土木工程概论作业.doc

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1、土木工程概论作业1、比萨斜塔的基础形式：答：斜塔呈圆筒形，塔身16层均由大理石砌成，大理石质地优良，每块大理石做得很规整，不仅高度一致，而且表面做成曲面，拼接成塔身为准确圆形钟塔基础外伸台阶也同样做成圆形。尤其是塔周围有15根大圆柱，砌筑得更精致。斜塔顶上78层为砖和轻石料筑成。塔身砌体总厚度：第1层为41m，第26层为26m。塔身内径约765m。基础底面外直径1935m，内直径4.51m。塔身每层都有精美的花纹图案，整个斜塔是一座宏伟而精致的艺术品，令人赞叹不已。原来游人可以登塔在各层围廊观赏眺望，因近年塔沉降加速，为了安全，于1990年1月被封闭。 全塔总荷重约为145MN，塔身传递到地基

2、的平均压力约500kPa。目前塔北侧沉降量约90cm，南侧沉降量约270cm，塔倾斜约55度，十分严重。比萨斜塔向南倾斜塔顶离开垂直线的水平距离已达5.27m，等于我国虎丘塔倾斜后塔顶离开水平距离的23倍。幸亏比萨斜塔的建筑材料大理石条石质量优，施工精细，陈希哲教授曾围绕斜塔周围仔细观察，没有发现塔身有裂缝。比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算为0093，即9.3。我国国家标准建筑地基基础设计规范GBJ 789中规定其允许值为0005。目前比萨斜塔基础实际倾斜值己等于我国国家标准允许值的18倍。而比萨斜塔地基土的典型剖面如图所示。由上至下可分为8层； 表层为耕植土，厚160m； 第2层为粉砂，夹粘质

3、粉土透镜体，厚度为540m； 第3层为粉土，厚300m； 第4层为上层粘土，厚度1050m； 第5层为中间粘土，厚为500m； 第6层为砂土，厚200m； 第7层为下层粘土，厚度1250m； 第8层为砂土厚度超过2000m。上述8层土合为3大层：1一3层为砂质粉质土；4一7层为粘土层；8层为砂质土层。 地下水埋深16m，位于粉砂层 2.比萨斜塔产生倾斜的主要原因：答：由于地基不均匀和土层松软而倾斜，使塔身向东南倾斜。 钟塔基础底面位于第2层粉砂层：施工不慎使塔南侧附加应力大于北侧，导致塔向南倾斜。南侧粉砂局部外挤，造成偏心荷载。 塔基底压力高达500kPa，超过持力层粉砂的承载力，地基产生塑性

4、变形，使塔下沉。塔南侧接触压力大于北侧，南侧塑性变形必然大于北侧，使塔的倾斜加剧。 钟塔地基中的粘土层厚达近30m位于地下水位下，呈饱和状态。在长期重荷作用下土体发生蠕变，也是钟塔继续缓慢倾斜的一个原因。 在比萨平原深层抽水，使地下水位下降，相当于大面积加载，这是钟塔倾斜的重要原因。在60年代后期与70年代早期，观察地下水位下降，同时钟塔的倾斜率增加。当天然地下水恢复后，则钟塔的倾斜率也回到常态。3.列举五个国内外著名桥梁及其所采用的结构形式：答： 南京长江三桥 648米，斜拉桥，中国，2005年通车。南京三桥位于现南京长江大桥上游约19公里处的大胜关附近，横跨长江两岸，南与南京绕城公路相接，

5、北与宁合高速公路相连，全长约15.6公里，其中跨江大桥长4.744公里，主桥采用主跨648米的双塔钢箱梁斜拉桥，桥塔采用钢结构，为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。 旧金山金门大桥 1280米，悬索桥，美国，1937年建成美国金门大桥。主跨1280.2米（343.9+1280.2+343.9），加劲梁高7.6米，公路面宽18米，两边各设3.3米的人行道，桥塔高228米，采用由闭合格组成的截面，表面上组成显著的肋形线条，宽度分三次作阶梯式收缩减小，每阶段高度及横梁高度自下而上逐渐减小。 虎门大桥 888米，悬索桥，中国，1997年通车。是国内第一座大跨径钢箱梁加劲梁悬索桥，

6、主航道跨度为888米，桥面全宽32m，桥下通航净空（宽300m高60m）；索塔为门式框架结构，桥面以上塔高为89.861m，塔全高147.552m。塔柱为钢筋混凝土薄壁箱形结构，设三道横梁。东锚锭为重力式直接基础、西锚锭为重力式基础，由锚锭基础和锚锭主体组成，锚锭基础采用自行设计61.2m圆形地下连续墙构造施工，基础混凝土42302m3。桥址位于海水潮汐区，海水流速大、流向复杂，海面宽，施工水深近20m，最大承台尺寸为42256m，最大桩径2.0m，最大桩长为73m。 江阴长江公路大桥 1385米，悬索桥，中国，1999年建成，位于江苏省江阴市黄田港以东3200米的西山，主跨1385米（328

7、+1385+295），桥塔高190米，为两根钢筋混凝土空心塔柱与三道横梁组成的门式框架结构，重力式锚碇，主梁采用流线型箱梁断面，钢箱梁全宽36.9米，梁高3米，桥面宽29.5米，双向六车道，两侧各设宽1.8米的风嘴。 诺曼底大桥 856米，斜拉桥，法国，建于1994年，由33个部分组成。中间一部分是最后嵌进桥中，由下往上提升而成。桥的重量由2000千米长的钢绳支撑。两座混凝土桥塔高215米，耸立在相当于20层高楼的基座上。诺曼底桥的中央跨度为856，但这不包括靠近桥两端的引桥。桥的总长是2200米。全桥造价32亿法郎。主梁外形为扁平的梯形箱梁，采用悬臂法施工。下部为140米高的A形混凝土结构，

8、其上部是用两个混凝土半圆壳体加以保护的矩形横断面钢塔，全部斜缆锚固在塔顶部的钢锚箱内。斜缆由平行钢丝索组成，最大直径16.8厘米，共184根。为避免索面内斜缆的振动，在每个索面内布置了4对直线连接索，在缆索下端安装了阻尼器。4. 决定桥梁跨度和高度时的主要考虑因素：答：首先是自然条件，然后是技术问题和投资成本。桥梁有跨河和立交两种，决定桥梁高度的因素有：跨河桥：最高水位（根据桥梁的重要性选择是20年一遇、50年一遇还是100年一遇的水位）、是否有轮船通过，如果有的话，要考虑轮船的高度。立交桥：主要考虑车辆的最大高度。 跨度也要考虑上面的两方面。跨河桥要考虑轮船是否能够通过。立交桥考虑车辆的横向

9、宽度和车道数量。还有桥址，这通常决定了全桥长度。然后不同桥式的选择也决定了桥梁跨度布置的不同。为控制流水对桥下地基的冲刷，对桥梁的孔跨布置是有要求的。这样说来，设计水位、水相特征、桥墩形式等都对桥梁跨度有影响。最后无论跨度和高度，都要加一定的安全距离。 !.(Pj5. 任选一港口城市，为它的建设和发展提出建议：答：我选择的是舟山港。舟山港域位于我国东南沿海，背靠长江经济带与东部沿海经济带“T”型交汇的长江三角洲地区。舟山群岛由1390个岛屿组成，可划分为4大港域。 目前发展面临的问题有：各港区分布较离散；岸线利用粗放，缺乏可控性、有序性和整体性；港口功能单一，产业链不够延伸；公共码头过少，难以

10、提供高质量的公共服务。则港域可持续发展对策建议：以连岛大桥为纽带，扩大舟山港域的辐射范围；进行资源整合，合理利用岸线资源；加强一体化进程建设，推进港口与产业的整体开发；其次，充分重视岸线、土地资源的集约利用，按标准要求布局岸线和陆域，减少岸线占用长度。优先考虑符合规划，资源利用率高，能够带动产业优化升级的项目，大力增加公共码头的建设。积极发展后方物流园区、工业园区的整体开发。通过物流园区、工业园区的发展，能够延伸舟山市的产业链和物流链，充分带动地方经济的发展。6.特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。 (1）烟囱 烟囱分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和

11、钢烟囱三类。 砖烟囱的高度一般不超过50 m； 钢筋混凝土烟囱多用于高度超过50m的烟囱，一般采用滑模施工。钢筋混凝土烟囱按内衬布置方式的不同，可分为单筒式、双筒式和多筒式。 钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地，但耐腐蚀性差，需经常维护。钢烟囱按其结构可分为拉线式、自立式和塔架式。 （2）水塔 水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石塔身与钢筋混凝土水箱组合的水塔。 （3）水池 水池同水塔一样用于储水；水池多建造在地面或地下。 水池的分类 A、按水池的材料分为：钢水池、钢筋混凝土水池、钢丝网水泥水池、砖石水池等。 B、按水池的平面形状分为：矩形水池和圆形水池。 C、按水

12、池的施工方法分为：顶制装配式水池和现浇整体式水池。 D、按水池的配筋形式分为：预应力钢筋混凝土水池和非预应力钢筋混凝土水池。 水池的构造组成 圆形水池由顶盖、池壁和底板三部分组成。 （4）筒仓 根据所用的材料，筒仓可做成钢筋混凝土筒仓、钢筒仓和砖砌筒仓。钢筋混凝土筒仓又可分为整体式浇筑和预制装配、预应力和非预应力的筒仓。我国目前应用最广泛的是整体浇筑的普通钢筋混凝土筒仓。 （5）混凝土电视塔 塔基础、塔体、塔楼、桅杆7.国内里程长度最长的前五条铁路:答：1、京九铁路 2553千米 北京至香港九龙2、京广铁路 2313千米 北京至广州3、青藏铁路 1956千米 青海西宁至西藏拉萨4、兰新铁路 1

13、903千米 兰州至乌鲁木齐5、陇海铁路 1759千米 江苏连云港至甘肃兰州 青藏铁路是世界上穿越冻土区里程最长的高原铁路,铁路穿越多年连续冻土区里程达550公里。. 8.五个国内外著名桥梁及其所采用的结构形式：答：卢浦大桥 钢拱结构苏通大桥 斜拉桥武汉长江大桥 连续钢桁架梁金门大桥 悬索桥悉尼港大桥 钢桁架拱桥9.决定桥梁跨度的主要因素有：答：（1）首先是桥址，这通常决定了全桥长度。（2）不同桥式的选择也决定了桥梁跨度布置的不同。（3）为控制流水对桥下地基的冲刷，对桥梁的孔跨布置是有要求的。这样说来，设计水位、水相特征、桥墩形式等都对桥梁跨度有影响。（4）中国桥梁的现状，特别是大桥，大都是领导

14、拍板。也有为了争第一，而“适当调整”桥梁跨度的。桥梁净空的主要考虑因素则是桥下通航和通车需要。 桥高主要是由于通航水位要求。或者是美观要求跨度就是材料梁的形式（比如板式桥跨度一般在二十米左右；T梁在30米左右；箱梁三十米左右斜拉跨度大一些；跨度最大的是悬索桥 ）等综合因素了首先当然是自然条件了，然后是技术问题和投资成本。桥梁有跨河和立交两种，决定桥梁高度的因素有：跨河桥：最高水位（根据桥梁的重要性选择是20年一遇、50年一遇还是100年一遇的水位）、是否有轮船通过，如果有的话，要考虑轮船的高度。 立交桥：主要考虑车辆的最大高度。 跨度也要考虑上面的两方面。跨河桥要考虑轮船是否能够通过。立交桥考

15、虑车辆的横向宽度和车道数量。 无论跨度和高度，都要加一定的安全距离。 10.近三年来土木工程施工的新技术：答：竹材人行天桥、透水建材、二次风冷骨料技术、挤压式混凝土边墙施工新技术11、城市节水的重要途径就是节约工业用水、农业用水和城市生活用水。（1）节约工业用水：冷却水的重复使用、回收利用废水，建立工业用水的封闭循环系统循环用水革新工艺，采用新技术用次水代替好水和废水的交换使用；（2）节约农业用水：输水渠道防渗用地下输水管道代替明渠采用喷、滴灌代替大水漫灌；（3）节约生活用水加强宣传节水教育严格管理与维修研究与推广各种节水装置提倡一水多用、分质用水。12建筑内部雨水管道： 答：用来排除屋面的雨

16、水，一般用于大屋面的厂房及一些高层建筑雨雪水的排除。 若生活污废水、工业废水及雨水分别设置管道排出室外称建筑分流制排水，若将其中两类以上的污水、废水合流排出则称建筑合流制排水。建筑排水系统是选择分流制排水系统还是合流制排水系统，应综合考虑污水污染性质、污染程度、室外排水体制是否有利于水质综合利用及处理等因素来确定。 13.建筑内部排水系统的组成： 答：一般建筑物内部排水系统由下列部分组成： 1卫生器具或生产设备受水器2排水管系 由器具排水管连接卫生器具和横支管之间的一段短管、除坐式大便器外，其间含存水弯，有一定坡度的横支管、立管；埋设在地下的总干管和排出到室外的排水管等组成(如图61中6、8、

17、11)。 3通气管系 有伸顶通气立管，专用通气内立管，环形通气管等几种类型。其主要作用是让排水管与大气相通，稳定管系中的气压波动，使水流畅通(详见本章第二节)。 4清通设备 一般有检查口、清扫口，检查井以及带有清通门的弯头或三通等设备，作为疏通排水管道之用(如图61中7、9、12)。 5抽升设备 民用建筑中的地下室、人防建筑物、高层建筑的地下技术层、某些工业企业车间或半地下室、地下铁道等地F建筑物内的污、废水不能自流排至室外时必须设置污水抽升设备。如水泵、气压扬液器、喷射器将这些污废水抽升排放以保持室内良好的卫生环境。 6室外排水管道 自排水管接出的第一检查井后至城市下水道或工业企业排水主干管

18、间的排水管段即为室外排水管道，其任务是将建筑内部的污、废水排送到市政或厂区管道中去。 7污水局部处理构筑物 当建筑内部污水未经处理不允许直接排人城市下水道或水体时，在建筑物内或附近应设置局部处理构筑物予以处理。我国目前多采用在民用建筑和有生活间的工业建筑附近设化粪池、使生活粪便污水经化粪池处理后排人城市下水道或水体。污水中较重的杂质如粪便、纸屑等在池中数小时后沉淀形成池底污泥，三个月后污泥经厌氧分解、酸性发酵等过程后脱水熟化便可清掏出来。化粪池容积的确定可参考给水排水国家标准图集。 建筑给排水也可分为民用建筑给排水和工业建筑给排水。14.二十一世纪前四年世界有哪些重大灾害：答：印度洋海啸,席卷

19、全球的非典,中东战争, 2003年美国森林大火事件、2003年重庆高桥镇天然气井喷事件。印度洋大海啸发生的地点时间及危害程度：12月26日上午8时，发生在印度尼西亚苏门答腊岛附近海域8.9级的强烈地震引发了印度洋大海啸，造成了一场祸及东南亚、南亚8国、25万余人罹难的大惨局。海边宾馆、别墅、集市、农庄、渔村瞬间荡然无存，休闲胜地、旅游天堂转眼间变成了人间地狱。除了地震灾害链和台风灾害链，其他灾害还有那些链式反应：强降雨：强降雨会引发滑坡和泥石流-干旱：干旱会引发蝗灾 15.虎丘斜塔是苏州云岩寺塔的俗称，位于江苏省苏州市虎丘山上，建于五代后周末期(959年)，落成于北宋建隆二年(961年)，比意

20、大利著名的比萨斜塔早建200多年。该塔为仿楼阁式砖木结构，共七层高47米。由于塔基土厚薄不均、塔墩基础设计构造不完善等原因，从明代起，虎丘塔就开始向西北倾斜，现在塔尖倾斜2.34米，塔身倾斜度为2.48度。 虎丘塔又称云岩寺塔，始建于隋文帝仁寿九年（601），初建成木塔，后毁。现存的虎丘塔建于后周乾佑八年至宋建隆二年（959961）。塔系平面八角形，七级。原来的塔顶毁于雷击。1956年重修时，在第三层夹层内发现石函、经箱、铜佛、铜镜、越窑青瓷莲花碗等大批珍贵文物。虎丘塔现高475米，塔身全为砖砌，重6000多吨。据记载，由于地基原因，自明代（1368一1644）起，虎丘塔就向西北倾斜，塔顶中心

21、偏离底层中心23米，斜度240，被称之“东方比萨斜塔”。1956年，苏州市政府邀请古建筑专家采用铁箍灌浆办法，加固修整，终于保住了这座亩塔。1961年列为全国重点文物保护单位之一。16.钢结构具有以下优点：答：(1)材料的强度高、塑性和韧性好；(2)材质均匀，和力学计算的假定比较符合；(3)制造简便，施工周期短；(4)质量轻，相当于混凝土同类件的1/3-1/10重，便于运输、安装、拆卸、库储；(5)使用期满可回收再生。与钢结构相比，劲性混凝土钢结构具有以下特点：(1)混凝土兼有参与构件受力与保护层的功能，经济性较好。(2)结构刚度大，外力作用下变形小，在风荷载和地震作用下，结构的水平位移可严格

22、控制。(3)混凝土有利于提高型钢的整体稳定性，钢板的局部屈曲、杆件弯曲失稳及梁的侧向失稳不易发生，如果结构构造设计合理，就能保证很好的延性。(4)使用的型钢规格较小、钢板厚度较薄，比较符合目前我国钢材轧制的实际情况。17.土木工程的设计、施工和管理三者的和谐关系应是怎样的？答：三者都是工程实际中不可或缺的部分，其中，设计、施工、管理（不知道你指的是总包还是甲方，暂定为总包吧）都服务于建设方，设计、施工分别承当工程不同阶段的工作，而管理贯穿于整个过程之中。18.对结构安全与合理造价的认识：答：在市场经济条件下，评价工程的优劣实际是看这个工程有没有达到质量与造价的最佳结合点。一方面结构安全就意味着设计要满足一定的规范，强度什么要达到标准，而要达到的标准就需要设计选择什么样的材料，什么样的施工工艺和方法，这直接关系着造价；另一方面，任何建筑只是要满足生产生活需要，并不是要建筑物存在千秋万世，这就要求设计的时候从实际出发，根据以往的经验数值，满足基本的强度就行了，过高的强度就以为这资源的浪费，造价的虚张。19.信息技术的应用：答：从DOS到Windows、计算机辅助设计的发展（CAD）、网络技术的利用、可视化技术的利用、虚拟现实技术在土木工程中的应用、大型土木工程数据库系统的建立和完善。工程管理1004 23杨 丽 娟14