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1、土木工程材料 绪论,Address： 9-404 Email： Tel：13480260372,教师介绍,李棱雪,绪 论,为什么学习？ （why ？ ）,学什么？ （what ？ ）,如何学习？ （how ？ ）,土木工程材料,1 、Why? 1）材料是保证建筑工程质量的基础 材料与结构、施工及工程的关系 材料结构（设计）施工工程质量 材料与结构、施工密切相关，相互依存、相互促进 材料在很大程度上决定了建筑工程的质量,某桥墩钢筋外露,沱江大桥坍塌：拱桥施工应首选钢筋混凝土结构，其次为混凝土或统一规格的石材(大块石),2）、材料对建筑工程造价和资源消耗的影响 在一般建筑工程的总造价中，与材料有关
2、的费用占50%以上，有的还会达到70%。材料的选择、使用与管理对工程成本影响很大。,3）、材料对建筑工程技术进步的影响 材料标志着社会物质文明的程度 我们的祖先只有很有限的一些材料，如：石头，木材， 兽皮 如今，混凝土，玻璃，纤维等的出现让我们的生活变得更加舒适,2、What？ 1）建筑材料的范畴 土木工程泛指建筑工程、道路与桥梁工程、水利水电工程等建设性工程。土木工程中所使用的各种材料及制品，都统称为土木工程材料。,万里长城 （200 BC）:条石、大砖、石灰砂浆,万里长城所用的建筑材料,万里长城选用材料因地制宜，堪称典范。居庸关、八达岭一段，采用砖石结构。墙身用条石砌筑，中间填充碎石黄土，
3、顶部再用三、四层砖铺砌，以石灰做砖缝材料，坚固耐用。平原黄土地区缺乏石料，则用泥土磊筑长城，将泥土夯打结实，并以锥刺夯打土是否合格。在西北玉门关一带。既无石料又无黄土，则以当地芦苇或柳条与砂石间隔铺筑，共铺20层。在沙漠中还利用了红柳枝条、芦苇与砂粒层层铺筑的结构。,以土、木、石三种材料为主,以土、木、石三种为主，殿堂宫室的墙上到处绘有壁画，木作部分更是精雕细刻。二期维修工程是一种特制材料，这种特殊的建筑材料名为“阿嘎土”。布达拉宫的室内地面和屋顶大多采用这种材料。阿嘎土的抗水性能差，其内部的粘性材料容易被雨水冲刷，在日晒雨淋下变得越来越粗糙，致使雨后的屋面普遍漏水，漏水后再打阿嘎土，屋顶越来
4、越沉导致房屋变形，这也成为藏式古建筑致命的弱点。,布达拉宫所用的建筑材料,长江大桥全长1670.4米，双层钢木结构梁桥,“一桥飞架南北，天堑变通途”。 是我国第一座复线铁路、公路两用桥，武汉长江大桥全长1670.4米，正桥是铁路公路两用的双层钢木结构梁桥，上层为公路桥，下层为双线铁路桥，桥身共有八墩九孔，每孔跨度为128米，桥下可通万吨巨轮，八个桥墩除第七墩外，其它都采用“大型管柱钻孔法”，这是由我国桥梁工作者所首创的新型施工方法，凝聚着我国桥梁工作者的机智和精湛的工艺。,武汉长江大桥所用的建筑材料,发展史,18th-19th以前 石器等天然材料青铜器、铁器砖、瓦、陶器、石灰 19th 钢材、
5、水泥、混凝土钢筋混凝土 20th 预应力混凝土复合材料新型复合材料,发展趋势,材料方面 国内： 产品性能：轻质、高强、多功能、环保 制品形式：预制化、构件化、大尺寸化 原料：利用再生循环资源 工艺方面：低能耗、低污染、再生 国外： 耐久、节能、多功能、生态、环保,建筑发展趋势,结构形式方面 20世纪的高层化趋势 高层化 21世纪生态化趋势发展 生态化,荷兰Delfut大学图书馆,台北101大楼 在世界高楼协会颁发的证书里，台北101大楼拿下了“世界高楼”四项指标中的三项世界之最，即“最高建筑物”(508米)、“最高使用楼层”(438米)和“最高屋顶高度”(448米)。,上海金茂大厦 金茂大厦具
6、有中国传统风格的超高层建筑，巧妙地将世界最新建筑潮流与中国传统建筑风格结合起来， 是上海迈向21世纪的标志性建筑之一，高420.5米，88层 。,广州中信大厦 很多全球500强公司在广州的办公地 。主楼高达391米，是广州市标志性建筑，其抗震能力比“911”事件中被撞毁的纽约世贸中心大厦强得多。,广州第一，中国第二，世界第五高西塔,西塔投资概算60亿元。身为432米高的广州第一楼高中信41米，它占地面积3.1万平方米，总建筑面积约45万平方米。整个建筑由两大部分组成：地下4层、地上103层的主塔楼和28层的附楼。 “铁筒”套“泥筒”两日建一层 巨型斜交网格外筒一共有30根大直径厚壁钢管柱构成这
7、相当于西塔的骨架。而钢筋混凝土内筒成为输送大楼水电风系统的命脉，这种筒中筒结构是在超高层建筑中的首次应用。筒中筒结构具有足够的抗侧刚度和优异的抗震性能，能有效抵御强风和地震的侵袭.试验表明，即使在广州千年罕遇8度地震作用下，广州国际金融中心仍然屹立不倒。,项目总工期为1007个日历天，是世界同类超高层结构工程中工期最紧张的工程。 中国建筑工程总公司研发出一种具有国际领先水平的整体提模系统，安装模架是浇灌水泥的前提，而西塔开发的这种整体提模系统可以随着西塔建筑每一层的外形变化调整模架，节省了许多时间，从而保证了每2天一层的施工进度。,混凝土泵送突破新技术 为了将混凝土泵送到400多米的高度，西塔
8、施工方还使用了一种世界上出口压力最大的“泵王”，这种泵理论上可将混凝土送到1000米的高度。“全国仅有三台这样的泵，全在西塔的工地。”项目总工程师顾国荣说为了保障西塔的工期，他们平时使用两台泵王，留一台备用。,防火材料除隐患 西塔的钢柱外边涂刷了防火材料，外筒钢柱的防火极限时间可达3个小时，这在全世界都是最高标准。,“水晶之身”破“劳伦斯魔咒”?,1999年，经济学家劳伦斯在总结过去100多年的资本市场发展后，提出“摩天大楼指数”，将经济危机与摩天大楼的建成联系起来。他将这个发现称为“百年病态关联”：即大厦建成，经济衰退。 1997年吉隆坡双子塔楼建成，亚洲金融危机爆发；2003年香港国际金融
9、中心二期建成，遭遇SARS。2000年至2001年台北101大楼建成，高科技泡沫破灭，全球股市狂泻 不管怎样，广州西塔作为打造广州国际化大都市的标识、提升广州商务环境和城市新形象的标杆，注定要成为广州吸引世界的新亮点。,德国爱森RWE办公楼高30层，透明玻璃环抱大楼，各种功能清晰可见。精心设计的圆柱状的外形既能降低风压，减少热能流失和结构损耗，又能优化自然光的射入；外墙由双层玻璃幕墙构成，用于有效的太阳热能储备；内层可开启的无框玻璃窗，可使办公室空气自然流通。整个大楼70通过自然的方式进行通风，热能节约在30以上。,生态建筑-21世纪建筑发展趋势,德国爱森RWE办公楼,该建筑坡屋顶面采用玻璃幕
10、墙架空封闭，其顶面开设天窗和安装二个约1m2太阳能热水装置，二端天沟设置雨水集中管，并通过中间水循环管道再生利用。脱排油烟机用电可根据烟气排放量自行调节，洗碗器可程控至电费半价时间区运行，浴缸水位、温度可自动调控。 比传统节能建筑节能50%，节水1/3，其太阳能热水装置可提供60%供热需求。,英国Integer绿色住宅示范房,生态建筑风靡国外,BRE绿色环境楼,丹麦斯科特帕肯低能耗建筑,英国诺丁汉税务中心,生态建筑-21世纪建筑发展趋势,2）建筑材料的分类 按化学成分分类,按使用时间分类,传统土木工程材料:砖、瓦、石、砂、灰、木材 近代土木工程材料：钢材、水泥、砼、钢筋混凝土 现代土木工程材料
11、：沥青、玻璃、陶瓷制品、人造板材、塑料制品、绝热材料、吸声隔声材料、装饰材料、新型复合板材、绿色建材,按使用功能分类,承重材料,围护材料,装饰材料,保温,吸声,防水,按工程中的使用部位不同分类,3）建筑材料所要求的性能 安全性、耐久性、便利性、经济性、美观性 高性能化 、复合化和多功能化 、良好的环境协调性。,国家标准,行业标准,GB ( 强制标准 ) GB/T (试行标准，推荐性) 如:GB/T 176711999水泥胶砂强度检验 方法(ISO法),建工行业：JGJ 如：JGJ552000 水泥混凝土配合比设计规程 交通行业：JT 如：JTG E422005 公路工程集料试验规程 建材行业：
12、JC 如：JC/T47992 建筑生石灰,地方标准（DB）和企业标准（QB），其后分别注明企业代号、标准顺序号、制定年代号。,4）建筑材料的技术标准,国家标准GB,如GB 175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其中“GB”为国家标准的代号，“175”为标准编号，“1999”为标准颁布年代号，“硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥”为该标准的技术（产品）名称，上述标准为强制性国家标准，任何技术（产品）不得低于此标准。,国际标准 团体标准和公司标准。指国际上有影响的团体和公司的标准。如美国材料与实验协会标准（ASTM）等。 区域性标准。如德国工业标准(DIN)等。 国际标准化组织标准，代号ISO。,3
13、、How？ 课程体系由理论课程、实验教学2大体系构成 理论课程体系 以课堂教授为主，系统地介绍工程材料的基本概念、基本原理、材料性质和材料应用性 以材料性能为核心，材料的选择与应用为重点，新材料和新技术为前沿 注重知识的基础性、系统性、先进性、技能性和前沿性 实验教学体系由基本实验组成,土木工程材料的学习方法、要求及建议 1) 参与式学习 费希特：教育必须培育人的自我决定能力,而不是培养人们去适应传统世界；教育重要的不是着眼于实用性、传播知识和技能，而要有唤醒学生的力量，培养其自我性、主动性、抽象的归纳力和理解力。 不是被动地接受知识，而是在本课程不同层次的启发下，主动地学习。课前预习和阅读教
14、材，善于提问。在学习过程中不宜急于打开讨论分析结果，而应多思考。,2) 点面结合，突出重点 本课程是以组成、结构、性能与应用为主线，重点是掌握性能与应用，而对生产只作一般性的了解。对各材料应注意比较其异同点，包括两种材料的对比及一种材料与多种材料的对比。 重点是性能与应用,3) 理论联系实际 理论：使自己站在巨人的肩膀上，并拥有智慧的脑。 实践：用智慧的脑，练就一双灵巧的手，开创一个新世界。 除学习基本理论、基本知识和基本技能外，应注意结合工程实际来学习。一方面结合本课程所提供的工程实例进行学习。另方面多观察身边的工程实际问题，理论联系实际地学习。,4) 强化环保意识 学习本课程应充分注意建筑材料的环保问题。如某些涂料所逸放的有害气体、某些花岗岩饰板的放射性问题等。,5）课外阅读文献与书籍 6）认真做好练习与作业 7）勤于分析思考与归纳总结,4、课程考核 考试成绩由期末考试和平时考核成绩分组成。 期末考试考核方式为闭卷考试。 考试成绩50%； 成绩比例： 平时考核成绩50%,考勤、作业共20% 实验30%,The end of this Part. Thanks !,