土木工程专业英语课文翻译雷自学.docx

第一课人造建材建筑材料是用于建筑目标任何材料,许多自然形成物质,如黏土、砂子、木材、岩石,甚至岩石和树叶都用来建造房屋.除了天然材料之外,人们还使用许多人造材料,它们或多或少地都是人工合成.建材生产已经是许多国家固有产业,这些人工材料通常都按特定工种分类,如木工、管道工、屋面和保温工程,此处包括到是用于居住和结构建筑材料.砖和砌块砖是一个窖中烧制块材,通常由黏土或者页岩,甚至低级泥土等制成.在软泥制作法中,粘土砖是用模具成型；而在商业化硬泥加工法中,更多是将粘土挤压过一个硬模,然后用钢丝将其切成适宜尺寸.在17、18和19世纪,砖曾被广泛用作为建筑材料,这大约是因为其在不停拥挤城市中比木材更耐火,而且较廉价事实.在20世纪晚期,另一个块材取代了粘土砖,这就是所谓煤渣砌块,它们大都由混凝土制成.在发展中国家有一个主要廉价建材称为砂砖,与烧制粘土砖相比,其强度较低但却愈加廉价.混凝土混凝土是一个复合材料,由骨料和粘结物（如水泥）制成.最常见混凝土是波特兰水泥,它是由矿物骨料、波特兰水泥和水混合而成.混合之后,水泥发生硬化反应,最终硬结成为一个像石头一样材料.当在通常意义上使用时,将这种材料称为混凝土.对任意尺寸混凝土结构,因为其抗拉强度很低,通惯用钢筋对其进行加强.为了尽可能降低使混凝土结构性能降低气泡,当将具备流动性混凝土拌合料浇入钢模时,用振捣器将其排出.混凝土已经是当代社会主要建筑材料.混凝土造价低廉而且能够长久支撑结构物.金属金属用作为大型建筑物（如摩天大楼）结构框架,或者作为内装修材料.用于建材金属有很多个,钢材是一个金属合金,其主要成份为铁,惯用作为金属结构建筑材料.钢材强度高,柔性好,比如精制而成或者经过处理,其耐久性亦好.若使用年限较长,锈蚀则是金属主要缺点.铝合金和锡合金低密度和愈加好耐锈蚀性有事抵消了其高成本,黄铜在过去更为常见,不过现在仅限于一些特殊场所.金属广泛应用于预制结构中,如匡西特活动板房,在大多数大城市中其应用比比皆是.生产金属需要大量人力,尤其是建筑业需要大量金属时更是如此.其余用途金属有钛、铬、金和银.钛能够用于结构物,不过其价格比钢材高出许多.铬、金和银用于装饰,这是因为它们价格高而且结构性能差,比如其抗拉强度和硬度都较低.玻璃自从有了覆盖建筑物小洞口玻璃以来人们一直在使用明亮窗户.玻璃能使光线射入房间同时还能隔绝外界恶劣气候.它通常是由硅和硅酸盐混合制成,因而极易破碎.当代玻璃幕墙能够用来覆盖整个建筑物表面,在空间框架中也能够玻璃来覆盖大跨度屋面结构.陶瓷陶瓷制品有瓷砖和固定设备等,陶瓷最惯用作为固定设备或建筑物表面装饰.陶瓷曾经是一个特殊窑中烧制粘土陶瓷,不过它已经发展为一个技术含量更高材料.塑料塑料这一术语包含一系列人造或者半人造有机缩合或聚合物,只要它们能模制或挤压成为物体、膜或者纤维即可.其名来自于在半液态时延展性塑料耐热性、硬度和弹性千差万别,结合此适应性,塑料成份一致性和其较轻自重使其几乎能够用于各行各业.纤维织物帐篷曾经是游牧民族住所首选,这其中包含两种著名形式,即圆锥形帐篷和蒙古包.伴随抗拉结构出现,帐篷已经发展成为以后总主要结构技术.当代建筑物可由柔性材料制成,并由一个钢缆体系或者内部气压支撑.第二课抗拉强度抗拉强度是使材料发生断裂或者产生永久变形应力.材料抗拉强度是一个延展特征,所以它并不取决于时间尺寸.不过它取决于试件制备、测试环境温度和材料温度.抗拉强度以及弹性模量和抗锈蚀性都是用于各种结构和机械装置工程材料主要参数,对于各种材料,如合金、复合材料、陶瓷、塑料盒木材等都要求了其抗拉强度有三种抗拉强度屈服强度,是材料从弹性变形到塑性变形转化时应力极限强度,是材料承受拉伸、压缩或者剪切时能够承受最大应力,是应力应变曲线上最大应力断裂强度,与应以应变曲线上断裂点相对应应力各种抗拉强度以下面低碳钢应力应变图（Fig.T1.1a)所表示：金属材料在达成屈服点之前具备线性应力应变关系.如图Fig.T1.1a所表示.因为应力作用区碳原子相互作用和错位,有一些钢材在屈服强度后出现应力下降现象.冷加工钢材和合金钢并无这种效果.大多数金属屈服点不是那么明确.应力低于屈服强度是,在卸载之后变形能够完全恢复,材料将返回到期初始形状.假如应力超出屈服点,则变形就是不可恢复,材料不会恢复到其最初始形状.这种不可恢复变形称为塑性变形.对于许多应用来讲,塑性变形是不能接收,因而将屈服强度作为设计极限强度.过了屈服点之后,钢材和许多其余延性金属将经历一段应变硬化过程,即在达成其极限强度之前伴随应变增加,应力再次出现增加.假如材料是在这一点上卸荷,应力应变曲线将与起点和屈服点之间曲线相平行.若是重新加载,它将会按照卸载曲线重新达成极限强度,并成为新屈服强度.当将金属材料加载到其屈服强度之后,它将发生颈缩,即截面面积因为塑性流动而开始减小.当颈缩很大时,可能造成工程应力应变曲线关系逆转改变,即因为几何效应而使应力降低应变增加.这是因为工程应力应变是在假设发生颈缩前原横截面积基础上算得.假如此曲线是以真正应力和应变描出,即真正应力是按减小后截面修改后得到,它将总是上升而没有下降段.在材料受压加载中没有观察到颈缩现象.工程应力应变曲线峰值应力称为极限强度.颈缩过后,材料将被拉断,所储蓄弹性能量将以声和热形式释放出来.材料断裂时应力称为材料抗拉强度.延性金属没有明确定义屈服点,通常将屈服强度定义为“0.2%残余应变”相对应应力值.0.2%残余应变对应屈服强度能够经过残余应变为0.2%横坐标,以初始斜率画平行直线与应力应变曲线交点来确定.一条经典铝0.2%残余变形应力应变曲线如图T1.1b所表示.脆性材料比如混凝土和碳纤维是没有屈服点,没有应变硬化,这意味着最终强度和断裂强度是相同.某一特殊应力应变曲线如图T1.1c所表示.经典脆性材料不显示任何塑性变形,而且在弹性变形阶段破坏.脆性破坏特征之一是,这两个部分能够被重新组合而形成与原始构件相同形状.经典脆性材料应力应变曲线是线性.测试几个相同试件会有不一样破坏应力.下面描述是一经典在高于玻璃转化温度以及低应变率下所测试脆性聚合物应力应变曲线.一些工程陶瓷在应力低于破坏应力是表现出较差延性,不过曲线初始部分是线性.抗拉强度是用材料单位面积能够承受力大小来衡量.在SI单位制中,单位是牛顿每平方米或者帕斯卡,能够加上适当前缀.非十进制单位是磅每平方英寸.北美工程师通常使用该协会单位是兆帕.一兆帕是每平方英寸145.037738英镑力.对于比如岩石、砼、铸铁或土壤脆性材料,抗拉强度与抗压强度相比能够忽略不计,许多工程应用中假设为0.玻璃纤维比钢具备更强抗拉强度,不过大部分玻璃通常没有,这是因为材料应力强度因子缺点.因为样本尺寸较大,该缺点大小也增加.通常说来,一个绳索抗拉强度总是比其单个纤维抗拉强度低.第三课梁梁是一个能够经过抵抗弯曲变形来承受荷载构件.因为外部荷载、自重和外部反应使梁产生弯曲力都称为弯矩.梁通常能够承受竖直方向重力荷载,也能承受横向荷载（比如由地震或风引发荷载）.由梁所承受荷载被传至柱、墙或大梁,大梁再将力传至其附近受压结构构件.在轻型框架结构中次梁安置在主梁上.梁性能由它们横截面形状长度和材料所决定.在当代建筑中,梁通常是由钢材、钢筋混凝土或木材制成.最常见一个钢梁是工字梁或者宽翼缘梁（也被称为通用钢梁）它们通惯用在钢结构建筑或者桥梁结构当中.其余常见梁形状还有槽型、箱型梁（空心结构截面梁）、管型截面和L型弯矩影响原因在本质上讲,因为施加在梁上荷载,梁通常要承受压力、拉力和剪力.通常而言,在重力荷载作用下,原梁上缘长度会略有降低而形成一较短弧线,从而受压；而一样长度原下缘则略有伸长而形成一较长弧线,从而受拉.介于梁上缘和下缘中间部位梁轴线原厂与弯曲弧线长度相等,它既不受压也不受拉,从而确定了中性轴位置.在支撑处,梁承受剪力.有些钢筋混凝土梁是完全受压.这些梁就是预应力钢筋混凝土梁,在制作时就希望它们在荷载作用下能够产生压力而不是拉力.先张拉高强度钢筋,再将砼浇筑于其上,然后,当混凝土开始养护时,放松梁中钢筋,梁便受到偏心压力作用.这种偏心压力时梁产生内部弯矩,从而提升了梁抗弯承载力.它们通惯用在高速公路桥梁中.梁结构分析主要工具是欧拉伯努利梁方程.其余确实定梁挠度数学方法由虚功法和转角位移法.工程师对确定梁最大挠度最感兴趣,因为梁有可能与玻璃之类易碎材料接触.出于美观方面考虑,梁挠度要减小到最小.一个可见下垂梁,即使在结构上是安全,也不能无视,要防止产生较大挠度.刚度较大梁（更高弹性模量）在荷载作用下产生挠度更小.确定梁应力数学方法有力矩分配法,柔度法和刚度法.通常形状在钢筋混凝土建筑物中,大多数梁截面形状是矩形,不过最有效截面形式是通用梁.将大多数材料放置于距中性轴（对于通用梁来说就是其对称轴）较远位置增大了梁截面二次矩,这反过来也增大了梁刚度.在一个方向受弯时,通用梁是最有效截面形式：上下看起来都如工字型.假如柱子是在任何方向都受弯时,最有效截面形式是圆筒状或者管状.但对于单向受弯来说,通用梁就是首选.有效意味着对于相同截面面积,当承受相同荷载时,梁挠度最小.梁其余截面形式,比如L型梁、槽型梁或者管状梁,当工程中由特殊要求时也会使用.第六课结构分析基本原理结构分析主要目标是确定由外荷载引发结构内力和变形,结构设计包含以适当方法选定结构形式、确定荷载和构件尺寸方便使所组成结构能在设计极限状态内支承各种荷载.结构模型是对真实结构理想化.它尽可能准确反应材料、结构细部结构、荷载及边界条件真实性能.结构通常以三维形式出现,对于不知规整仅受对称荷载作用矩形结构,能够将其理想化为布置在正交轴上二维框架.假如一个结构构件处于同一平面,就称为二维结构或者平面结构,结构特点就是两个或者更多构件相连接点.梁是仅受到与其纵轴相交且只引发弯矩荷载构件.拉杆就是仅受拉力作用构件,而柱式仅受轴向压力作用构件.桁架是由设计成只受轴力作用构件所组成结构体系.假如结构体系节点能够传递弯矩,则称为框架,并假定其构件既能承受弯矩,也能承受轴力和剪力.边界条件铰接点不传递力矩.假定它是无摩擦,从而能使构件相互转动.滚轴支座能使与刚性表面所连接构件相对于此表面自由转动,而且能沿着平行于此表面任何一方向自由平动,不过不能沿着其余方向平动.固定支座不允许在任何方向上发生转动或者平动.转动弹簧能提供一些转动约束,不过不能提供任何平动约束.位移弹簧能在其变形方向上提供部分约束作用.荷载及反力量值和作用位置都不发生改变荷载称为永久荷载,也称为恒载.它们能够包含结构自重和其余一些荷载,如墙壁、楼面、屋面和永久荷载固定于结构上管道和设备.作用方向或者量值发生改变荷载称为可变荷载,常将它们称为活荷载或者外加荷载,可包含由施工、风、雨、地震、雪、爆炸和温度改变等引发荷载以及那些能够移动荷载,如家俱和储备材料.积水荷载由积累速度大于流离速度雨水或者积雪在屋顶上产生.风荷载是作用于迎风面压力或者作用于背风面压力或者吸力.冲击荷载是由突然施加荷载或者由移动荷载改变引发,通常取作为活荷载一个分量.当受外力作用时,假如一个原来静止结构受外力作用后仍保持静止,则称其处于静力平衡状态,外力与支撑反力协力为0.假如一个结构在一个力系作用下处于平衡,那么它必须满足一下六个方程（T6.1）.以上方程求和是关于x、y和z轴方向上全部分力和弯矩进行.假如一个结构仅受处于一个平面上力作用,以上方程简化为（T6.2）.在固定支、铰支座和滚轴支座上分别由三个、两个和一个未知反力.对于一个特定结构,假如其总反力分量个数等于其能够列出方程数,则这些位置力便能够由平衡方程求出,并称此结构为静定结构；假如未知数个数大于所能得到方程数,结构便为超静定结构；不然,为不稳定结构.结构能支撑外界荷载能力不但取决于反力分量个数而且还取决于它们排列.一个结构可能有与可列出平衡方程相等或者更多反力分量而并不稳定,此时结构称为几何不稳定.叠加原理此原理认为：假如一个结构性能为线弹性,则其上作用力能够被分开或者分成任意方便形式,并按照此形式对结构进行分析,且最终止果可由将这些单个结构相加而得.此原理是用于计算像弯矩、剪力和挠度等一些结构反应.然而,以下两种形式不适用叠加原理：1、当加载后结构几何形状发生很大改变,2、结构材料应力与应变不成线性关系.第七课建筑框架分类对于建筑框架设计,定义各种框架体系有利于简化分析模型.比如,对于框架及其支撑能用单一模型分析,因而没有必要将它们分开.另首先,对于设计不一样结构体系之间相互作用较复杂三维结构,简化模型是有利于初步设计和计算结果检验.这些模型应该能够表现单个子结构性能以及他们对整个结构影响.刚架刚架横向刚度主要是经过由刚性节点相互连接结构构件抗弯刚度.这些节点设计必须使其具备足够强度和刚度,以及忽略不计变形.变形必须足够小,方便其对结构内力和弯矩或者结构整体变形分布无显著影响.无支撑刚架应在不依赖于额外横向支撑系统来维持稳定性前提下就能够抵抗侧向荷载.这种框架本身必须能够抵抗包含重力以及侧向力在内一切设计荷载.同时,在受到横向风或者地震荷载时,它应该由足够抗侧移刚度抵抗侧移.简支框架（铰接框架）铰接框架是指结构体系中梁和柱经过铰接来连接,体系不能抵抗任何侧向荷载.整个结构整体性必须经过与其相连接某种支撑体系来提供.横向荷载由支撑体系来负担,而重力荷载由铰接框架和支撑体系共同负担.在大多数情况下,支撑系统横向荷载影响非常小,框架设计中能够忽略二阶效应.所以连接于支撑体系简单框架能够被归类为无侧移刚架.多层框架设计中能够采取铰接原因有以下几条：1、铰接框架更轻易制作.对于钢结构,只连接构件腹板而不连接其翼缘更为方便.2、螺栓连接优于焊接,主要是因为焊接通常要求焊缝检测、天气保障以及表面处理.3、将结构分为抗竖向荷载和抗水平方向荷载体系后,更轻易对其进行设计和分析.比如,假如全部柱子之间大梁都采取简支,简支梁和柱子尺寸确实定将是一个直截了当工作.4、为了有效减小水平位移,采取有支撑体系简支框架比采取刚性连接无支撑框架体系更为经济.实际结构连接并不总是属于铰接或者刚性连接范围.实际上,实践中全部连接都是半刚性.所以铰接和刚接只是一个理想化处理.当代设计规范允许使用现在风荷载弯矩设计概念中半刚性框架设计.在风荷载弯矩设计中,假定该连接能够传递部分弯矩.支撑系统支撑系统是指能够为整个结构体系提供横向稳定结构,其形式可能是三角形桁架、剪力墙/关键筒或者是刚接框架.在钢结构中,惯用三角形桁架来表示支撑体系,这是因为与节点自然连接混凝土结构不一样,钢构件间最直接连接方式就是将它们相互铰接.所以,普通钢结构建筑设计有支撑系统,以提供抗侧移力.所以,除了如剪力墙或关键筒等刚性结构外,通常仅采取三角形桁架做支撑.建筑物抵抗侧向力效能取决于其所采取支撑体系位置和类型、是否存在剪力墙、电梯井或楼梯井周围关键筒.支撑结构与无支撑结构比较支撑系统主要功效是抵抗侧向力.建筑框架体系能够分为抵抗竖向荷载体系和抵抗水平荷载体系两部分.在一些情况下,竖向承载体系也有一定抵抗水平荷载能力.所以,有必要确定两种抗力起源并比较其抵抗水平作用能力.不过因为支撑体系是整体结构一部分,这种区分并不是那么显著.为了比较二者,需要做出一些假设来定义这两种结构.高层建筑高层建筑被唯一定义为这么一个建筑,其结构造成在设计、施工和使用中出现与通常建筑不一样情况.从结构工程师角度看,适宜高层建筑结构系统选择必须满足两个主要条件：强度和刚度.高层建筑结构必须能足以抵抗造成其水平方向剪切变形和倾覆变形侧向荷载和重力荷载.另一个主要方面试在结构规划和布置时,必须考虑到关于建筑细节、建筑物服务设施、垂直运输、防火安全以及其余方面要求.结构体系效率是经过其抵抗更高伴随框架高度而增加侧向荷载能力来衡量.当在一栋建筑物设计中反应出侧向荷载效应时,就认为它是高层建筑.高层建筑横向位移必须加以限制,以预防结构构件和非结构构件是损坏.在常遇风暴期间,楼顶加速度应维持在能够接收程度内,以降低居住者不舒适感.第八课建筑施工 在建筑和土木工程等领域，建设是一个过程，包含基础设施建设或组装。远不是一个单一活动，大规模建设是多任务壮举。通常情况下，工作是由项目经理管理，由施工经理，设计工程师，建造师或项目建筑师监督。 对于成功执行一个项目标，有效规划是必不可少。那些包括关于基础设施设计和执行必须考虑工作对环境影响，成功调度，预算，工地安全，材料供给，物流不便而造成施工延误市民，准备招标文件等。筑施工是将结构，以不动产过程中。建筑施工项目标绝大多数是小革新，比如增加了一个房间，或翻新浴室。通常情况下，该物业业主作为劳动者，军需官和设计团体为整个项目。然而，全部建筑项目包含一些共同元素 - 设计，财务，法律等方面考虑。大小不等许多项目达成不良最终止果，如建筑物崩塌，成本超支，和/或诉讼。出于这个原因，那些在该领域经验做了详细计划和维护项目中要小心，监督，以确保取得主动结果。 建筑施工采购私下或公开使用不一样交付方法，包含成本估算，硬投标，议价，传统，管理承包，施工管理，高风险，设计及建造和设计 - 建造桥梁。 住宅建筑做法，技术和资源必须符合当地建筑实践权威法规和规范。在该地域现有材料通常要求使用（如砖与石材，木材与），建筑材料。建设对一个每平方米（或每平方尺）基础房子成本可依照现场情况，地方性法规，规模经济（定制设计家园，往往更昂贵建立）和熟练技工情况相差很大。因为住宅建筑（以及全部其余类型建筑）可产生大量浪费，精打细算又需要在这里。住宅建筑在美国最流行方法是木框架结构。因为效率代码已生效近几年，新建筑技术和方法已经出现。大学建设管理部门对建设意在提升效率，性能和降低建筑废料最新方法最前沿。在当代工业化世界，建设通常需要翻译设计变成现实。正式设计团体能够组装计划物理程序，并将这些程序整合其余部分。该设计通常包含图纸和规格，通常经过一个设计团体，包含测量师，土木工程师，造价工程师（或工料测量师），机械工程师，电气工程师，结构工程师，消防工程师，规划顾问，建筑顾问，以及考古顾问。设计团体是最常见（即协议）业主使用。在这个制度下，一旦设计是由设计团体完成，一些施工企业或施工管理企业可能再被要求做一个申办工作，不论是直接设计为基础，或图纸和基础上，法案由工料测量师提供数量。以下评标，店主通常会授予协议，最具成本效益投标人。 在设计当代趋势是整合原本分开特色，尤其是大企业。在过去，建筑师，室内设计师，工程师，开发人员，施工管理人员，以及总承包商更可能是完全独立企业，即使在规模较大企业。现在，一个企业，名义上是一个“架构”或“施工管理”企业可能存在全部相关领域教授员工，或者关于联企业，提供每个必要技能。所以，每一个这么企业可能会提供自己作为“一站式购物”建设项目，从开始到结束。这被指定为在承包给出一个性能指标，而且必须负担该项目从设计到施工，同时秉承性能规格“设计建造”协议。 几个项目标结构能够帮助车主在这种整合，包含设计，建造，合作和施工管理。通常情况下，每个项目结构允许全部者在整个设计和施工建筑师，室内设计师，工程师和施工人员服务整合。对此，很多企业都在不停增加超越了传统单独设计或施工服务产品，并愈加重视经过设计建造过程中建立与其余必要参加者关系。 在加大建设项目标复杂性创造了必要培训，在项目生命周期全部阶段和发展建设作为需要许多子系统及其各个组成部分，包含可连续发展紧密结合先进技术体系观赏设计专业人士。建设工程是一门新兴学科，它试图满足这一新挑战。第九课钢筋混凝土钢筋混凝土是在其中配置了钢筋或者纤维来提升其强度混凝土,不然它将是脆性材料.在工业化国家中几乎全部建筑用混凝土都是钢筋混凝土.历史1864年,钢筋混凝土作为建筑材料首次应用于威廉在英国所建造一栋房子.1885年,一家德国企业W&F成立.W与1887年出版了一本关于钢筋混凝土书.他们在欧洲主要竞争对手是成立1892年FH企业.1878年,TH在美国取得了钢筋混凝土专利.美国第一个钢筋混凝土建筑是PCBC企业炼油厂,它于1893年在加州阿拉梅达建成.结构用途对混凝土配筋使其具备深入抗拉强度,假如没有钢筋,许多建筑是不可能建成.钢筋混凝土包含多个类型结构和构件,如板、墙、梁、柱、基础、框架等等.钢筋混凝土可分为预制混凝土和现浇混凝土.人们注意力大都集中在对混凝土楼面系统配筋上.设计和实施最有效楼面系统是建造最好建筑结构关键.材料混凝土是水泥和骨料混合物.当混入少许水后,水泥就产生水化反应,形成一个微观不透明晶体结构,从而将骨料包裹并锁定在其刚硬结构之中.经典配合比混凝土具备较高抗压强度.然而,任何较大拉力将使刚硬微观晶格破裂.基于这个原因,通常无筋混凝土必须有充分支撑以防拉力产生.假如将抗拉强度高材料放置在混凝土内,那么复合材料钢筋混凝土就不但能够抵抗压力,还能够抵抗弯矩和其余张拉作用.工业中,几乎可将混凝土抗压而钢筋抗拉钢筋混凝土浇筑成任何形状和大小.主要特点钢筋混凝土三个物理特征决定了它特殊性能首先,混凝土热膨胀系数与钢材相近,能够消除因为热膨胀或者收缩而产生内部应力.其次,混凝土水泥浆硬化时,它与钢筋外形相吻合,能够使两种不一样材料之间传递有效应力.通常将钢筋表面制成粗糙面或制成波纹,这可深入增强混凝土和钢筋粘结力.第三,由碳酸钙所产生碱性化学环境使钢筋表面形成一个钝化膜,从而使钢筋比其在中性环境中抗锈蚀性高得多.对通常钢筋混凝土结构,所需相对钢筋横截面积通常都相当小,其改变范围从大部分梁板1%到一些柱6%.钢筋通常采取不一样直径横截面积.钢筋混凝土结构有时具备一些结构方法,如用于同风中空以及控制其水分和湿度防锈方法在潮湿和严寒天气下,受防冻剂作用钢筋混凝土道路和桥梁以及停车结构以及其余结构可得益于环氧涂层钢筋、热镀钢筋或不锈钢钢筋使用.但在许多场所,良好设计和精选水泥拌合料就能对钢筋起到足够保护作用.环氧树脂密封钢筋可轻易地经过其浅绿色环氧层加以识别.热镀钢筋可能是光亮或者昏暗,不锈钢钢筋通常有经典白色金属光泽,从而能轻易地将它与碳素钢筋加以区分.热镀钢筋、环氧树脂密封钢筋和不锈钢钢筋或光圆钢筋能够参考美国ASTM标准A767规范,A775规范和A955规范.渗透性密封剂通常必须在养护一段时间后才能使用.密封剂包含油浸、塑料泡沫、薄膜和铝箔、毛毡或者焦油密封过布料.有时要用膨润土密封路基.第十课混凝土抗压强度 混凝土硬化后抗压强度通常由在潮湿环境下养护28天后标准试件来确定.这是历史遗留做法,因为许多研究人员都认为选择此特定试验龄期其实并没有成熟技术依据.比如,ASTNC39要求了试验试件取样制作养护以及试验标准方法,从而使失效应力确实定具备愈加好重复性和再现性.欧洲实用规范要求将圆柱体或立方体作为标准试件.标准圆柱体长径比为2,而立方体高宽比为1.圆柱体两端带有柱帽以确保其表面光滑和相互平行.立方体则经过在其有模板两侧加载满足一样要求.尽管外荷载是单轴压力,不过试验机承载板与试件见得摩擦力是试件两端处于双轴应力状态.实际上,试件端部处于三轴应力状态.这一端部效应影响伴随接触面距离高增大而减小.N提议距离取值为0.86d,其中d为试件横向尺寸.所以,立方体影响区域会发生重合,而标准圆柱体试件则不会,其中部区域不受端部效应影响.所以,与标准立方体相比,假如仅要依照荷载与面积比值来计算,标准圆柱体在较低外荷载作用下就会发生破坏,从而有汇报认为其应力较低.尽管圆柱体强度更靠近无约束单轴受压状态测得强度,而立方体试验却并不需要制备端部.圆柱体柱帽材料强度必须高于圆柱体.对于高强混凝土,此点尤为主要：经常经过打磨用他个数夹具固定时间端部来满足中端部制备要求.所以,在这种情况下,立方体试验更方便,因为测试标准试件主要目标是检验混凝土制品强度,选取圆柱体或者立方体均可取得满意结果.一些研究者基于试验结果给出了标准圆柱体和标准立方体强度之间关系.欧洲实用规范EN206）提供了圆柱体强度从8-100MPa之间圆柱体与立方体强度对应关系表格通常情况下趋势是立方体与圆柱体强度比伴随混凝土强度等级提升而减小. 混凝土抗压强度通常是在养护28天后测定.这一强度也是结构设计规范所采取混凝土强度.然而,为了控制混凝土质量,这不再能满足现在施工速度.大致积混凝土有可能已经浇筑在刚测定过28天强度混凝土之上.假如试验结果与要求值不符合,则相关责任是不可接收.正如当代制造业中那样,应尽快地评定产品质量方便提供调整所必须反馈.作为设计者,即便确保令人满意混凝土质量是前提,土木工程师仍更关心已经完工结构.然而,现在现场实际情况是并不评定结构混凝土质量,而是对在标准条件下生产、取样和养护混凝土进行试验.标准试件与现场混凝土可能存在差异,因为后者未经充分振捣密实,而且养护时间也短.有足够研究和实践证据表明,通常情况下,现浇混凝土强度低于对应大标准试件强度.现场混凝土强度评定能够依照从结构构件上钻取芯样并进行试验来确定.ACI委员会提议假如三个芯样强度平均值最少为要求值85%,而且没有单个芯样强度低于要求值75%时,结构混凝土强度就能够接收.BS6089提议基于混凝土芯样分项安全系数不应低于1.2.设计者负责确定每种情况下适用值,并要考虑所估量强度可靠性以及相关失效严重性.因为英国实用规范要求标准试件为立方体,所以有必要将由圆柱芯样确定强度转换为等效立方体强度.式中公式是基于转换过程中对于不一样安全系数所使用假定值.为了评定已经有结构混凝土强度,使用钻芯法经常仅限于少许取芯.除了有切断钢筋危险之外,从关键部位取出混凝土也不尽如人意.所以,随之出现了混凝土强度间接评定方法.大多数方法均会造成混凝土近表面区域出现一定程度损伤.许多试验方法已经成为标准试验方法,其详细细节也能够在各种试验标准中找到.第十一课钢结构设计标准现在,美国钢结构设计是按照以下三种标准之一来进行：许用应力设计（ASD）,用在钢结构建筑或者桥梁设计中已经有数十年了.结构工程师们在钢结构建筑设计中一直使用它.将使用状态下构建荷载作用下应力与所谓允许应力相比较,许用应力通常被表示为屈服应力或者抗拉强度除以安全系数.因为过载影响,材料强度不足和结构分析中近似计算需要,引入了安全系数.许用应力通常有下面形式：Rn:单位应力下构件名义上抵抗力Qni：正常使用状态下,依照荷载类型计算出来应力F.S.:安全系数m：设计中考虑到得荷载个数塑性设计（PD）,利用钢铁在首次屈服之后额外强度.受弯时,整个断面屈服是逐步发生,即屈服始于距离中性轴最远纤维,结束于距离其最近纤维.逐步屈服现象称为塑性变形,表示截面在首次屈服之后并不发生破坏.截面能够承载额外弯矩超出与之对应首次屈服弯矩,取决于截面形状.为了量化此额外承载力,采取了一个所谓形状系数（定义为塑性弯矩与屈服弯矩之比,即引发整个截面屈服后形成塑性铰时弯矩与仅使距离中性轴最远纤维屈服时弯矩比值）.对于热轧工字形截面,当绕着强轴发生弯曲时,形状系数值为1.15；当绕着弱轴发生弯曲时,形状系数值为1.5.对于一个超静定结构,在形成塑性铰之后结构并不会失效破坏.在一个截面完全屈服之后,在结构那些还未屈服但承受不停增加额外荷载部分会发生内力重分配.当有足够数量截面发生屈服,结构就会变成不稳定,造成整个结构形成塑性破坏机制,结构就会失效.在塑性设计中,安全系数被用到应用荷载中来取得分解荷载.假如用因数化荷载计算出来荷载效应不超出结构构件标准塑性强度,那么设计师满足强度标准.塑形设计表示式如式（T11.2）所表示.其中Rn表示结构标准塑性强度值Qni表示第i种荷载标准荷载效应,i表示荷载种类,m表示荷载种类数.对于钢结构建筑设计,假如Qn仅由重力荷载和活荷载组成,由AISC规程给定荷载系数为1.7,假如除这两种荷载之外还有风荷载或地震荷载,则荷载系数为1.3.荷载和抗力系数设计师基于概率极限状态设计法.将极限状态定义为一个状态,在此状态下,结构或其结构变得不安全或变得不适合其要求功效.在极限状态设计时,结构依照其使用性极限设计,此极限可能与强度或使用性关于.在制订LRFD方法时,将荷载效应和抗力都视为随机变量.其可变性和不定性由频率分布曲线表示.假如抗力超出荷载效应较大量值,则依照强度准则认为设计是符合要求.安全度概念如图T11.1所表示.理论上讲,除非荷载效应Q超出抗力R,结构便会失效.此阴影面积越小,结构失效可能性越小.在实际设计中,对结构构件标准抗力采取抗力系数以考虑确定其强度时,任何可能不确定性和难度.对不一样类型荷载采取系数以反应其量值确定时不一样程度不定性.通常来说,对比较轻易确定荷载采取较低系数值,而较难确定则采取较高系数.LEFD方法数学表示式（T11.3）所表示.式中,Rn表示设计强度,Qni表示给定荷载组合所需要强度或荷载效应.第十二课测量测量或大地测量是一个科学和技术用来精准测定点在陆地或者三位空间位置及其余们之间距离和角度.这些点通常在地球表面,并经常被土地全部者或者政府用来绘制地图和界限,为了实现他们目标,测量员用几何、工程、三角学、数学、物理和法律等原理.美国测绘协会对测量另一定义：测量时一个科学和艺术,用来进行全部主要测度以确定地球表面以上或以下点相对应位置以及地形或地物详图,并以方便形式对其加以描述或建立这些点位置或详图.再者,如上所及,一个称为大地测量特殊测量就是进行详细研究和观察,如经过观察、现场测量、问卷或对法定仪器研究和对地界规划、设计和确定支持文件数据分析来搜集信息.它包括到以统计和历史证据文件为基础而重新建立地籍调查和土地界限,以及由法规或地方条例所要求详细地图绘制,已经登记土地测量、司法测量以及空间划定.土地测量能够包含相关服务,如测绘和积累相关数据、建筑布局测量、精准长度测量、角度、高度、面积和体积以及水平和垂直控制测量,分析和利用土地测量数据.有史以来,测量就是人文环境发展一个主要元素,而且几乎是全部结构规划和施工必要条件.其最熟悉当代应用领域包含运输、建筑、通信、测绘以及土地全部权法律界限定义.测量技术从历史上看,能够使用不一样方法测量距离,如使用一定长度链环组成链条,如甘特测链或用不锈钢制成卷尺.为了测量水平距离,要依照温度降这些测链或卷尺拉紧以减小其下垂.另外,必须尽可能保持测量仪器水平.在测量一个斜坡时,测量人员可能要分段测量,也就是向上抬高测尺尾部,使其与上一个测段末端处垂线垂直.历史上,水平角使用罗盘测量,罗盘具备磁方位,从中能够测量偏角.这种仪器日后得到改进,如安装上带有精细刻度刻度盘以提供愈加好角度分辨率,也可经过在刻度盘上方安装带有十字线更精准照准望远镜.另外,还增设了水准仪和能测量垂向角度校准圆盘,以及测量精度达成零点一度游标卡尺,如标志着世纪性转折经纬仪.测量高度最简单方法就是采取高度计,其本质就是气压计,它以气压作为高度指示,不过测量需要更高精度.人们创造了各种测量伎俩,如采取高精度水准仪进行精密测量.校准水准仪以取得一个精准水平面,经过这个平面可测量所考虑点与仪器之间高差,通常经过垂直测量尺来实现.采取三角测量法时,首先要知道物体水平距离.假如此距离未知或者不能直接测量,其确定方法有三角测量文件中有说明.然后一个物体高度能够经过测量已知距离某点与物体顶部连成直线与水平面之间夹角来取得.为了确定一个山头高度,测量者应该从海平面开始测量,不过这里距离能够过大,山也可能看不见.所以,应该分段测量,即首先确定一个点位置,然后移动到这一点,并作对应测量,并以这类推,直至抵达山顶.测量设备直到上个世纪90年代,平面测量基本工具包含确定短距离卷尺、测定高度或高差水准仪以及支撑在三脚架上经纬仪.借助于这些仪器,人们便能够结合三角测量法测量角.从一个已知位置和高程开始,测量未知点距离和角度.一个更当代化仪器室全站仪,它是装有电子测量设备经纬仪,当设置为水平面时也能够用为水准仪.自从有了全站仪,他已经使测量完成了从光学仪器到带有电脑和软件完全电子化设备科技变迁.当代一流全站仪不再需要反射镜或棱镜来返回测距,它们是完全自动遥控系统,甚至能够用电子邮件形式将测点数据发到办公室电脑,并能连接到卫星定位系统,如全球定位系统.即使实时动态GPS系统已增加了测量速度,不过只能在水平方向精准到约20mm,垂直方向精准到大约30-40mm.然而,GPS系统不能在树木覆盖或者建筑密集地方很好工作.全站仪以及其余类型测量仪器仍在广泛使用.单人式自动遥控全站仪能使测量人员取得精准测量结果而无需额外人员来观看和拧动望远镜或统计数据.一个更加快测量大面积方法是用装备有激光扫描仪一架直升飞机,并结合GPS来确定位置和高程.为了提升精度,能够在地面上设置信标,此方法精度达成5-40cm.第十三课土基本性质和有效应力土力学是一门专门利用工程力学（如运动学、动力学、流体力学和材料力学）原理来预测土力学性能学科.在土木工程、地球物理工程和工程地质领域,土力学与岩体力学一起形成了处理工程问题基础.土力学一些基本理论包括土分类和描述、有效应力、剪切强度、固结、侧向土压力、土承载力、斜坡稳定和渗透性.基础、堤岸、挡土墙、土木结构和地下硐室都在一些方面用土力学进行设计.图基本性质土通常由固相、液相和气相三相组成.土力学性质直接依赖于这三相彼此作用和所加势能大小.土壤固相包含粘土晶体、非粘土矿物质、非粘土晶体、有机质和析出盐.这些矿物质由以各种晶体形式组织在一起燕子组成,其中包含氧原子、硅原子、氢原子和铝原子.这些元素与钙、钠、钾、镁、碳一起占据了99%土固体质量.尽管非粘土含量要大于粘土和有机物含量,不过后者对土特征影响更大.按粒径大小,颗粒能够分为粘土、粉土、砾石、卵石和漂石.土中水通常由不一样类型和数量溶解电解质组成.存在于土中可溶和不可溶有机物来自于化学品泄漏、废弃物泄漏和受到污染地下水.部分饱和土气相通常为空气,不过在生物活动较高地域或化学污染土中有可能是有机气体.土矿物学研究土颗粒大小、形状和物理化学以及图承载力和压缩性.土结构是由颗粒组织结构（颗粒联络、颗粒几何排列、颗粒组和土中宝贵空隙大小）、成份和颗粒之间相互作用共同形成.土结构也用来解释天然土和从塑土差异.土结构全方面反应了土成份、形成历史、现在情况和环境改变.在高孔隙率和新压缩土中初始条件控制新近沉积物结构,从而低孔隙率老土更多反应了沉积后改变.与其余工程材料一样,土体在荷载作用下会发生变形.这种变形分为剪切和压缩变形两类.通常,土不能抵抗拉力.在一些情况下,土颗粒会粘结在一起,在短期内能抵抗较小拉力.沙土和多数砾石土颗粒主要由硅石组成.它们可能呈圆形或棱角锐利,也可能介于二者之间.粘土由岩石晶体风华形成,所以通常由硅铝酸盐矿物组成.粘土粒通常呈片状,与其质量相比,表面积较大.因为质量非常小,粘土粒特征受作用在其表面静电引力和斥力控制.这些力能将水吸附到粘土粒表面,表面吸水厚度受到水中溶解盐影响.有效应力概念是KT对土力学所做出最主要贡献之一.有效应力衡量了作用在土骨架上应力大小,因而决定了图抵抗剪应力能力.它本身并不能测定,而必须依照能测定或能以适当精度估算出来其余两个参数差来计算.作用在一个土体平面上有效应力等于总应力与孔隙水压力之差.总应力总应力由土平面以上土自重和全部作用在土表面力组成.总应力伴随深度增大而增加,与上覆土密度成正比.孔隙水压力孔隙水压力是