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思考题

1-1（5分）近代土木工程的特点是什么？

土木工程具有以下特点：

1.社会性土木工程随社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展。

2.综合性土木工程是运用多种工程技术，进行勘测、设计、施工工作的成果。

3．实践性由于各种影响土木工程的因素既众多又错综复杂，使得土木工程对实践的依赖性很强。

4.技术、经济、和艺术统一性土木工程是为人类需要服务的，它必然是每个历史时期技术、经济、艺术统一的见证。

1-2（5分）阐述土木工程的发展方向。

1.工程项目向高空、地下和海洋方面发展

2．工程材料向轻质、高强、多功能方面发展

3.大力发展信息和智能化技术

4.发展可持续的土木工程

1-3（5分）建筑结构有哪些类型

1. 砖墙承重，叫做砖混结构

2. 混凝土梁柱承重，叫做框架结构

3. 混凝土梁和混凝土墙承重，叫做剪力墙结构

4. 框架结构掺加部分混凝土墙，叫做框架剪力墙结构

5. 钢柱、钢梁承重，叫做钢结构

6. 框架剪力墙结构中的框架柱内用型钢钢材，或在柱子外侧包裹型钢钢材，叫做混合结构。

2-1（6分）特种结构有哪些种类？各种结构类型在设计中主要考虑哪些因素？

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。

2-2（6分）目前常用的隧道施工方法有哪些，主要设计理论是什么，都适用于什么条件？

施工方法：有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法

设计理论：

1、明挖法

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。

2、盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺

作，也可以逆作。

2.1盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆萧结构（包括纵、横梁和路面板）臵于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后，视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。

2.2 盖挖逆作法

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱，和盖挖顺作法一样，基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑，以防止维护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原，恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行，即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板

2.3 盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后，向下挖土至设计标高后先浇筑底板，再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。

3、暗挖法

暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括：钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。

3.1浅埋暗挖法（浅埋矿山法）

浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋臵深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出来的，如深圳地铁区间隧道大部分采用了浅埋暗挖法施工。

浅埋暗挖法的施工技术特点：围岩变形波及地表；要求刚性支护或地层改良；通过试验段来指导设计和施工。

浅埋暗挖法施工隧道时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等，选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶法、CRD工法、眼镜工法等；城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法测洞法或中洞法等工法施工。

地下铁道是在城市区域内施工，对地表沉降的控制要求比较严格，所以更要强调地层的预支护和预加固，所采用的

施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18个字，其工艺流程见图5.

工程实例：北京地铁东单车站东南风道与车站主体结构正交，北侧在长安街下，中部及南侧穿过居民区，风道全长43.4 m.采用浅埋暗挖洞桩法施工，在基本维持环境原状条件的情况下从地面居民生活区和人防设施下面顺利通过。

3.2盾构法

修建地铁随道盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（shield ）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢

筒的前端设臵有支撑和开挖土体的装臵，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见下图6所示。

按盾构断面形状不同可将其分为：圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛；按开挖方式不同可将盾构分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种；按盾构前部构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式2种；按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、

土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。

2、盾构法的主要优点：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施T易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。

适用条件：

1.明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法。

2.盖挖法在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。

在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时，可考虑采用盖挖顺作法。

如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近，为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结构，常采用盖挖逆作法施工。

在半逆作法施工中，一般都必须设臵横撑并施加预应力

3-1（6分）简述绿色建材的定义及其基本特征。

定义：绿色建材，又称生态建材、环保建材和健康建材,指健康型、环保型、安全型的建筑材料，在国际上也称为“健康建材”或“环保建材”，

基本特征：1.注重建材对人体健康和环保所造成的影响及安全防火性能;

2.它具有消磁、消声、调光、调温、隔热、防火、抗静电的性能;

3.具有调节人体机能的特种新型功能建筑材料。

3-2（6分）混凝土耐久性设计中减小钢筋锈蚀的主要措施。

4-1（6分）什么是结构上的作用？结构上的作用是如何分类的？

在结构上各种集中力或分布力的集合，或者引起结构外加变形或约束变形的原因，均称结构上的作用。

为适应结构分析和结构设计的需要，结构上的作用可按不同要求进行分类。

按随时间的变异分为永久作用、可变作用和偶然作用：

按随空间位臵的变异分为固定作用和可动作用：

按结构对作用的反应分为静态作用和动态作用：

4-2（7分）什么是地震震级？什么是地震裂度？二者关系如何？

地震震级:按地震时所释放出的能量大小确定的等级标准。地震烈度：根据地震对地面造成的破坏程度划分的等级；根据地震对地面造成的破坏程度划分的等级。

震级和烈度是两把不同的“尺子”，一次地震只有一个震级，但同一个地震在不同的地区的烈度大小却很不一样。

如果把地震比作炸弹爆炸，烈度就好比是炸弹爆炸后地面的破坏程度。显然，炸弹装的炸药越多，爆炸产生的能量越大，破坏力越大；离炸弹爆炸的地点越远，受到的破坏就越小。震级越大，烈度越高;距震源越远，烈度就越低。地面上的各点中，震中附近离震源最近，烈度自然就最高。地震震级=2/3*震中烈度+1

5-1（5分）谈谈你对“要不要盖摩天大楼不是工程问题而是社会问题”的理解。

上海金茂大厦的设计单位、美国SOM建筑事务所的结构工程师法兹勒〃康认为，今天建造190层的建筑已经没有任何实际困难。要不要盖摩天大楼或在城市里如何处理摩天大楼，并不是工程问题，而是个社会问题。

911事件之后，一个高层建筑的研讨会在美国华盛顿召开，与会美国建筑专家认为，人们对高层建筑的信心不应被恐怖事件吓退，抗冲击能力有限不应成为阻碍高层建筑发展的原因，高层建筑会遭飞机撞击，但低层建筑也不例外，今后设计建造的高楼抗冲击能力将得到进一步增强，人们应该信任高楼的安全性?

他们同时提出了摩天大楼的发展方向，即如何把它们设计成为一个功能齐全的“楼中之城”。

5-2（6分）桥梁结构按照主要承重构件分为哪四种基本体系？简述各自的概念

。

6-1（7分）工程项目建设周期分哪几个阶段？各阶段的主要工作内容是什么？

建设工程项目的全寿命周期包括项目的决策阶段、实施阶段和使用阶段（或称运营阶段，或称运行阶段）。

决策阶段管理工作的主要任务是确定项目的定义，一般包括如下内容：

〃确定项目实施的组织；

〃确定和落实建设地点；

〃确定建设任务和建设原则；

〃确定和落实项目建设的资金；

〃确定建设项目的投资目标、进度目标和质量目标等。

实施阶段包括设计前的准备阶段、设计阶段、施工阶段、动用前准备阶段和保修期，

6-2（5分）工程项目管理的职能有哪些？

一、计划职能。将工程项目的预期目标进行筹划安排，对工程项目的全过程、全部目标和全部活动统统纳入计划的轨道，用一个动态的可分解的计划系统来协调控制整个项目，以便提前揭露矛盾，使项目在合理的工期内以较低的造价高质量地协调有序地达到预期目标，。

二、协调职能。协调职能使不同的阶段、不同环节、不同部门、不同层次之间通过统一指挥形成目标明确、步调一致的局面，同时通过协调使一些看似矛盾的工期、质量和造价之间的关系，时间、空间和资源利用之间的关系也得到了充分统一，所有这些对于复杂的工程项目管理来说无疑是非常重要的工作。

三、组织职能。在熟悉工程项目形成过程及发展规律的基础上，通过部门分工、职责划分，明确职权，建立行之有效的规章制度，使工程项目的各阶段各环节各层次都有管理者分工负责，形成一个具有高效率的组织保证体系，以确保工程项目的各项目标的实现。这里特别强调的是可以充分调动起每个管理者的工作热情和积极性，充分发挥每个管理者的工作能力和长处，以每个管理者的完美的工作质量换取工程项目的各项目标的全面实现。

四、控制职能。工程项目的控制主要体现在目标的提出和

检查、目标的分解、合同的签订和执行、各种指标、定额和各种标准、规程、规范的贯彻执行，以及实施中的反馈和决策来实现的。

五、监督职能。监督的主要依据是工程项目的合同、计划、规章制度、规范、规程和各种质量标准、工作标准。

6-3（5分）监理单位对工程项目进行“三控三管一协调”的具体内容是什么？

三控：质量控制、投资控制、进度控制

两管：合同管理、信息管理、安全（监理安全是控制，施工时安全是管理）

一协调：协调与相关单位关系

7-1（7分）基础的类型有哪些？阐述桩基础的适用性。

按材料及受力特点分类

一、刚性基础

二、非刚性基础

按构造型式分类

一、条形基础

二、独立式基础

三、井格式基础

四、片筏式基础

五、箱形基础

桩基础的适用性

当建筑场地浅层的土质无法满足建筑物对地基变形和深度方面的要求，而又不宜进行地基处理时，就要利用下部坚实土层或岩层作为持力层，采用深基础方案。深基础主要有桩基础、墩基础、沉井和地下连续墙等几种类型，其中以桩基础应用最广泛。桩基已经成为土质不良地区修造建筑物，特别是高层建筑、重型厂房和各种具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础型式。

桩基础一般由设臵于土中的桩和承接上部结构的承台组成，桩顶埋入承台中。随着承台与地面的相对位臵的不同，而有低承台桩基和高承台桩基之分。前者的承台底面位于地面以下，而后者则高出地面或水力冲刷线以上。在工业与民用建筑物中，几乎都使用低承台桩基，而且大量采用的是竖直桩，很少采用斜桩。桥梁和港口工程中常用高承台桩基，且较多采用斜桩，以承受水平荷载。

下列情况，可考虑选择桩基础方案：

1．高层建筑或重要的和有纪念性的大型建筑，不允许地基有过大的沉降和不均匀沉降；

2．重型工业厂房，如设有大吨位重级工作制吊车的车间和荷载过大的仓库、料仓等；

3．高耸结构，如烟囱、输电塔、或需要采用桩基来承受水平力的其它建筑；

4．需要减弱振动影响的大型精密机械设备基础；5．以桩基作为抗震措施的地震区建筑；

6．软弱地基或某些特殊性土上的永久性建筑物。

当地基上部软弱而下部不太深处有坚实地层时，最宜采用桩基。如果软弱土层很厚，桩端达不到良好土层，则应考虑桩基的沉降等问题。通过较好土层而达到软弱土层的桩，把建筑物荷载传到软弱土层，反而可能使基础的沉降增加。在工程实践中，由于设计方面或施工方面的原因，致使桩基未能大胆要求，甚至酿成重大事故者已非罕见。因此，桩基也可能出现变形超过允许值和承载力破坏问题。

7-2（7分）减小地基不均匀沉降危害的措施有哪些？

（1）采用桩基础或其它深基础；（2）进行地基处理；

（3）采取建筑、结构与施工措施。有时（2）、（3）可以同时采用。

建筑措施

1.建筑物体型应力求简单

2.控制建筑物的长高比及合理布臵纵横墙

3.设臵沉降缝

4.控制相邻建筑物基础间的净距

.5. 调整建筑物的标高

结构措施

1.减轻建筑物自重

（1）减少墙体重量。（2）选用轻型结构。（3）减少基础和回填土的重量。

2.增强建筑物的整体刚度和强度

（1）设臵圈梁（2）加强基础刚度

3.减小或调整基底附加压力

（1）设臵地下室。（2）调整基底尺寸。

4.选用非敏感性结构

施工措施

（1）合理安排施工顺序。（2）注意施工方法

8-1（6分）简述新型材料的发展对土木工程发展的影响。

思考题提交要求：

●封皮、抄一题答一题

●装订

●封皮格式见右

●全电子版打印或全手写

●纸张为A4或16K

●第16周上交

●成绩：各老师分别打分，总分100分

《土木工程概论》思考题2011-2012学年第一学期

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