罗福午第4版土木工程概论教案16课时文档格式.docx
- 文档编号:6883039
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:26.45KB
罗福午第4版土木工程概论教案16课时文档格式.docx
《罗福午第4版土木工程概论教案16课时文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《罗福午第4版土木工程概论教案16课时文档格式.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
实际操作( );
讨论( );
上 机( )
考核方式
闭 卷();
开卷();
课程论文(√)
具体操作();
多种形式结合()
课程教学
总学时数
学时16
学分数
1
学时分配
课堂讲授16学时;
实验课 学时;
田间观察 学时
实际操作 学时;
讨论 学时;
上机 学时
教材名称
土木工程(专业)概论第4版
作者
罗福午
出版社及
出版时间
武汉理工大学出版社,2012年8月
指 定
参考资料
土木工程(专业)概论第3版
作者
陈学军
武汉理工大学出版社,2010年8月
机械工业出版社,2006年9月
授课教师
职称
单位
青岛农业大学海都学院
授课时间
第1周至第4周,星期二第 3-4 节;
第5周至第6周,星期二第 3-4 节,星期四第 6-7 节
备注
本课程的教学目的
本课程的任务是带领学生认识土木工程专业涉及的范畴;
初步建立解决问题的工程方法;
从工科结合管理、经济、法律法规的角度掌握各类土木建筑工程的基本概念、基本理论和基本方法,为学习相关的后继课程打好必要的基础;
能应用土木工程的理论和方法对一些简单的工程实际问题进行定性分析。
注:
表中()选项请打“√”
周 次
第1 周,第1次课;
总第 1 次课
章节名称
第1章绪论
教学时数
2
授课方法
和手段
采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题;
列举大量的工程实例,广开眼界,加深印象
教学目的
与要求
通过本节课的学习使学生理解土木工程的定义、土木工程需要解决的问题,初步了解所学专业,建立专业热情。
教学基本内容纲要
第1节
专业培养目标和人才素质要求
1.土木工程的定义
土木工程是建造各类土建工程设施的科学技术的统称。
它既指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,也指应用材料、设备为这些工程设施所进行的勘察、设计、施工、检测、维修等工程技术活动。
2.土木工程要解决的问题
(1)形成人类活动所需要的、功能良好和舒适美观的空间和通道,这是土木工程的根本目的和出发点;
(2)能够抵御自然或人为的作用力,这是土木工程之所以存在的原因;
(3)充分发挥所采用的材料的作用;
(4)通过有效的技术途径和组织管理手段,利用社会所能提供的物资设备条件,“好、快、省”地组织人力、物力、财力,把工程设施建造成功,付诸安全耐久的使用,这是土木工程的最终归宿。
3.土木工程的基本属性:
(1)社会性,表现为土木工程随社会不同历史时期的需求和科学技术水平的提高而发展,同时也受社会政治、经济、资源、能源和环境等条件的约束;
(2)综合性,表现为土木工程是运用多种生态资源和各类科学技术,进行开发、勘测、设计、施工、维护、管理的综合成果;
(3)实践性,表现为土木工程是在实践中形成和发展的,实践使土木工程不断得到创新,是土木工程学科理论不断得到发展;
(4)实用经济美观统一性,表现为土木工程必须符合人民的物质和精神需求,力求土木工程的建设成果既实用经济,又美观悦目;
(5)建造过程单项性,表现为土木工程一般按建设单位的设计任务书和招投标要求单项进行设计、单项进行施工。
第2节我国高等学校土木工程专业的培养目标
2.1关于科学、技术、工程和工程师的概念
1、科学:
是关于自然、社会和思维的知识体系。
2、技术:
是根据生产实践经验和自然科学原理发展成的各种生产工艺、作业方法和操作技能的总称。
3、工程:
是开发应用科学的知识和技术的手段,在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需求的一种有创造力的建设实践。
有创造力的实践是工程的本质。
4、工程师:
是从事工程活动的技术家,工程师的核心职能是革新和创造。
2.2对于我国土木工程专业培养目标的理解
第3节当前土木工程专业对所培养人才的素质要求
人的素质是指人在先天生理基础上,受后天环境和教育的影响,通过自身的认识和实践,养成比较稳定的基本品质。
培养素质的主要途径:
(1)充分利用学校设备和学习条件,严谨、勤奋的学习;
(2)努力参与多种教学、研究和工程实践,提高自己的实践意识和动手能力;
(3)自觉培养自主性学习的能力,勤于思考,敢于探索,勇于创新;
(4)积极参加集体活动,承担社会工作;
(5)养成运动习惯,注意劳逸结合,加强心理修养;
(6)关心国家大事,注视国际和国内科技发展的新动向;
提高自身素质,适应时代和社会进步新潮流
教学重点
与难点
重点:
土木工程需要解决的问题
我国高等学校土木工程专业的培养目标
难点:
课后小结
掌握土木工程需要解决的问题,土木工程的基本属性,理解我国高等学校土木工程专业的培养目标
[1]土木工程(专业)概论(第3版),罗福午,武汉理工大学出版社,2010年8月
[2]土木工程概论,陈学军,机械工业出版社,2006年9月
1、教案按授课次数(或单元)填写,每次(或每单元)授课均应填写一份,整个教案只用一个封面。
2、请按格式中显示的字体、字号(仿宋GB2312小四)填写,外语可用TimesNewRoman字体。
3、表格间距可调整,可加附页。
第2 周,第1次课;
总第2次课
第2章土木工程的发展历史
通过本节课的学习使学生了解土木工程的发展史,明确土木工程未来的发展方向
第1节古代土木工程
1.时间跨度:
大致从新石器时代(约公元前5000年起)开始至17世纪中叶。
2.古代土木工程的代表
(1)中国黄河流域的仰韶文化遗址和西安半坡村遗址;
(2)埃及帝王陵墓建筑群——吉萨金字塔;
(3)公元前7世纪至明朝修筑的万里长城;
(4)约公元前256年—公元前251年的战国时期修建的四川都江堰大型引水枢纽,它是世界历史上最长的无坝引水工程;
(5)公元532-537年建造的土耳其伊斯坦布尔索菲亚大教堂;
(6)公元590-608年建造的隋代敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥——赵州桥;
(7)公元1056年建造的山西应县木塔,是保存至今的唯一木塔,也是我国现存的最高的木结构之一;
(8)中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑都是木构架结构;
(9)西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教堂建筑,都采用了砖石拱券结构。
3.古代土木工程的特点
缺少理论上的依据和指导,只有一些经验总结和形象描述土木工程的著作
第2节近代土木工程
从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。
2.代表性建筑:
(1)1638年,意大利学者伽利略出版《关于两门新科学的谈话和数学证明》,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。
(2)1687年,英国科学家牛顿总结的力学三大定律是土木工程设计理论。
(3)1744年,瑞士数学家欧拉出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论,得到计算柱的临界受压力的公式,为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。
(4)1825年,纳维建立了土木工程中结构设计的“容许应力分析法”;
19世纪末里特尔等人提出的“极限平衡”的概念。
为土木工程的结构理论分析打下了基础。
(5)1824年,英国的阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权,1850年开始生产,使混凝土在土木工程中得到广泛应用。
20世纪初,水灰比等学说初步奠定了混凝土强度的理论基础。
(6)1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法,使钢材得以大量生产。
(7)1867年,法国的莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆,这是钢筋混凝土的开端。
3.近代土木工程的主要特征
(1)有力学和结构理论作为指导;
(2)砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的适用,混凝土、钢材、钢筋混凝土以及早期的预应力混凝土得到发展;
(3)施工技术进步很大,建造规模日益扩大,建造速度加快。
第3节现代土木工程
1.现代土木工程的特点:
(1)社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求;
(2)土木工程的材料、施工和设计理论,以及工程教育的理论出现了新的发展趋势。
(3)现代社会经济建设的发展对土木工程的要求,表现为以下3个方面:
1)土木工程功能化
2)城市建设立体化
3)交通运输高速化
(4)材料、施工和设计理论以及工程教育理论新的发展趋势
1)建筑材料的轻质高强化,普通混凝土向轻骨料混凝土、加气混凝土和高性能混凝土方向,钢材向低合金、高强度方向发展。
2)施工过程的工业化、装配化,土木工程的施工出现工厂生产构配件、组合体,现场拼装的方式。
3)设计理论的精确化、科学化,理论分析由线性分析到非线性分析,由人工到计算机辅助,土木工程学的学科理论迅速发展。
4)工程教育理念的工程化,工程教育从侧重“工程技术教育”进步到侧重“工程学科教育”。
无教学重难点
第3周,第1次课,总第3次课
第3章土木工程中的材料
通过本堂课的学习使学生了解土木工程中材料的主要性质,明确木材、钢材、水泥、砌体的优缺点和适用范围。
第1节土木工程中的材料的一般性质
1、土木工程材料的重要性质
(1)物理性质:
容积密度——材料在自然状态下单位体积的质量;
密度——材料在绝对密实状态下单位体积的质量;
与水有关的性质——含水率、吸水性、透水性、抗冻性;
材料的热工性质——导热性、耐火性、收缩膨胀。
(2)力学性质:
强度——在外力作用下抵抗破坏的能力;
变形——承受形状改变的能力;
弹性——外力去除后仍能回复原装的性质;
塑性——外力去除后不能恢复原装保持变形后的性质;
韧性——材料受冲击能够承受很大变形不致破坏的能力。
(3)耐久性质
2、土木工程材料按其自身组织的不同分为金属材料和非金属材料,金属材料分为黑色金属和有色金属,非金属材料分为无机材料和有机材料。
第2节4种主要工程材料的简介
1、钢材
钢材品质均匀致密,抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高。
有一定的塑性和很好的韧性、良好的加工性能。
土木工程所使用的钢材大多为低碳钢和低合金结构钢
2、水泥
水泥是水硬性胶凝材料,即加水拌合成塑性浆体,能在空气中和水中凝结硬化,可将其他材料胶结成整体,并形成坚硬石材的材料。
3、木材
木材具有很多优点,如轻质高强;
易于加工;
有较高的弹性和韧性;
能承受冲击和振动作用;
导电和导热性能低;
木纹美丽;
装饰性好等。
但木材也有缺点,如构造不均匀,各向异性;
易吸湿、吸水,因而产生较大的湿胀、干缩变形;
易燃、易腐等。
4、砌体
由石材、黏土块、砖、混凝土、工业废料等材料做成的块体。
优点是易于就地取材,价格低廉,施工简便,隔热保温性能好;
结构笨重,强度低,与农业用地冲突。
就我国国情来看,在土木工程中应用最广泛的是钢筋混凝土。
钢材多用于高层、大跨、重型建筑物,大跨度桥梁,铁路工程和大直径管道工程,是土木工程用材的发展方向。
木材主要用于木屋盖、木模板、枕木、门窗、家具和建筑装修。
砌体用于中小型房屋和桥梁,以及涵洞、挡土墙等构筑物。
教学重点:
1.了解土木工程中的材料的特性
2.明确木材、钢材、水泥、砌体的优缺点和适用范围
无教学难点
第4周,第1次课,总第4次课
第4章土木工程中的力学和结构概念
通过本堂课的学习使学生了解土木工程的力学和结构概念,掌握结构和构件的区别,明确荷载的主要形式
第1节力、力矩和平衡
第2节外力、内力和反力
对任何一个土木工程而言,力有外力、内力、反力之分。
所有土木工程结构都处于外力、反力和内力作用下的平衡状态,承受的内力有以下5种和他们之间的组合:
(1)产生拉伸变形的是拉力,一般用+N表示;
(2)产生压缩变形的是压力,一般用-N表示;
(3)产生弯曲变形的是弯矩,一般以M表示;
(4)产生剪切变形的是剪力,一般以V表示;
(5)产生扭曲变形的是扭矩,一般以Mt表示。
第3节荷载和作用
1.荷载:
直接施加在土木工程结构上的外力是由荷载引起的
荷载分类:
(1)永久荷载,指在使用期间永久施加在结构上,其值不随时间变化的荷载,也称恒载。
承重结构的自重、围护结构的重力以及固定装置的重力就是恒载。
恒载一般以构件的体积乘以所用材料的容积密度确定。
此外,埋置在地下的、挡土的和隧道的工程设施所承受的土压力和围岩压力也是恒载。
(2)可变荷载,指在使用期间施加在结构上的值随时间变化的荷载,也称活载。
活载有:
①使用活载包括楼面活载、屋面活载;
②车辆活载;
风载;
③雪载等
(3)偶然荷载,指在使用期间不一定出现,一旦出现其值很大且持续时间很短的荷载,如撞击荷载、爆炸荷载。
2.作用:
因间接施加影响引起结构受力的作用,三种类型:
(1)约束变形作用,以温差作用为典型
(2)外加变形作用,以地基的沉陷作用为典型
(3)惯性作用,以地震作用为典型
第4节结构和构件失效
1.承受由荷载和作用在结构中产生的内力的是结构的构件。
一般说来结构的基本构件有以下几种:
(1)板,有较大的平面尺寸但厚度较小的平面构件,通常水平方向设置,承受垂直于板面的荷载,以受弯矩为主;
(2)梁,承受垂直于其纵轴方向荷载的线形构件,以受弯矩和剪力为主;
(3)柱,承受平行于其纵轴方向荷载的直线形构件,以受压力和弯矩为主;
(4)墙,受平行或垂直于墙面方向的竖向平面构件,前者以受压力为主,后者以后弯矩和剪力为主;
(5)杆,承受轴向力的直线形构件,多用于组成桁架结构或网架;
(6)拱,承受沿其纵轴平面内荷载的曲线形构件,以受压力、弯矩和剪力为主;
(7)壳,一种曲面形具有很好空间传力性能的构件,以受压力为主;
(8)索
(9)膜,只能承受拉力。
以墙为主体的称为墙体或筒体结构;
以梁、柱组成构架为主体的称为框架结构;
将杆组成桁架或网架为主体的称为桁架结构或网架结构;
以拱、壳或索分别为主体的,称为拱结构、壳体结构或钢索结构;
以多块平板折叠或空间折板为主体的,称为空间折板结构。
2.基础既是结构和地基的连接件,是结构的一部分,也称下部结构。
它的设置要考虑上部结构的形式、规模、用途、荷载大小与性质,也要考虑下部地质条件、土层分布、土的性质和地下水情况。
因搁置深度不同,基础可分为浅基础和深基础。
浅基础有独立基础、条形基础、筏形基础和箱形基础,深基础有桩基础和沉井基础、沉箱基础。
3.地基的土是由固体矿物颗粒、水和空气组成,称为土的三相,即固相、液相和气相。
地基承载力是指在保证地基稳定的条件下,地基压缩变形控制在房屋容许范围内时,地基单位面积上所能承受的最大荷载。
单位是KN/㎡或Kpa。
为了弄清地基的实际承载力和预计房屋沉陷的状态,应掌握各土层的基本物理力学性能,如土的天然松散密度、天然含水量以及反映土松密程度的压缩性能指标——孔隙比、密实度、塑性性能等。
第5节对土木工程结构的要求
土木工程的任何结构都应该具有以下四项预定功能:
(1)能承受正常施工和使用时可能出现的各种内力;
(2)在正常使用时具有良好的工作性能;
(3)在正常维护下具有足够的耐久性能;
(4)在偶然事件发生时能保持必须的稳定性。
“安全、适用、耐久”三者缺一不可,安全第一。
1.土木工程的力学和结构概念
2.掌握结构和构件的区别
3.明确荷载的主要形式
第5周,第1次课,总第5次课
第4章投资方案评价和比选指标
通过本堂课的学习使学生明确建筑工程中各部门的分工;
生土结构、木结构、钢结构、混凝土结构、钢-混结构的特点和适用范围。
第5章建筑工程概述
第1节建筑工程中各部门的分工
1.建设部门需解决的问题:
(1)提出使用要求,编制设计任务书;
(2)确定土地使用范围;
(3)保证落实建设资金;
(4)通过招标,选择设计和施工部门。
2.勘察部门需解决的问题:
(1)勘察测量房屋所在地区的地质和地形、地貌;
(2)提供地质和水文资料,以及该地区的地形地貌图;
(3)提出不良地基的处理方案;
(4)提出房屋基础设计的建议。
3.施工部门需解决的问题:
(1)施工组织设计和落实现场布置;
(2)确定施工技术方案,选用主要施工设备;
(3)工程材料的购置、检验和使用,熟练技工和劳动力的组织;
(4)确保安全、工程质量和工程进度。
第2节建筑物的类别
1.按建筑物的使用性质分,有居住建筑、公共建筑、商业建筑、文教卫生建筑、工业建筑、农业建筑。
2.按建筑物结构所采用的材料分,有生土结构、木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、钢结构、张拉整体结构、膜结构。
3.按组成房屋主体结构的型式和受力系统即结构体系分,有承重墙结构、板-柱结构、框架结构、筒体结构、错列桁架结构、拱结构、壳体结构、折板结构、网架结构、悬挂式结构(钢索结构)、巨型桁架和巨型框架结构。
第3节生土建筑物
生土建筑从材料结构和构造方面分,有黄土窑洞、土坯拱窑洞、砖石掩土窑洞、夯土墙、土坯墙即草泥垛墙;
从房屋营建和使用功能上分,有窑洞民居、生土建筑民居、以生土材料建造的各类公用建筑物和构筑物。
现代夯土建筑已成为实现绿色建筑、可持续建筑最为有效的途径之一。
对传统夯土建筑结构的技术改造主要集中在以下方面:
(1)夯土材料的改良及其优化,提高夯土墙体和强度指标和耐久性能;
(2)采用现代气动、电动夯土工具,提高夯制工具的夯击力;
(3)采用现代夯筑模板体系,提高夯筑效率;
(4)通过在夯土墙体中加入竖向和水平约束构件或加强夯土墙体与房屋楼盖的构造连接,提高夯土建筑结构的防灾安全性能。
第4节木结构建筑物
木结构:
将原有木材经过齿形连接、螺栓连接、钉连接、键连接或胶连接,形成各种形式的结构,如木桁架、木网架、木拱等。
最常用于房屋工程的是木桁架。
现代木结构建筑大多采用工程木。
工程木主要分为:
胶合层积木和结构复合木材。
结构复合木材分为:
单板层积材、平行木片胶合木、层叠木片胶合木、定向刨花板和木质工字梁。
第5节混凝土结构建筑物
混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。
混凝土结构是土木工程建筑的主要结构类型。
1903年在美国辛辛那提建成的英格尔大楼时世界第一幢混凝土结构高层建筑。
1908年建成的上海电话公司大楼时我国最早的钢筋混凝土框架结构。
目前,世界上最高的钢筋混凝土结构建筑是马来西亚的石油双塔大厦,第二的是美国芝加哥的特朗普国际酒店大厦。
法国巴黎国家工业与技术展览中心大厅的钢筋混凝土薄壳结构是当前世界上混凝土结构中跨度最大的公共建筑。
第6节钢结构建筑物
钢结构建筑物是以钢材作为主要承重材料的建筑物,钢结构常用于跨度大、高度大、荷载大、动力作用大的各种建筑和土木工程结构中。
初始应用铁类金属做成的建筑结构构件时铸铁柱和熟铁梁。
1772年建成的英国利物浦圣安妮教堂是最早成功采用铸铁结构构件的范例。
我国是最早用铁建造结构的国家之一,如建于南汉朝的广州光孝塔东铁塔,建于宋朝的玉泉寺塔。
第7节钢-混凝土结构建筑物
钢-混凝土组合结构建筑物是采用钢构件和钢筋混凝土构件(或钢-混凝土组合构件)共同组成结构体系所形成的建筑物。
目前,世界上最高的的建筑物是钢-混凝土组合结构体系的哈利法(迪拜)塔,除高度外,还有办公楼层最多、混凝土泵送高度最大、电梯速度最快,该塔采用核心筒+剪力墙+端部柱的结构体系。
中国台北金融大厦在钢-混凝土组合结构建筑物中是高度排全球第三、中国第一的。
上海环
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 罗福午第 土木工程 概论 教案 16 课时