手這項工程的價值和相關(guān)的技術(shù)考慮?；蛘哌@個階段大概僅僅是基于對采取更進(jìn)一步的研究來決定是否需要對現(xiàn)今的結(jié)構(gòu)舉行維修而做的抉擇。

計劃

基于可行性的報告和其他的信息，倘若業(yè)主決定繼續(xù)舉行這項建設(shè)工程，那么計劃階段就開始了。計劃必須從設(shè)計中剝離出來考慮。例如，倘若一個工廠或復(fù)雜建造結(jié)構(gòu)開始形成，計劃計劃包括粗略的初步草圖和這項擬議工程的總平面圖計劃。通過這個總平面圖的計劃，業(yè)主可以根據(jù)他的可用資金在各個階段和施工進(jìn)度中開辟這個工程。

設(shè)計

這個階段可以被細(xì)分為概要的，初步的，總算的設(shè)計。在每個階段的最后可以和業(yè)主舉行驗收，或者驗收應(yīng)該保持延續(xù)性以使業(yè)主對一些要求的實施有個形象化的認(rèn)識以及當(dāng)需要的時候做須要的增建和改動。殘破的設(shè)計文件包括詳細(xì)的設(shè)計，詳細(xì)的說明書和建設(shè)合同。然而設(shè)計師的角色并不因總算設(shè)計的完成而結(jié)束。通常，設(shè)計師在建設(shè)施工招標(biāo)，簽訂合同，和執(zhí)行建設(shè)合同中充當(dāng)著業(yè)主代理人的角色。Unit3第三單元Theprincipalconstructionmaterialsofearliertimeswerewoodandmasonry-brick,stone,ortile,andsimilarmaterials.Thecoursesorlayers（磚層）wereboundtogetherwithmortarorbitumen,atarlikesubstance,orsomeotherbindingagent.TheGreeksandRomanssometimesusedironrodsorclampstostrengthentheirbuilding.ThecolumnsoftheParthenoninAthens（雅典的帕臺農(nóng)神廟）,forexample,haveholesdrilled（鉆孔）inthemforironbarsthathavenowrustedaway（銹蝕殆盡）.TheRomansalsousedanaturalcementcalledpozzolana,madefromvolcanicash,thatbecameashardasstoneunderwater. 早期主要的建造材料是木材和砌體，如磚、石、瓦以及類似的材料。磚層之間通過砂漿、瀝青（一種焦油狀的物質(zhì)）或其他一些粘合劑粘合在一起。希臘人和羅馬人偶爾用鐵條或夾子來加固他們的房屋。例如，雅典的帕臺農(nóng)神廟柱子中曾鉆孔以便參加鐵條，如今都已銹蝕殆盡。羅馬人也用稱作白榴火山灰的天然水泥，它用火山灰制作，在水中會變得與石頭一樣堅硬。Bothsteelandcement,thetwomostimportantconstructionmaterialsofmoderntimes,wereintroduced（推廣）inthenineteenthcentury.Steel,basicallyanalloyofiron（鐵合金）andasmallamountofcarbon,hadbeenmadeuptothattime（到那個時候）byalaborious（繁復(fù)的）processthatrestrictedittosuchspecialusesasswordblades（刀刃）.AftertheinventionoftheBessemerprocess（貝塞麥煉鋼法）in1856,steelwasavailableinlargequantitiesatlowprices.Theenormousadvantageofsteelisitstensilestrength;thatis,itdoesnotloseitsstrengthwhenitisunderacalculateddegree(適當(dāng)?shù)?oftension,aforcewhich,aswehaveseen,tendsto（往往）pullapartmanymaterials.Newalloyshavefurtherincreasedthestrengthofsteelandeliminatedsomeofitsproblems,suchasfatigue,whichisatendencyforittoweakenasaresultofcontinualchangesinstress（延續(xù)的應(yīng)力變化）.作為現(xiàn)代兩種最重要的建造材料，鋼材與水泥在十九世紀(jì)得到了推廣。直到那個時候，鋼材才通過繁復(fù)的過程發(fā)明出來，基本上是鐵合金，并含有少量的碳，因而被限制在一些異常的用途如刀刃。在1856年發(fā)現(xiàn)了貝塞麥煉鋼法后，鋼材才得以大量低價獲得。鋼材龐大的優(yōu)勢即是它的抗拉強(qiáng)度，也就是當(dāng)它在適當(dāng)?shù)睦ο虏粫?qiáng)度，正如我們所看到的，該力往往能夠?qū)o數(shù)材料拉開。新的合金進(jìn)一步提高了鋼材的強(qiáng)度，并消除了一些缺點，如疲勞，即在延續(xù)的應(yīng)力變化下導(dǎo)致強(qiáng)度削弱的趨勢。Moderncement,calledPortlandcement,wasinventedin1824.Itisamixtureoflimestone（石灰石）andclay,whichisheatedandthengroundintoapowder（磨成粉末）.Itismixedatorneartheconstructionsite（施工現(xiàn)場）withsand,aggregate(smallstones,crushedrock,orgravel),andwatertomakeconcrete.Differentproportionsoftheingredients（配料）produceconcretewithdifferentstrengthandweight.Concreteisveryversatile;itcanbepoured,pumped,orevensprayedinto（噴射成）allkindsofshapes.Andwhereassteelhasgreattensilestrength,concretehasgreatstrengthundercompression.Thus,thetwosubstancescomplementeachother（互補(bǔ)）. 現(xiàn)代水泥發(fā)現(xiàn)于1824年，稱為波特蘭水泥。它是石灰石和粘土的混合物，加熱后磨成粉末。在或逼近施工現(xiàn)場，將水泥與砂、骨料（小石頭、壓碎的巖石或礫石）、水混合而制成混凝土。不同比例的配料會發(fā)明出不同強(qiáng)度和分量的混凝土。混凝土的用途無數(shù)，可以澆筑、泵送甚至噴射成各種形狀。混凝土具有很大的抗壓強(qiáng)度，而鋼材具有很大的抗拉強(qiáng)度。這樣，兩種材料可以互補(bǔ)。Theyalsocomplementeachotherinanotherway:theyhavealmostthesamerateofcontractionandexpansion.Theythereforecanworktogetherinsituationswhere（在…情況下）bothcompressionandtensionarefactors（主要因素）.Steelrods（鋼筋）areembeddedin（埋入）concretetomakereinforcedconcreteinconcretebeamsorstructureswheretensionwilldevelop（浮上）.Concreteandsteelalsoformsuchastrongbond-theforcethatunites（粘合）them-thatthesteelcannotslip（滑移）withtheconcrete.Still（還有）anotheradvantageisthatsteeldoesnotrustinconcrete.Acid（酸）corrodessteel,whereasconcretehasanalkalinechemicalreaction,theoppositeofacid. 它們也以另外一種方式互補(bǔ)：它們幾乎有相同的收縮率和膨脹率。因此，它們在拉、壓為主要因素時能共同工作。在浮上拉力的混凝土梁或結(jié)構(gòu)中，將鋼筋埋入混凝土而成鋼筋混凝土。混凝土與鋼筋形成如此強(qiáng)大的結(jié)合力——這個力將它們粘合在一起——以致于鋼筋在混凝土中不會滑移。還有另一個優(yōu)勢是鋼筋在混凝土中不會銹蝕。酸能腐蝕鋼筋，而混凝土?xí)l(fā)生堿性的化學(xué)反應(yīng)，與酸相反。Theadoptionofstructuralsteelandreinforcedconcretecausedmajorchangesintraditionalconstructionpractices（施工作業(yè)）.Itwasnolongernecessarytousethickwallsofstoneorbrickformultistorybuildings,anditbecamemuchsimplertobuildfire-resistantfloors（防火地面）.Boththesechangesservedto（有利于）reducethecostofconstruction.Italsobecamepossibletoerect（建造）buildingswithgreaterheightsandlongerspans. 結(jié)構(gòu)鋼與鋼筋混凝土的采用使傳統(tǒng)的施工作業(yè)發(fā)生了顯然的變化。對多層建造，再也沒須要采用厚的石墻或磚墻，且施工防火地面變?yōu)槿菀椎枚?。這些變化有利于降低建造的成本。它也使建造高度更高和跨度更大的建造物成為可能。Sincetheweightofmodernstructuresiscarried（承受）bythesteelorconcreteframe,thewallsdonotsupportthebuilding.Theyhavebecomecurtainwalls,whichkeepouttheweatherandletinlight.Intheearliersteelorconcreteframebuilding,thecurtainwallsweregenerallymadeofmasonry;theyhadthesolidlookofbearingwalls（承重墻）.Today,however,curtainwallsareoftenmadeoflightweightmaterialssuchasglass,aluminum,orplastic,invariouscombinations. 因為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的分量由鋼或混凝土框架承受，墻體不再支承建造物。它們成為幕墻，將日曬風(fēng)吹雨打阻止在外，而讓光芒進(jìn)入。在較早的鋼或混凝土框架建造中，幕墻普通由砌體構(gòu)成；它們具有承重墻的結(jié)實外觀。但是今天，幕墻通常由輕質(zhì)材料組成，如玻璃、鋁或塑料，并形成不同的組合。Anotheradvanceinsteelconstruction（結(jié)構(gòu)）isthemethodoffasteningtogether（連在一起）thebeams.Formanyyearsthestandardmethodwasriveting.Arivetisaboltwithaheadthatlookslikeabluntscrew（圓頭螺絲釘）withoutthreads（螺紋）.Itisheated,placedinholesthroughthepiecesofsteel（鋼構(gòu)件）,andasecondheadisformedattheotherendbyhammering（錘擊）ittoholditinplace（固定就位）.Rivetinghasnowlargelybeenreplacedbywelding,thejoiningtogetherofpiecesofsteelbymelting（熔化）asteelmaterialbetweenthemunderhighheat. 鋼結(jié)構(gòu)中的另一個長進(jìn)是梁的銜接方式。在無數(shù)年里，銜接的標(biāo)準(zhǔn)方式是鉚接。鉚釘是個有頭的螺栓，看上去象個沒有螺紋的圓頭螺絲釘。鉚釘加熱后穿過鋼構(gòu)件之間的孔洞，并通過錘擊另一端而形成第二個鉚釘頭，從而將其固定就位。如今鉚接已大量地被焊接所替代，鋼構(gòu)件間的銜接通過在高熱下熔化它們之間的鋼材料（即焊條）舉行。Prestressedconcreteisanimprovedformofreinforcement（加強(qiáng)主意）.Steelrodsarebentintotheshapestogivethemthenecessarydegreeoftensilestrength.Theyarethenusedtoprestress（對..預(yù)加應(yīng)力）concrete,usuallybyoneoftwodifferentmethods.Thefirstistoleavechannelsinaconcretebeamthatcorrespondto（相應(yīng)于）theshapesofthesteelrods.Whentherodsarerunthroughthechannels,theyarethenbondedtotheconcretebyfillingthechannelswithgrout,athinmortarorbindingagent.Intheother(andmorecommon)method,theprestressedsteelrodsareplacedinthelowerpartofaform（模板）thatcorrespondstotheshapeofthefinishedstructure（成品結(jié)構(gòu)）,andtheconcreteispouredaroundthem.Prestressedconcreteuseslesssteelandlessconcrete.Becauseitissoeconomical,itisahighlydesirable（異常理想）material.預(yù)應(yīng)力混凝土是加強(qiáng)法的改進(jìn)形式。將鋼筋彎成一定的形狀以使它們具有須要的抗拉強(qiáng)度，然后用該鋼筋對混凝土施加預(yù)應(yīng)力，通?？刹捎脙煞N不同主意中的任何一種。第一種主意是在混凝土梁中按鋼筋的形狀留下孔道，當(dāng)鋼筋穿過孔道后，通過在孔道內(nèi)灌注薄砂漿（一種稀薄的砂漿或粘合劑）將鋼筋與混凝土粘結(jié)在一起。另一種（更常用的）主意是將預(yù)應(yīng)力鋼筋置于按成品結(jié)構(gòu)的形狀設(shè)置的模板的較低部位，然后將混凝土倒入（模板）而包繞著鋼筋。預(yù)應(yīng)力混凝土使用了較少的鋼筋和混凝土，因為它是如此的經(jīng)濟(jì)，因此是一種異常理想的材料。Prestressedconcretehasmadeitpossibletodevelop（建造）buildingswithunusualshapes,likesomeofthemodernsportsarenas,withlargespaceunbrokenbyanyobstructingsupports（妨礙的支撐物）.Theusesforthisrelativelynewstructuralmethodareconstantlybeingdeveloped（不斷地擴(kuò)大）. 預(yù)應(yīng)力混凝土使建造獨特形狀的建造物成為可能，象一些現(xiàn)代的運(yùn)動場，它具有不受任何支撐物阻止視線的大空間。這種較新的結(jié)構(gòu)主意的使用正在不斷地被擴(kuò)大。Thecurrenttendencyistodevelop（采用）lightermaterials,aluminum,forexample,weighsmuchlessthansteelbuthasmanyofthesameproperties.Aluminumbeamshavealreadybeenusedforbridgeconstructionandfortheframeworkofafewbuildings. 目前的趨勢是采用較輕的材料。例如，鋁的分量比鋼輕得多，但具有無數(shù)相同的性能。鋁材梁已經(jīng)用于橋梁建造和一些建造的框架。Lightweightconcretes,anotherexample,arenowrapidlydeveloping（發(fā)展）throughouttheworld.Theyareusedfortheirthermalinsulation(絕熱性).Thethreetypesareillustratedbelow（舉例說明如下）:(a)Concretesmadewithlightweightaggregates;(b)Aeratedconcretes(USgasconcretes)foamed（起泡）bywhisking（攪拌）orbysomechemicalprocessduringcasting;(c)No-finesconcretes. 另一個例子是輕質(zhì)混凝土，如今已在全世界迅速地發(fā)展，因它們的絕熱性而被采用，其三種類型舉例說明如下：(a)輕質(zhì)骨料制成的混凝土；(b)通過澆筑時攪拌或一些化學(xué)主意起泡而成的加氣混凝土（US加氣混凝土）；(c)無細(xì)骨料混凝土。Allthreetypesareusedfortheirinsulatingproperties（絕熱性）,mainlyinhousing,wheretheygivehigh（異常）comfortincoldclimatesandalowcostofcooling（降溫成本）inhotclimates.Inhousing,therelativeweaknessoflightweightconcretewallsisunimportant,butitmatters（有重大關(guān)系）inroofslabs,floorslabsandbeams. 這三種類型的混凝土都是因為它們的絕熱性而被使用，主要用于房屋，使其在嚴(yán)寒的氣候中異常愉快，在炎熱的氣候中降溫的成本不高。在房屋中，墻采用較薄弱的輕質(zhì)混凝土不重要，但是屋面板、樓面板和梁（采用輕質(zhì)混凝土）則有重大關(guān)系。Insomelocations,somelightweightaggregatescostlittlemorethan（幾乎等于）thebestdense（致密）aggregatesandalargenumberof（大量）floorslabshavethereforebeenbuiltoflightweightaggregateconcretepurelyforitsweightsaving,withnothoughtof（沒考慮）itsinsulationvalue. 在某些地區(qū)，一些輕質(zhì)骨料的費(fèi)用幾乎等于最致密的骨料，因此大量的樓面板采用輕骨料混凝土制作純粹是節(jié)約分量，而沒考慮它的絕熱價值。Thelightweightaggregatereducesthefloordeadload（恒載）byabout20percentresultingin（導(dǎo)致）considerablesavingsinthefloor（樓蓋結(jié)構(gòu)）steelineveryfloorandtheroof,aswellasinthecolumnsteeland(less)inthefoundations.OneLondoncontractor（承包商）preferstouselightweightaggregatebecauseitgiveshimthesameweightreductioninthefloorslabastheuseofhollowtiles,withsimplerorganizationandthereforehigherspeedandprofit.Theinsulationvalueofthelightweightaggregateisonlyimportantintheroofinsulation,whichisgreatlyimproved（改進(jìn)）. 輕質(zhì)骨料使樓面的恒載減少了約20%，因而大量的節(jié)約了每層樓面以及屋面的樓蓋結(jié)構(gòu)中的鋼材和柱子與基礎(chǔ)中（較少）的鋼材使用量。一位倫敦的承包商寧愿使用輕質(zhì)骨料，因為這使樓面板上減少的分量與用空心磚相同，且組織更容易，因而速度和利潤更高。輕質(zhì)骨料的絕熱價值只在屋面絕熱時顯得重要，它已被大大地改進(jìn)了。Unit4第四單元MechanicsofMaterialsdealswith（研究）theresponseofvariousbodies,usuallycalledmembers（構(gòu)件）,toappliedforces（施加力）.InMechanicsofEngineeringMaterialsthemembershaveshapesthateitherexistinactualstructuresorarebeingconsideredfortheirsuitability（按照其需要）aspartsofproposed（擬建的）engineeringstructures.Thematerialsinthemembershavepropertiesthatarecharacteristicofcommonlyused（常用的）engineeringmaterialssuchassteel,aluminum,concrete,andwood. 材料力學(xué)用以研究不同物體（通常稱為構(gòu)件）對施加力的響應(yīng)。在工程材料力學(xué)中，構(gòu)件的形狀可以是實際結(jié)構(gòu)中存在的，也可以按照其需要而舉行考慮（設(shè)計），作為擬建工程結(jié)構(gòu)的部件。構(gòu)件中材料的性能即是常用的工程材料如鋼材、鋁材、混凝土和木材的特性。Asyoucanseealreadyfromthevarietyofmaterials,forces,andshapesmentioned,MechanicsofEngineeringMaterialsisofinterestto（對..有價值）allfieldsofengineering.TheengineerusestheprinciplesofMechanicsofMaterialstodetermineifthematerialpropertiesandthedimensionsofamemberareadequateto（足以）ensurethatitcancarryitsloadssafelyandwithoutexcessivedistortion.Ingeneral（通常）,then,weareinterestedinboththesafeloadthatamembercancarryandtheassociated（相關(guān)的）deformation.Engineeringdesignwouldbeasimpleprocessifthedesignercouldtakeintoconsideration（考慮）theloadsandthemechanicalpropertiesofthematerials,manipulate（利用）anequation,andarriveat（得到）suitabledimensions.Designisseldomthatsimple.Usually（通常）,onthebasisof（按照）experience,thedesignerselectsatrial（試算）memberandthendoesananalysistoseeifthatmembermeetsthespecifiedrequirements.Frequently（常常）,itdoesnotandthenanewtrialmemberisselectedandtheanalysisrepeated.Thisdesigncycle（設(shè)計周期）continuesuntilasatisfactorysolutionisobtained.Thenumberofcycles（循環(huán)次數(shù)）requiredtofindanacceptabledesigndiminishesasthedesignergainsexperience.正如你已經(jīng)從提到的各種各樣的材料、力和形狀所看到的，工程材料力學(xué)對所有的工程領(lǐng)域都有價值。工程師利用材料力學(xué)的原理來決定是否該材料的性能和構(gòu)件尺寸足以保證它能安全地承受荷載且沒有過多的變形。通常，我們協(xié)助的是構(gòu)件能承受的安全荷載及其相應(yīng)的變形。倘若設(shè)計者能通過考慮荷載和材料的力學(xué)性能，并利用公式得到合適的構(gòu)件尺寸，那么工程設(shè)計將是一個容易的過程。然而設(shè)計很少那么容易。通常，按照經(jīng)驗，設(shè)計者挑選一個試算構(gòu)件，然后舉行分析，看它是否滿意規(guī)定的要求。它常常不會滿意要求，則再挑選一個新的試算構(gòu)件，再舉行分析。這樣的設(shè)計不斷重復(fù)，直至得到一個愜意的結(jié)果。當(dāng)設(shè)計師擁有一定的經(jīng)驗后，為得到一個可采納的設(shè)計所需要的循環(huán)次數(shù)會減少。DesignofAxiallyLoadedMembers軸向力構(gòu)件的設(shè)計 Togiveyousomeinsightinto（使..有一些了解）thedesigncycle,anextremelysimplememberwillbedealtwithfirst.Thatmemberisaprismaticbarwithaforce,P,actingalongitslongitudinalaxisinthedirection（縱軸向）suchthatittendstoelongatethebar.Suchaforceisreferredtoas（稱為）anaxialtensileload（軸向拉力）,andwecanreadilyimagineittryingto（努力..）pullthefibersapartandtocausefailureonatransverseplane（橫向平面）.Itissafetoassumethatallfibersofthebar,inregionsremotefrom（遠(yuǎn)離）thepointofapplicationoftheload,arebeingpulledapartwiththesameloadintensity（荷載強(qiáng)度）.Withthisassumption,theloadintensityorstressisuniformonatransverseplaneandisgivenbywhenPisin（以..為單位）NewtonsandAisinsquaremetres,stress,,isinNewtonspersquaremetre(N/m2),whichisbydefinition（按照定義）Pascals(Pa).為了使你對設(shè)計周期有一些了解，首先研究一個異常容易的構(gòu)件。構(gòu)件是個棱形的桿件，其上沿著它的縱軸向作用一個力P，這樣往往使桿件在該方向上伸長。這樣的力稱為軸向拉力，我們能容易地想象它在努力地將纖維拉開，導(dǎo)致橫向平面的破壞。安全地假定桿件的所有纖維在遠(yuǎn)離荷載施加點的區(qū)域以相同的荷載強(qiáng)度被拉開。在此假定下，荷載強(qiáng)度或應(yīng)力在橫向平面上是勻稱的，為當(dāng)P的單位為牛頓、A的單位為平方米時，應(yīng)力σ的單位為牛頓每平方米（N/m2），按照定義為帕斯卡（Pa）。Foragivenaxialloadandgivendimensions,thestresscanbecalculatedfrom(4-1)andcomparedwith（與..相比）thestressthatcanbesafelycarriedbythematerial.Thesafestress,knownas（稱為）thedesignstressorallowablestress（許用應(yīng)力）,isdeterminedbytestsperformedonmaterialmadeto（按照）thesamespecificationsasthepartbeingconsidered.Asafetyfactor（安全系數(shù)）,frequentlyimposedbyalegallyestablishedcode（規(guī)矩）,isappliedtothestrength,asdeterminedbytests,togivetheallowablestress.Theallowablestress,a,isgivenbywherefisthestressatwhichthematerialfails(failuretobedefinedlater)andnisthesafetyfactor.對已知的軸向力和（構(gòu)件）尺寸，可按照公式（4-1）計算出應(yīng)力，并與材料能安全承受的應(yīng)力作比較。安全應(yīng)力，稱為設(shè)計應(yīng)力興許用應(yīng)力，它是通過對材料的實驗來決定的，該（實驗）材料按照與所考慮（驗算）的桿件相同的規(guī)范制作。按照規(guī)矩規(guī)定，通常對實驗所決定的強(qiáng)度考慮安全系數(shù)后得到許用應(yīng)力。許用應(yīng)力a為這里，f為材料失效（失效在下文有定義）時的應(yīng)力，而n為安全系數(shù)。Beforeapproving（核準(zhǔn)）trialdimensions,thedesignermakescertain（確信）thatthedesignissafebydeterminingthattheinequality（不等式）issatisfied.Theinequalityisusuallymoreconvenientintheform不等式常常以更合適的形式浮上，即在核準(zhǔn)試算的尺寸之前，設(shè)計者通過決定不等式成立而確信設(shè)計的安全，即Itmightatfirst（起先）seemthatthedesignerwouldalwaysdimension（選定..的尺寸）thecrosssection（橫截面）sothatthestresswouldexactlyequaltheallowablestress.However,itmaybeverycostlytoproducepartsthathavenonstandardsizes,soitisusuallymoreeconomicaltowastesomematerialbyselectingthenext（臨近的）largerstandardsizeabovethatrequiredbytheallowablestress.Departurefrom（背離）standardsizesisjustified（合理的）incaseswherethepenalty（不利后果）forexcessweightisverysevere,asinaircraft（航天器）orspace-ship（宇宙飛船）design. 起先似乎設(shè)計者總是在選定橫截面的尺寸，以使應(yīng)力恰好等于許用應(yīng)力。但是，生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)尺寸部件的成本可能很高，因此，通常人們會挑選比按許用應(yīng)力要求的尺寸大一些的標(biāo)準(zhǔn)尺寸部件，這樣盡管奢侈了一些材料，但總體上更經(jīng)濟(jì)。但不挑選標(biāo)準(zhǔn)尺寸的做法在諸如航天器和宇宙飛船的設(shè)計中證實是合理的，因為多余分量產(chǎn)生的不利后果是很嚴(yán)重的。DesignofBeams梁的設(shè)計Uptothispoint（至此）wehavelookedat（考慮）thebeamproblemasaprobleminanalysis;thatis（即）,foragivensetofloads,span,andcrosssectionwehavebeencalculatingthestress.Themorecommonlyencounteredproblemistoselectastandardsection,ordesignamember,foragivenspanandloadswithoutexceedingacertainallowablestress.Undersomeconditionstheallowablestressmaybedependentuponthedimensionsandshapeofthecrosssection,inwhichcasetheselectionofthememberbecomesmoredifficult.Forthepresent（暫時）wewilltaketheallowablestressasthough（似乎）itdependsonlyonthestrengthofthematerialandthesafetyfactor.至此，我們已經(jīng)考慮了梁的問題而舉行了（問題）分析，即對給定的一組荷載、跨度和橫截面，我們已經(jīng)計算了應(yīng)力。更常碰到的問題是在不超過某個許用應(yīng)力下對一個給定的跨度和荷載挑選一個（構(gòu)件的）標(biāo)準(zhǔn)截面，或設(shè)計一個構(gòu)件。在某些條件下，許用應(yīng)力可能依賴于橫截面的尺寸和形狀，這種情況下的構(gòu)件挑選會變得比較艱難。暫時我們將采用許用應(yīng)力法，似乎它只取決于材料的強(qiáng)度和安全系數(shù)。Atrialmemberwillbeacceptable（合格）whenthestressisequalto,orlessthan,theallowablestress,thatis,ifFordesignpurposesthisinequalityismoreusefulintheformIntheusualdesignprocessthemaximumbendingmomentistakenfrom（取自于）thebendingmomentdiagram（彎矩圖）andtheallowablestressisdetermined(quitefrequentlyinaccordancewith（按照）therulesofsomelegallyconstitutedcode)fromstandardstrengthtestsincombinationwith（與..結(jié)合）asafetyfactor.Theright-handsideof(4-6)isthenknown,anditremains（依然是）toselectordesignamemberthatwillsatisfytheinequality.Whenastandardsectionistobeused,thetables（表格）couldbesearcheduntilamemberisfoundsuchthatthecombinationofIandcsatisfies(4-6).Thistakesmoretimethanisreallynecessary,sincethetablesalsoprovidethevalueofI/cforeachmemberundertheheading（標(biāo)題）S,thesectionmodulus（截面模量）.當(dāng)試算構(gòu)件的應(yīng)力等于或小于許用應(yīng)力時，也就是說，倘若在通常的設(shè)計過程中，最大的彎距從彎距圖上取得，而許用應(yīng)力通過標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度實驗并考慮安全系數(shù)后決定（往往是按照一些規(guī)矩的規(guī)矩）。這樣，已知式（4-6）右手邊的值，則依然是挑選或設(shè)計構(gòu)件以滿意該不等式。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)截面時可以尋找表格，直至找到的構(gòu)件其I和c值的組合能滿意式（4-6）。這樣花費(fèi)的時光比實際需要的多，因為表格中在截面模量S的標(biāo)題下也提供了每一個構(gòu)件的I/c的值。試算構(gòu)件即為合格。按照設(shè)計的需要，（上述）不等式以下列形式浮上更實用，即Thatis,thesectionmodulusisdefinedas（定義為）Toselectamember,theScolumn（列）isconsulted（查閱）andanymemberthatsatisfies(4-8)couldbeused.ThememberswithveryhighvaluesofSwillobviouslybeunderstressed（應(yīng)力不足的）andwastefulofmaterial.Thebestdesign,iftherearenootherconstraints,willbethatwhichsatisfies(4-8)withtheminimumamountofmaterial.WithtabulatedvaluesofSavailableitismuchmoreconvenienttouse(4-6)intheformThesmallestacceptableSdoesnotnecessarilycoincidewith（符合）themosteconomicalmember.Toselectthelightestandmosteconomicalstandardsection,thelistedvaluesofmassshouldbeexaminedtofindthelightestmemberwithanacceptableS.Theproblembecomesmuchmorecomplexifbuilt-up（組合）memberisbeingdesignedbecauseitscostwilldependuponthecombinedcostsofwebplate,anglesandcoverplatesaswellasfabrication（裝配）costssothatthelightestmemberisnotnecessarilythemosteconomical.截面模量定義為為挑選構(gòu)件而查閱S這一列，則任何滿意式（4-8）的構(gòu)件都可采用。顯而易見，對S值很高的構(gòu)件，其應(yīng)力是不足的，并奢侈了材料。倘若沒有其他的限制，最好的設(shè)計將是以最少的材料滿意式（4-8）。能采納的最小的S值不必是最經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件。為了挑選最輕和最經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)截面，應(yīng)檢查列出的質(zhì)量值，以找到能采納的S值下的最輕構(gòu)件。倘若在設(shè)計一個組合構(gòu)件時，則問題變得復(fù)雜得多，因為它的費(fèi)用將依賴于腹板、角鋼和蓋板的費(fèi)用以及裝配的費(fèi)用，因此，最輕的構(gòu)件未必是最經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件。按照表格中得到的值S，將式（4-6）以下列形式使用要方便得多，即DeflectionsDuetoBending彎曲撓度Themainpurposeofthischapter（本節(jié)）wastodevelop（提出）theflexure（屈曲）formulas,andtoprovidesomeexperienceinapplyingthem.Staticallyindeterminate（超靜定）caseswereencounteredandsomeinsight（認(rèn)識）gainedasto（就..）thedifficultyandimportanceofthiscategoryofproblem. 本節(jié)的主要目的是提出屈曲公式，并在運(yùn)用公式時提供一些經(jīng)驗。當(dāng)碰到超靜定的情況時，就此類問題的難點和重點獲得一些認(rèn)識。Superposition（疊加法）waspresented（提出）asthepreferred（優(yōu)先的）methodforsolvingcertainproblems.However,becomingfamiliarwith（認(rèn)識）superpositionwasmoreimportantthanfindingsolutionstotheproblems（問題的答案）becausesuperpositionhasapplicationinmanyareasofstressanalysisandwillbeusedfrequentlyinourfuturestudies. 為解決某些問題，疊加法作為優(yōu)先的主意被提出。但是，認(rèn)識疊加法遠(yuǎn)比找到問題的答案重要，因為疊加法已經(jīng)用于應(yīng)力分析的無數(shù)領(lǐng)域，而且，在我們今后的研究中還會常常使用。Moment-area（彎距圖面積法）wasfoundtobeaconvenientmethodforsolvingvariousproblems.Itisamethodthatbecomesquitecomplicatedandrequiresfurtherdevelopment（展開）whenmoreadvancedstructuresareencountered.Atthepresentstageitissufficientforyoutobeacquaintedwith（了解）thefundamentals（基本原理）ofthemethod.Deflectionoflong-radius（長半徑）curvedbeamswasintroduced（引入）toillustratethepoweroftheprinciplesunderlying（構(gòu)成..的基礎(chǔ)）themoment-areamethodandsothatyouwouldappreciate（知道）thedifferencesbetweenstraightandcurvedbeams. 為解決不同的問題，發(fā)現(xiàn)彎距圖面積法是一種很方便的主意。但當(dāng)碰到更先進(jìn)的結(jié)構(gòu)時，此法會變得異常復(fù)雜，需要進(jìn)一步地展開。對你來說在目前階段了解此法的基本原理已經(jīng)充足了。引入長半徑曲梁的撓度來舉例說明構(gòu)成彎距圖面積法基礎(chǔ)的原理的功效，使你能知道直梁與曲梁之間的區(qū)別。Thischapteraffordedanopportunitytobecomefamiliarwithsingularityfunctions（神奇函數(shù)）,andyouhaveseenthatcertainproblemscanbegreatlysimplifiedbytheiruse.Itmustbeappreciated（意識到）thatmerelyanintroductiontothetopichasbeengiven;thereismuchmoretolearnedbythosewhohaveaspecialinterest.Toillustrateaseriouslimitation（缺陷）atourpresentstage,wecanexpressdistributedloads（分布荷載）thatarevariableandareintermittent,butwecannotwritealoadfunctionforconcentratedloads.Ifwehadtakenthenextstepanddealtwiththeconcentratedload,wewouldhaveencounteredthesourceoftheexpression（表達(dá)式）“singularityfunction”,buthavingregardfor（考慮）thescopeofthisbookwehavestoppedshortof（達(dá)不到）thatstep.本節(jié)使你認(rèn)識了神奇函數(shù)，并發(fā)現(xiàn)通過利用它們能大大地簡化某些問題。但必須意識到僅僅是推薦了題目，對那些有異常興趣的人還有無數(shù)要學(xué)。我們可以表示變化的、間斷的分布荷載，但不能寫出擴(kuò)散荷載的荷載函數(shù)，說明了在我們目前階段（該函數(shù)）還存在著嚴(yán)重的缺陷。倘若我們進(jìn)入下一步去研究擴(kuò)散荷載，便會碰到神奇函數(shù)表達(dá)式的來源，但是考慮到本書的范圍，我們不再進(jìn)入那一步。FailureTheories失效理論Inthedesignofamembersubjectedtoauniaxial（單軸的）load,thestresswascomparedwiththestresstocausefailureintestspecimens（試件）thathadalsobeensubjectedtouniaxialload.Thisisthesimplestofalldesignproblems;themethodisquiteadequate（合適的）,sincethenature（性能）oftheloadsandthestressesinthetestandinthepartbeingdesignedareidentical.However,wesoonen