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第1章 土木工程科学概貌 1

1.1 土木工程科学的特点 1

1.1.1 土木工程科学的定义、学科属性及主要分支学科 1

1.1.2 土木工程科学的作用 3

1.2 土木工程科学发展简史 4

1.2.1 古典土木工程科学 4

1.2.2 近世土木工程科学 6

1.2.3 现代土木工程科学 8

1.2.4 智慧城市——现代土木工程科学的伊甸园 11

1.2.5 BIM开启了现代土木工程集成、智慧建造与管理之门 17

思考题 24

第2章 土木工程科学的理论基础 25

2.1 土木工程科学的知识体系 25

2.2 土木工程科学的数学基础 26

2.2.1 数学的起源与发展 26

2.2.2 高等数学 27

2.2.3 数学分析 28

2.2.4 数值计算方法 28

2.2.5 数学建模 29

2.2.6 最优化方法 30

2.2.7 模糊性数学 30

2.2.8 概率论 33

2.2.9 复变函数 34

2.2.10 线性代数 35

2.2.11 数理统计 37

2.3 土木工程科学的物理学基础 37

2.3.1 静力学 38

2.3.2 动力学 39

2.3.3 流体力学 40

2.3.4 分析力学 41

2.3.5 运动学 42

2.3.6 固体力学 42

2.3.7 材料力学 43

2.3.8 复合材料力学 45

2.3.9 流变学 45

2.3.10 结构力学 46

2.3.11 弹性力学 48

2.3.12 塑性力学 49

2.3.13 爆炸力学 49

2.3.14 空气动力学 50

2.3.15 理论力学 51

2.3.16 工程力学 52

2.3.17 天体力学 53

2.3.18 计算力学 54

2.3.19 热学与热力学 56

2.3.20 声学 56

2.3.21 建筑声学 57

2.3.22 超声学 59

2.3.23 电学 60

2.4 土木工程科学的化学基础 60

2.4.1 化学的起源、历史与发展 61

2.4.2 化学科学的学科体系 64

2.4.3 化学科学的基础理论 65

2.4.4 现代化学的典型贡献 68

思考题 69

第3章 结构工程的学科体系 70

3.1 结构工程的学科属性 70

3.2 结构工程的基本类型 70

3.3 结构工程的基本构件 73

3.3.1 普通建筑的基本构件 73

3.3.2 建筑的地基、基础及地下室 74

3.3.3 建筑的墙体 74

3.3.4 建筑的地坪层、楼板层及阳台和雨篷 75

3.3.5 工业与民用建筑的楼盖 75

3.3.6 建筑的阳台与雨篷 76

3.3.7 建筑的楼梯 76

3.3.8 建筑的电梯 76

3.3.9 建筑的屋顶 78

3.3.10 建筑的门和窗 79

3.3.11 建筑的给水排水系统 79

3.3.12 建筑的热水供应系统 81

3.3.13 中、低层建筑的排水系统 82

3.3.14 高层建筑的给排水系统 82

3.3.15 建筑的室外排水工程 82

3.3.16 水泵与水泵站 83

3.3.17 建筑的供热系统与供暖系统 83

3.3.18 建筑的空气调节系统 84

3.3.19 空调建筑 84

3.3.20 建筑的空气处理设备 84

3.3.21 建筑的空气输配系统 85

3.3.22 建筑空调系统的消声防振问题 85

3.3.23 空调建筑的防火排烟问题 85

3.3.24 建筑的制冷系统 85

3.3.25 建筑的通风系统 86

3.3.26 建筑的电气系统 86

3.4 结构工程的历史与发展 87

思考题 88

第4章 混凝土结构工程的特点及技术体系 89

4.1 混凝土结构的分类及构造特点 89

4.1.1 混凝土结构的基本特点 89

4.1.2 框架结构体系 91

4.1.3 剪力墙结构体系 92

4.1.4 框架—剪力墙结构体系 93

4.1.5 框架—筒体结构体系 94

4.1.6 筒体结构体系 95

4.1.7 巨型结构体系 95

4.1.8 混凝土结构的基础形式 95

4.1.9 混凝土结构常用的梁、板 98

4.1.10 混凝土结构厂房的基本构件 99

4.2 混凝土结构设计的基本要求 101

4.2.1 混凝土结构设计中的常见符号 101

4.2.2 混凝土结构设计的基本要求 101

4.2.3 混凝土结构对混凝土的基本要求 105

4.2.4 混凝土结构对钢筋基本要求 107

4.2.5 混凝土结构分析方法及基本要求 111

4.2.6 混凝土结构承载能力极限状态计算 111

4.2.7 混凝土结构正常使用极限状态验算 111

4.2.8 混凝土结构的构造规定 111

4.2.9 混凝土结构对结构构件的基本要求 113

4.2.10 预应力混凝土结构构件 115

4.2.11 混凝土结构构件抗震设计 115

4.3 混凝土结构工程施工的基本要求 117

4.3.1 混凝土结构工程施工的基本要求 118

4.3.2 模板工程施工的基本要求 121

4.3.3 钢筋工程施工的基本要求 122

4.3.4 预应力工程施工的基本要求 124

4.3.5 混凝土制备与运输的基本要求 124

4.3.6 现浇混凝土结构工程施工的基本要求 125

4.3.7 装配式混凝土结构工程施工的基本要求 126

4.3.8 混凝土结构工程冬期、高温和雨期施工的基本要求 127

4.3.9 混凝土结构施工中的环境保护要求 128

思考题 128

第5章 钢结构工程的特点及技术体系 129

5.1 钢结构工程设计的基本要求 129

5.1.1 建筑钢结构的基本特点 129

5.1.2 建筑钢结构设计的宏观要求 130

5.1.3 建筑钢结构的结构体系 131

5.1.4 建筑钢结构的材料选择要求 132

5.1.5 建筑钢结构的结构分析方法与稳定性设计要求 133

5.2 钢结构工程施工的基本要求 133

5.2.1 建筑钢结构工程施工的宏观要求 134

5.2.2 建筑钢结构工程施工的阶段设计 135

5.2.3 建筑钢结构工程对施工材料的要求 136

5.2.4 建筑钢结构工程对焊接施工的基本要求 137

5.2.5 建筑钢结构工程对紧固件连接施工的基本要求 137

5.2.6 建筑钢结构工程对钢零件及钢部件加工的基本要求 138

5.2.7 建筑钢结构工程对钢构件组装的基本要求 138

5.2.8 建筑钢结构工程对钢构件预拼装的基本要求 138

5.2.9 建筑钢结构工程对安装的基本要求 139

5.2.10 建筑钢结构工程对压型金属板的基本要求 140

5.2.11 建筑钢结构工程对涂装的基本要求 140

5.2.12 建筑钢结构工程对施工测量的基本要求 141

5.2.13 建筑钢结构工程对监测的基本要求 141

5.2.14 建筑钢结构工程对施工安全和环保的基本要求 141

5.2.15 多高层钢结构建筑的特点及基本形式 142

5.2.16 门式刚架轻型房屋钢结构 145

5.2.17 大跨度钢结构建筑 145

思考题 150

第6章 木结构工程的特点及技术体系 151

6.1 中国古典式木结构建筑的特点 151

6.2 现代木结构工程设计的基本要求 152

6.2.1 现代木结构材料 153

6.2.2 现代木结构设计的基本要求 154

6.2.3 木结构构件计算 156

6.2.4 木结构连接计算 157

6.2.5 方木原木结构 158

6.2.6 胶合木结构 163

6.2.7 轻型木结构 163

6.2.8 木结构防火设计 168

6.2.9 木结构防护 169

6.2.10 木材的质量控制 170

6.3 木结构工程施工的基本要求 176

6.3.1 木结构工程施工用材选择的基本要求 176

6.3.2 木结构构件制作基本工艺要求 178

6.3.3 木构件连接与节点施工基本工艺要求 181

6.3.4 木结构安装施工基本工艺要求 184

6.3.5 轻型木结构制作与安装技术要求 188

6.3.6 轻型木结构工程防火施工技术要求 196

6.3.7 轻型木结构工程的防护施工技术要求 197

6.3.8 轻型木结构工程施工安全技术要求 200

思考题 201

第7章 砌块结构工程的特点及技术体系 202

7.1 砌块结构工程设计的基本要求 202

7.1.1 砌体的种类 202

7.1.2 砌块材料的强度等级 203

7.1.3 砌块砌体的力学性能 204

7.1.4 砌块砌体的强度 205

7.1.5 砌块砌体强度设计值的调整 206

7.1.6 砌块砌体的物理参数 207

7.1.7 砌体结构承载力计算的基本表达式 208

7.1.8 砌块砌体受压构件 208

7.1.9 砌块砌体轴心受拉、受弯、受剪构件 212

7.1.10 配筋砌块砌体构件 212

7.1.11 我国目前的砌块类型 213

7.1.12 当代砌块结构的典型构造 215

7.2 砌块结构工程施工的基本要求 218

7.2.1 砌块结构工程施工的宏观要求 219

7.2.2 砌体结构工程施工的常用建筑材料及其基本要求 220

7.2.3 砌块砌体施工准备的基本要求 222

7.2.4 砌筑砂浆的基本要求 223

7.2.5 砖砌体工程施工的基本要求 224

7.2.6 混凝土小型空心砌块砌体工程施工的基本要求 226

7.2.7 石砌体工程施工的基本要求 228

7.2.8 配筋砌体工程施工的基本要求 230

7.2.9 填充墙与隔墙砌体工程施工的基本要求 231

7.2.10 冬期与雨期施工的基本要求 233

7.2.11 砌体结构施工安全与环保要求 234

思考题 236

第8章 增强型结构工程的特点及技术体系 237

8.1 预应力混凝土结构的基本要求 237

8.1.1 预应力用钢材 238

8.1.2 预应力钢筋用锚具、夹具和连接器 239

8.1.3 成孔材料 240

8.1.4 预应力混凝土结构设计的一般原则 241

8.2 钢与混凝土组合结构的基本特点 242

8.2.1 钢与混凝土组合结构工程施工的基本要求 242

8.2.2 钢与混凝土组合结构工程施工材料的基本要求 244

8.2.3 钢管混凝土柱施工 245

8.2.4 型钢混凝土柱施工 247

8.2.5 型钢混凝土组合梁施工 249

8.2.6 钢与混凝土组合墙施工 249

8.2.7 钢与混凝土组合板施工 254

8.2.8 质量管理 254

思考题 256

第9章 桥梁与隧道工程的学科体系 257

9.1 桥梁与隧道工程的特点 257

9.1.1 桥梁工程的特点 257

9.1.2 隧道工程的特点 260

9.2 桥梁与隧道工程的技术体系 262

9.2.1 桥梁工程的技术体系 262

9.2.2 隧道工程的技术体系 266

9.3 桥梁与隧道工程的历史与发展 277

9.3.1 桥梁工程的历史与发展 277

9.3.2 隧道工程的历史与发展 279

9.4 城市地下空间工程 281

9.4.1 城市地下空间工程的基本特点 281

9.4.2 常见地下空间工程的特点及基本要求 283

9.4.3 地下空间工程的发展前景 290

9.5 道路桥梁与渡河工程 290

9.5.1 交通抢通爆破工程 290

9.5.2 道路抢通工程 299

9.5.3 桥梁抢通工程 301

9.5.4 渡河工程 304

思考题 304

第10章 供热—供燃气—通风及空调工程的学科体系 305

10.1 供热—供燃气—通风及空调工程的特点 305

10.1.1 供热、通风及空调技术的特点 305

10.1.2 采暖、通风和空气调节及其制冷设计的基本要求 305

10.1.3 采暖系统的特点及基本要求 307

10.1.4 燃气系统的特点及基本要求 308

10.1.5 供热系统的特点及基本要求 309

10.2 供热—供燃气—通风及空调工程的技术体系 309

10.2.1 采暖系统设计与施工的基本要求 309

10.2.2 燃气系统设计施工的基本要求 312

10.2.3 供热系统设计与施工的基本要求 314

10.2.4 绿色建筑的暖通空调设计要求 315

10.3 供热—供燃气—通风及空调工程的历史与发展 316

10.4 建筑环境与能源应用工程 317

10.4.1 建筑环境学的基本问题 317

10.4.2 能源应用工程的基本问题 318

10.4.3 建筑环境与能源应用工程科学的发展 321

10.5 给排水科学与工程 324

10.5.1 城市给水工程的特点与基本要求 324

10.5.2 建筑给水工程的特点与基本要求 326

10.5.3 城市排水工程的特点与基本要求 328

10.5.4 建筑排水工程的特点与基本要求 329

10.6 建筑电气与智能化 331

10.6.1 建筑电气设计施工的基本特点与要求 331

10.6.2 智能建筑设计与施工的基本要求 333

思考题 337

第11章 市政工程的学科体系 338

11.1 市政工程的特点 338

11.2 市政工程的技术体系 339

11.2.1 城市道路工程 339

11.2.2 城市桥涵工程 344

11.2.3 城市广场工程 346

11.2.4 城市隧道工程 348

11.2.5 城市地下通道工程 348

11.2.6 城市轨道交通工程 348

11.2.7 城市园林工程 351

11.2.8 城市防洪（堤岸）工程 354

11.2.9 城市排水工程 355

11.2.10 城市供水工程 356

11.2.11 城市供气工程 356

11.2.12 城市供热工程 356

11.2.13 城市综合管廊工程 356

11.2.14 城市污水处理 359

11.2.15 城市垃圾处理处置 361

11.3 市政工程的历史与发展 364

思考题 365

第12章 岩土工程的学科体系 366

12.1 岩土工程的特点 366

12.2 岩土工程的技术体系 368

12.2.1 土力学的学科特点 368

12.2.2 岩石力学的学科特点 369

12.2.3 工程地质学的学科特点 370

12.2.4 基础工程学的学科特点 373

12.2.5 工程勘察学的学科特点 375

12.2.6 岩石学的学科特点 378

12.3 岩土工程的历史与发展 379

思考题 381

第13章 防灾减灾工程及防护工程的学科体系 382

13.1 防灾减灾工程及防护工程的特点 382

13.1.1 防灾减灾工程及防护工程科学概貌 382

13.1.2 防灾减灾工程及防护工程科学的基本任务 385

13.2 防灾减灾工程及防护工程的技术体系 386

13.2.1 土木工程结构抗爆理论与技术 386

13.2.2 土木工程结构抗撞理论与技术 390

13.2.3 土木工程结构抗洪理论与技术 391

13.2.4 地质灾害防御中的土木工程理论与技术 391

13.2.5 土木工程结构抗火理论与技术 394

13.2.6 土木工程结构抗震理论与技术 398

13.2.7 土木工程结构抗风理论与技术 405

13.2.8 土木工程结构加固理论与技术 409

13.3 防灾减灾工程及防护工程的历史与发展 409

思考题 412

参考文献 413