第一篇:對土木工程的認識
對土木工程的認識
通過一個學期對土木工程概論的學習。對土木工程有了深刻的了解和認識。
土木工程的范圍非常廣泛,它包括房屋建筑工程,公路與城市道路工程,鐵路工程,橋梁工程,隧道工程,機場工程,地下工程,給誰排水工程,港口,碼頭工程等。國際上,運河水庫大壩水渠等水利工程也包括于土木工程之中。人民生活離不開衣食住行,其中“住”是與土木工程直接有關的;而“行”則需要建造鐵路公路機場碼頭等交通土建工程,與土木工程關系也非常緊密;而“食”需要打井取水,筑渠灌溉,建水庫蓄水建糧食加工廠,糧食儲倉等;而“衣”的紡紗、織布、制衣,也必須在工廠內進行,這些也離不開土木工程。此外,各種工業生產必須要建工業廠房,即使食航天事業也需要建發射架和航天基地,這些都是土木工程人員可以施展才華的領域。正因為土木工程內容廣泛,作用如此重要,所以國家將工廠、礦井、鐵道、公路、橋梁、農田水利、商店、住宅、醫院、學校、給水排水、煤氣輸送等工程建設為基本建設。
根據上面所述可知,土木工程主要四部分組成:一是包括鐵路、公路、碼頭、機場等在內的 交通設施工程;二是包括電站、廠房等在內讀的工業設施工程;三是包括堤壩、給排水等在內的水利市政設施工程;四是包括劇院、體育場、圖書館、教學樓、辦公樓、旅館、住宅等公用和民用建筑工程。土木工程的發展大體經歷了古代、近代、現代三個階段。
(1)古代土木工程的時間跨度大致從舊石器時代到17世紀中葉。在這一時期修建各種設施主要依靠經驗,沒有什么設計理論。所用材料主要取于自然,如石塊、草筋、土培,在公元前一千年左右開始采用燒制的磚。所用工具也很簡單,只有斧、錘、刀、鏟和石夯等手工工具。盡管如此,古代還是留下了許多有歷史價值的建筑,有些工程即使從現代的角度來看也是非常偉大的,有的甚至難以想象。
(2)近代土木工程的發展大致從17世紀中葉帶第二次世界大戰前后,歷時300余年。在這一時期,土木工程逐步形成一門獨立學科。1687年牛頓總結出力學三大定律,為土木工程奠定了力學分析的基礎。隨后,在材料力學、彈性力學、和材料強度理論的基礎上,法國的納維于1825年建立了土木工程中結構設計的容許應力法。從此,土木工程的結構設計有了比較系統的理論指導。
(3)二戰以后,現代科學技術迅速發展,從而為土木工程的進一步發展
提供了強大的物質基礎和技術手段,開始了現代科學技術為后盾的土木工程新時代。這一時期的土木工程具有功能要求多樣化、城市建設立體化、交通工程快速化、工程設施大型化等特點。
a海金茂大廈,88層,420.5米。國內其他有代表性的高層建筑有:深圳地王大廈,高325米;廣州中天廣場,高321.9米;廣東國際會議中心,高200米。
b在高聳結構方面,加拿大墮落多電視塔,橫截面為Y形,高549米,為世界之冠。第二位是1967年建成的莫斯科電視塔,高537米,我國上海于1995年建成的上海東方明珠電視塔,高468,居世界第三。以下依次a在高層建筑方面,1994年美國芝加哥建成的西爾斯大廈有110層,高443米。目前中國最高的建筑為上為吉隆坡電視塔,稿21米;天津電視塔,高406米;北京電視塔,高380米。
c在大跨度建筑方面,主要是體育館,展覽廳和大型儲罐。如美國西雅圖的金群體育館為鋼結構蒼球丁,直徑達202米。法國巴黎工業展覽館的屋蓋跨度為218米×218米,由裝配式薄殼組成。北京工人體育館為懸索屋蓋,直徑為90米。
d在水利工程中為了減少壩體斷面,減少工程量,二戰后發展了鋼筋混凝土拱壩。當今世界上最高的雙曲拱壩是俄國的英古里壩,壩高272米;我國貴州烏江渡壩為拱形重力壩,壩高165米。在裝機發電容量發面,我國在建的三峽水利樞紐,水電站主壩190米,總裝機容量預計為1820×10000,建成后將列世界第一。
e在建橋方面,目前世界上跨度最大的懸索橋是1998年建成的日本明石海峽大橋,主跨1991米;居世界第二位的是丹麥的大貝爾特橋,跨度1642米;第三的是英國的恒伯爾橋,主跨1410米。值得自豪的是,中國位于1999年建成的江陰長江大橋,主跨1385米,香港位于1997年建成的青馬大橋主跨1377米,分居世界第四第五位等。
隨著經濟的發展,人們生活水平的提高,地球上可以居住、生活和耕種的土地資源有限,人口增長的速度加快。因此,可以很直觀的看出土木工程有待發展。并且前景很廣泛。至少有5個方向:向空中延伸,向地下發展,向海洋拓寬,向沙漠進軍,向太空邁進。這一艱巨的任務有我們這一代人來完成。特別是我們建筑人艱巨的使命。在卞老師半年的帶領下我們學到了如下章節:
第三章 基礎工程 了解了基礎工程的一些主要任務,接觸到一些專業名詞。如,地基、基礎、荷載、動靜荷載。還一些勘察的方法在第四章 建筑工程中接收到建筑的基本構件。如,受彎構件、受壓構件、受拉構件、受扭構
件和受剪構件。對板、梁(簡支梁,懸臂梁,一端簡支另一端固定梁,兩端固定梁,連續梁),柱、拱作用的學習。理解了高層建筑的的特點,結構要同時承受直荷載和水平荷載,還要抵抗地震作用。在底層結構中,水平荷載產生的內力和位移很小,通常可以忽略;在多層結構中,水平荷載的效應(內力和位移)逐漸增大;而高層建筑中,荷載和地震作用將成為控制因素。隨高度增大,位移增加最快。第五章 道路工程 介紹道道路的分類,道路的組成:包括線性組成,結構組成(路基、路面、橋涵、排水系統、隧道、防護工程、特殊構造物、沿線設施);第六章 鐵路工程 包高速鐵路,城市輕軌和地下鐵道,磁懸浮鐵路;第六章 橋梁工程 包括橋梁的基本組成與分類,橋面構造等;第八章 港口工程 包括港口的作用,分類,港口建設的基本準則。港口的組成,港口規劃與布置,防波堤。港口的維護;第九章 飛機場工程 包括機場的規劃,跑道、滑行道,航站區的規劃與設計;第十章 隧道與地下工程 介紹了隧道的種類和作用,隧道的沿革與發展;第十一章 水利水電工程 介紹到防洪農田水利和水力發電工程;第十二章 加固工程 介紹到結構可靠性鑒定方法和基本原則,混凝土加固結構受力特征,常用的加固方法。有這次汶川地震導致周邊地區房屋結構的改變,有很多房屋需要加固,特別是成都地區樓層急需加固,對這方面的人才也很需要。可以這樣認為未來幾十年內加固行業是很火的行業。
經過一個學期對土木工程概論的學習。深刻了解土木工程的涵義,土木工程是建造各類工程設施的科學技術總稱,它即指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。
第二篇:淺談對土木工程的認識
土建院
2014301550190 周婷婷
對土木工程的拙見
我是一名14級土木工程專業的學生,進入大學將近兩年了,這么長的時間,對于土木工程或多或少也有一定的了解和認識了,所以我就在這里簡單談談我對土木工程的認識。
先來看看百度百科對于土木工程這一專業的解釋:“土木工程(英文:Civil Engineering)是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養、維修等技術活動,也指工程建設的對象。即建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水排水以及防護工程等。學科分類:0814,學科門類:工學,發展方向:工程橋梁設計、建設,專業概述:本專業學習理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學、工程力學、流體力學、巖土力學和市政工程學科的基礎。課程設置:基礎課程有高等數學,線性代數,概率和數理統計,土木工程制圖、CAD,建筑力學、結構力學、大學英語等;主要課程有理論力學,材料力學、結構力學、流體力學、土力學、建筑材料、混凝土結構與鋼結構、房屋結構、橋梁結構、地下結構、道路勘測設計與路基路面結構、施工技術與管理。”
百度百科詳細地解釋了何為土木工程,已經土木工程的隸屬,及該專業所需要學習的若干課程。當然,我當初填報志愿的時候也是查看百度百科的,也另外在網上找了很多的資料(包括其他專業的資料)。最后被錄取了這個專業我也不怎么失望,雖然這個專業的女生,畢業后不如男生那么好找工作。但是事在人為,只是相對其他文科商科類的女生難找一些,并不是招聘單位就一定不招女生。而且我報考之前也了解過了,有心理準備。
在大一下學期開始時,我們年級有幾個同學轉院了,轉到城市設計學院都建筑學專業去了。我當時不是很明白,建筑學與土木工程專業有啥區別。于是我就去百度了,是的,又是百度。百度上給出的解釋是這樣的:"(土木工程與建筑學的區別)1.土木工程包括結構、市政建設、道路橋梁、給排水、巖土、環境工程、建筑經濟等。培養目標是工程師。如建筑結構工程師他們的任務是使建筑物和工程結構物既能滿足生產和生活使用提出的各項要求,又能經受強烈地震、狂風襲擊、海水侵蝕以及各種大自然的考驗;要做到安全可靠,經濟合理,技術先進。他學的主要課程有高等數學、各種力學和結構理論、結構設計地基基礎、施工技術和管理,以及現代化實驗技術。此外還要學習有關電子計算機的應用知識、優化設計、地震工程、防空工事及地下結構等內容。2.建筑學的培養目標是建筑師。在房屋建筑和大型工程結構物的設計過程中,他需要綜合考慮許多問題,如建筑與城市環境的結合、建筑物本身的使用功能、技術性能、經濟效果、藝術形式等等。在綜合考慮這些錯綜復雜的因素上,進行城鎮布局的規劃,建筑平面和空間的組合,建筑立面的處理,選定合適的材料結構形式,擬定聲、光、熱等適宜的環境條件,進行室內外裝飾設計等等。要求具有工程技術、建筑理論及藝術設計能力等方面的廣泛的學習內容。除具備一般理工科的數理化基礎外,還應具有一定的美術知識和繪畫能力。
所以簡單來說,他們兩者的區別是,土木工程的學生研究的是如何是使各項建筑結構滿足要求,安全經濟;而建筑學的學生研究的是如何是建筑與環境協調,與自身協調,各項布局符合滿足美學觀。再講的通俗一點就是,建筑學講究的是建筑的神,土木學講究的是建筑形,所謂神形具備,如此是也。
在認真分析了我自己的長處與優點之后,我覺得我更適合土木工程而不是建筑學。到了大二這個時候,我們就要為以后的方向著手準備了。是讀研呢,出國呢,還是就業呢?這就要先來看看我這個專業的前景以及就業方向了。是的,我又去百度了。
土木工程十分特殊而又具有系統性。因為幾乎所有的土木工程師設計和建造的構筑物都是獨一無二的,絕不可能出現兩個完全相同的建筑物。有些建筑物雖然看似相同,但是建筑的場地條件(地基、風荷載、地震荷載等)都是不同的。像水壩、橋梁或隧道這樣的大型建筑物每一個都完全不同。因此,土木工程師隨時要準備應付新的復雜情況。同時工程要考慮的相關影響因素非常多,任何設計上的忽略都將導致一個失敗的工程。另一方面,土木工程建設中的計算工作,隨著計算機技術發展完善,變得越來越方便和快捷。所以,任何對工程感興趣的理科類同學報考土木工程都沒有問題,尤其適合那些考慮問題全面系統的同學,選擇學習土木工程是能夠發揮個人才干的。從市場的需求來說,中國的基礎建設正在興起,大跨結構、超高層的項目紛紛立項建設,在未來幾十年內這種局面不會有太大變化。這就需要大量高素質的建設人才參與其中。同時我國的建設管理水平非常落伍,當前急需一批能夠提高建設管理水平的人才。
以房地產為例,當前房地產極為火熱,但專業的人才培養才剛剛起步,這方面的高級人才還是市場的稀有人才。出國方面,國內的電子、計算機等與國外相比還有距離。其實,當前國內建設事業的發展前途光明,考慮留在國內從事本行業還是相當不錯、非常實際的選擇。
隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。土木工程專業是一門運用數學、物理、化學、計算機信息科學等基礎科學知識,力學、材料等技術科學知識以及相應的工程技術知識來研究、設計和建造工業與民用建筑、隧道與地下建筑、公路與城市道路以及橋梁等工程設施的學科。
所以從上述介紹,我們可以看出,土木工程專業畢業(可以是本科畢業,也可以是研究生畢業)的學生,大致有一下幾個就業方向。
一是工程技術方向。代表職位有:施工員、建筑工程師、結構工程師、技術經理、項目經理等。有代表行業:建筑施工企業、房地產開發企業、路橋施工企業等。就像我們看到身邊的高樓大廈正在不斷地拔地而起、一條條寬闊平坦的大道向四面八方不斷延伸一樣,土木建筑行業對工程技術人才的需求也隨之不斷增長。2004年進入各個人才市場招聘工程技術人員的企業共涉及到100多個行業,其中在很多城市的人才市場上,房屋和土木工程建筑業的人才需求量已經躍居第一位。隨著經濟發展和路網改造、城市基礎設施建設工作的不斷深入,土建工程技術人員在當前和今后一段時期內需求量還將不斷上升。再加上路橋和城市基礎設施的更新換代,只要人才市場上沒有出現過度飽合的狀況,可以說土木工程技術人員一直有著不錯的就業前景。
二是項目規劃方向。代表職位有:項目設計師、結構審核、城市規劃師、預算員、預算工程師等。代表行業有:工程勘察設計單位、房地產開發企業、交通或市政工程類**機關職能部門、工程造價咨詢機構等。各種勘察設計院對工程設計人員的需求持續增長,城市規劃作為一種新興職業,隨著城市建設的不斷深入,也需要更多的現代化設計規劃人才。隨著咨詢業的興起,工程預決算等建筑行業的咨詢服務人員也成為土建業內新的就業增長點。
三是工程監理方向。代表職位:監理工程師,代表行業:建筑、路橋監理公司、**工程質量檢測監督部門。工程監理是新興的一個職業,隨著我國對建筑、路橋施工質量監管的日益規范,監理行業自誕生以來就面臨著空前的發展機遇,并且隨著國家工程監理制度的日益完善著更加廣闊的發展空間。
四是工程檢修方向。代表職位:軌道交通及鐵路工務部門工程師,一般是建設單位內部的工程技術人員。代表行業:軌道交通,鐵路工務段(處)。十一五規劃全國路網10萬公里,許多大中城市興起修建地鐵交通,這些軌道建筑都需要大量技術人員來檢測和維修。
最后當然還有科研方向。代表職位有:公務員、教師,代表行業有:交通、市政管理部門、大中專院校、科研及設計單位。公務員制度改革為普通大學畢業生打開了進入政府機關工作的大門,路橋、建筑行業的飛速發展帶來的巨大人才需要使得土木工程專業師資力量的需求隨之增長,但需要注意的是,這些行業的競爭一般較為激烈,需要求職者具有較高的專業水平和綜合素質。
以上所列的就業方向都是主要的,還有一些比較小眾的,比如進入房地產做銷售,設計院做設計等等。畢竟人定勝天,只有想不到,沒有做不到。所以我們在校學習期間應該抓緊一切時間,利用一切資源,掌握本專業的專業知識。當然大學肯定不只是學習本專業的知識,還要通過圖書館,網絡等資源,通過閱讀了解其他知識,比如我最喜歡的歷史,地理這些人文方面。嗯,哲學也很有意思的,只是我不太看得懂,但是我知道培養邏輯思維,鍛煉邏輯思考的能力是很重要的。智慧與真理是我們永遠不可拋棄的。
最后用一句話來結束本篇:生活不能沒有希望,而生活中的斗爭不能沒有智慧。
第三篇:對土木工程的認識
對土木工程的認識
姓名:裴林友 班級:土木三班 學號:1101013036
一、引言
土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱。土木工程對國家的經濟建設和人民生活的影響非常明顯和重要。
二.什么是土木工程?
什么是“土木工程”?土木工程是建造各類工程設施的科學技術的總稱,即指所應用的材料,設備和所進行的勘測,設計,施工,保養維修等技術活動;也指工程建設的對象,即建造在地上或地下,路上或水中,直接或間接為人類生活,生產,軍事,科學研究服務的各種工程設施,例如房屋,道路,鐵路,運輸管道,隧道,橋梁,運河,堤壩,港口,電站,飛機場,海洋平臺,給水和排水以及防護工程等。【1】
土木工程的英文是Civil Engineering ,直譯是“民用工程”,它是建造各種工程的統稱。它的原意是與“軍事工程”相對應的。在英語中,歷史上土木工程、機械工程、電氣工程、化工工程都屬于Civil Engineering,因為它們都具有民用性。后來,隨著工程科學技術的發展,機械、電氣、化工都已逐漸形成獨立的科學,Civil Engineering就成為土木工程的專門名詞。至今,在英語中,Civil Engineering還包括水利工程、港口工程;而在我國,水利工程和港口工程也成為與土木工程十分密切的相對獨立分支。土木工程既指建設的對象,即建造在地上,地下,水中的工程設施,也指應用的材料設備和進行的勘測,設計施工,保養,維修等專業技術。土木工程是一種與人們的衣、食、住、行有著密切關系的工程。其中與“住”的關系是直接的。因為,要解決“住”的問題必須建造各種類型的建筑物。而解決“行、食衣”的問題既有直接的一面,也有間接的一面。要“行”,必須建造鐵路、道路、橋梁;要“食”,必須打井取水、興修水利、進行農田灌溉、城市供水排水等,這是直接關系。而間接關系則不論做什么,制造汽車、輪船也好,紡紗、織布、制衣也好,乃至生產鋼鐵、發射衛星、開展科學研究活動都離不開建造各種建筑物、構筑物和修建各種工程設施。【2】
土木工程作為一個重要的基礎學科,有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,統一性。土木工程為國民經濟的發展和人民生活的改善提供了重要 的物質技術基礎,對眾多產業的振興發揮了促進作用,工程建設是形成固定資產的基本生產過程,因此,建筑業和房地產成為許多國家和地區的經濟支柱之一。[3] 在建筑過程中,建筑工程施工是和與建筑力學,建筑材料同樣重要的一個環節。建筑施工是將設計者的思想,意圖及構思轉化為現實的過程,從古代的穴居巢處到現在的摩天大樓,從農村的鄉間小道到城市的高架道路都需要通過“施工”的手段來實現。一個工程的施工包括許多工種工程,諸如土石方工程,深基坑支護工程,基礎工程,鋼筋混凝土結構工程,結構吊裝工程,防水工程,裝飾工程等,各個工種工程都有自己的規律,都需要根據不同的施工對象及施工環境條件采用相應的施工技術,在土建施工的同時,需要與有關的水電及其它設備組成一個整體,各工程之間合理的組織與協調,更好的發揮投資的效益。[4] 隨著人們生活的水平的不斷提高,人們對自己所處的建筑空間已經不僅僅單純從數量上提出更高的要求,而且從質量上也提車了更高的要求,要求環境的美觀,有一定的舒適度。這就需要對建筑進行必要的裝修。如果說建筑主體工程構
成了建筑的骨架,那么裝飾后的建筑則成了有血有肉的有機體,最終以豐富的,完善的面貌出現在人們的面前,最佳的建筑應該充分體現各種裝飾材料的有關特性,結合現有的施工技術,最有效的手法,來達到構思所要表達的效果。建筑裝修要考慮建筑空間的使用要求,保護主體機構免受損害,給人以美的享受,滿足消防疏散的要求,裝飾材料和方案的合理性,施工技術和經濟的可行性等。房屋建筑發展的同時,像房屋建筑一樣影響著人們生活的道路,橋梁,隧道等也取得了長足的發展。
總的來說土木工程是一門古老的學科,它已經取得了巨大的成就,未來的土木工程將在人們的生活中占據更重要的地位。地球環境的日益惡化,人口的不斷增加,人們為了爭取生存,為了爭取更舒適的生存環境,必將更加重視土木工程。在不久的將來,一些重大項目將會陸續興建,插入云霄的摩天大樓,橫跨大洋的橋梁,更加方便的交通將不是夢想。科技的發展,以及地球不斷惡化的環境必將促使土木工程向太空和海洋發展,為人類提供更廣闊的生存空間。近年來,工程 材料主要是鋼筋,混凝土,木材和磚材,在未來,傳統材料將得到改觀,一些全新的更加適合建筑的材料將問世,尤其是化學合成材料將推動建筑走向更高點。同時,設計方法的精確化,設計工作的自動化,信息和智能化技術的全面引入,將會是人們有一個更加舒適的居住環境。一句話,理論的發展,新材料的出現,計算機的應用,高新技術的引入等都將使土木工程有一個新的飛躍。
二、土木工程的歷史
1、中國土木工程的歷史
遠在上古時期,中國古人類就在野處穴居,為了避免野獸侵襲,有巢氏(中國的傳說中的巢居的發明者),才教古人離開天然巖洞、構木為巢,居于樹上。我國古代土木工程多采用土、石、木等材料建造,建造技術和藝術造型達到當時極高的成就。
2、世界土木工程發展歷史
在歐洲,大約8000年前已開始采用曬干的磚;鑿琢自然石的采用,大約在5000~6000年前;至于在建筑中采用燒制的磚,亦有3000年的歷史。世界古代的偉大建筑,以公認的七大奇跡最為引人注目,它們都建于公元前600年~公元前200年,且均為石材建造,大都用于宗教、軍事和航海。且都是建于當時經濟和科技非常發達的地區,說明土木工程的發展與經濟繁榮和科技進步是密不可分的。[5]
二.土木工程現狀
我國的土木工程建設從2O世紀5O年代起一直沒有停過,且發展很快,尤其在近年來,發展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現,新結構、新材料、新技術大力研究、開發和應用。發展之快,數量之巨,令世界各國驚嘆不已 [5] 截止2000年底,我國鐵路運營路程已達6.78萬公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發展。同時,我國也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運營時間僅需4小時。此外,磁懸浮列車也在發展。橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類型的不斷翻新,主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標志著
我國的大跨結構達到了一個新的水平,己跨入世界水平先進行列。目前,我國己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座,重慶萬縣單孔跨度達420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設方面,50年間全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億立方米。建設和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發揮的經濟效益達7000多億元。在大壩建設方面,我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。
三.土木工程關鍵技術的發展重點與戰略 江河治理與調水工程技術
新中國成立50多年來,我國開展了大規模的水利建設,在江河治理、防洪工程、農田水利、水力發電利內河航運的建設等方面取得了舉世矚目的成就。21世紀初期是我國實現社會主義現代化第二步戰略口標的關鍵時期,對水利提出了更高的要求。當前水利發展面臨二個主要問題,即:江河防洪形勢依然嚴峻,防洪減災體系不夠完善;水資源短缺導致供需矛盾尖銳;水生態環境惡化的趨勢未得到有效遏制。洪澇災害、干早缺水和水環境惡化二大水問題已對我國國民經濟和社會發展產生全局性影響。
進入21世紀以后,水利面臨前所未有的機遇與挑戰防洪減災方面:大江大河防洪減災戰略調整與洪水風險管理;洪水監測技術和預報網站的建設與管理;洪水資源化的技術與方法;大范圍早情動態監測與預警;國家防汛凋度指揮系統現代化;分蓄洪區建設和有序發展戰略;水旱損失對生態環境影響評價與管理。長江黃河開發治理與生態建設方面:面向生態的長江上游水電開發與運用管理模式;三峽工程建成后長江防洪戰略研究;三峽工程建成后長江中下游河床演變響應與江湖關系調整趨勢及控制措施;黃河水沙優化配置與泥沙資源化研究;黃土高原侵蝕控制與生態修復的對策和方法;黃河下游河道整治與二級懸河治理;維持長江三角洲和黃河口生態系統健康發展的策略與技術。南水北調工程方面:東線工程水污染防治與水環境保護。
為了實現水科學的跨越發展,必須轉變治水觀念,強調在流域生態系統重建的大框架下部署防洪建設.在風險管理理念的指導下,實現主動適應洪水、與自然協調共處的防洪戰略。充分認識水資源作為基礎山然資源的戰略地位以及南水北調在我國社會經濟發展中的戰略意義。建立節水型社會,堅持節水優先、治污為本、多渠道開源的原則,保證水資源的可持續開發利用。調整和完善相關學科布局,加強學科基礎設施平臺建設,建立治河和水資源國家實驗室。加強江河開發治理的法制化和制度化建設,強化流域機構的管理職能。2 城市防災減災工程技術
我國是世界上自然災害最嚴重的國家之一。每年因災害造成的直接經濟損失,約占國民生產總值的3%~5%。我國70%以上的大城市,半數以上的人口,75%以上的工農業產值位于災害頻發區。自然災害嚴重地威脅著國家經濟建設和可持續發展。我國在城市防災減災方面存在的主要問題是:城市人口密度與建筑密度過大;城市設防標準低,實際設防設施不足;城市防災減災中高新技術的研究和應用與發達國家相比還有較大差距。
2020年我國城市防災減災的發展目標是:建立與城市經濟社會發展相適應的城市災害綜合防治體系和科學的防災減災規劃,綜合運用工程技術及法律、行政、經濟、教育等手段,提高城市的綜合防災減災能力,為城市的可持續發展提
供保障。城市防災減災工程技術的主要研究重點是:防災設施能力的提升與綜合利用技術;城市應急反應技術與救災系統的高新技術。3 高壩水電工程技術
高壩水電工程技術是以河川水利水電樞紐工程建設為對象,以高壩—水電站等建筑物的設計理論和方法為依據,以數學、物理、化學、固體力學、水力學與流體力學、工程地質、水文水資源、水工材料學、水利施:工與管理學等為基礎的一門綜合性工程技術。能源作為國民經濟發展的基礎產業,必須優先發展。作為能源組成中不可缺少的水電,理應得到優先發展。預計國內水電占電力的比重最終達到30%左右。
而我國大壩技術創新方面與國際水平還有一定差距,我國高壩大庫工程艱巨復雜,遠不是已有理論和經驗可以解決的,特別是大壩設計建設中的問題,如大壩與自然環境的協調,潰壩風險、地震和超高速水流等破壞因子的影響,深埋大型地下洞室、新材料和高新技術在壩工中的應用等,都還要進行深入和系統的研究。[7] 4 海洋與港口工程技術(1)海洋工程技術 我國是一個人口眾多、資源相對不足的發展中國家。人均礦產資源占有量不足世界人均水平的一半。居世界第53位,尤其是關系到國民經濟命脈的石油、鐵、錳、銅、鉀鹽等大宗礦產的后備儲量嚴重不足。據預測,至2010年,我國石油、天然氣、富鐵、鉻、貴金屬、鉀鹽等45種主要礦產有近一半保有儲量將不能滿足要求。海洋油氣資源和其他海洋資源的開發將成為我國能源和資源開發的一項基本國策。
我國海洋油氣儲量豐富,天然氣水化合物也是海底儲量豐富并且用途廣泛的資源,目前正在大規模的勘探之中。
未來20年將是我國海洋資源開發蓬勃發展和大規模展開的重要時期。總體而言,結合我國海洋油氣和其他資源開發的需求,建立我國完善的近海海洋環境條件觀測體系,建立我國淺海和深海海洋平臺結構獨立自主的設計和建造技術,發展海洋油氣資源開發保障技術,將是我國21世紀海洋工程技術的中長期發展目標。戰略重點包括:近海工程環境觀測與工程地質探測技術,淺海和深海海洋平臺智能結構體系,海洋平臺結構的智能安全監測與控制技術,海洋平臺結構的檢測、評定與維修技術,海洋油氣開采設施的監測、診斷與應急控制技術,海底管道的檢測與維修技術。[8](2)港口工程技術
港口工程技術包括碼頭、防波堤、航道和大型成套裝卸工藝等主要項目,在我國國民經濟和對外貿易發展中發揮了巨大的作用。我國港口工程技術發展現狀與國際發展前沿對比仍有一定差距,主要表現在港口建沒總體上仍殘存著一定程度的貪大求全,重“量”輕“質”,對經濟效益重視不夠,對市場經濟的靈敏度較差,在管理科學技術、信息、物流、節能、勞衛、環保等方面尚很浮淺,缺少深入研究和技術理論的指導。
應重點研究重力式碼頭新型結構設計與施工技術,大型嵌巖鋼管樁碼頭成套技術,粉砂質或淤泥粉砂質海岸建港的泥沙淤積問題,“親水性”港工建筑物開發,深水防波堤技術,超重構件的預制、出運、安裝成套技術,深水航道整治技術,海工混凝土結構耐久性、海工高性能混凝土技術等,并力爭在大直徑圓筒結構的沉放工藝,不同基巖大型鋼管樁的成樁規律研究和高性能混凝土的應用,深
水條件防波堤的沒計和施工,超重構件的出運和安裝,粉砂質海岸或粉砂淤泥質海岸的洄淤研究,海工高性能混凝土的配比設計及應用,港口裝卸工藝技術等方面取得突破。橋梁與道路工程技術
茅以升先生主持設計和監造的杭州錢塘江大橋的建成,譜寫了中國近代橋梁史的新篇章。建國以來.我國在橋梁建設領域內取得了輝煌的成就,建成了一批居世界領先地位的大型橋梁,并在橋梁沒計理論、建筑材料、預應力混凝土技術、深水基礎工程等領域取得了顯著的成果。但是,也需要清醒地認識到,我國在橋梁科技方面的原創性成果不多,多數設計存在缺乏創新、經濟指標差及設計不合理等問題;
橋梁設計周期和施工工期過短,質量難以保證;設計規程、標準落后,各種設計規范更新緩慢,落后于科技的發展。這些工程建設中亟待解決的問題都需要廣大科研和建設工作者開展更深入全面的工作。
進入21世紀后,我國橋梁工程面臨的主要任務包括:建造跨越深闊海峽的特大跨橋梁;更快、好、省地建造大跨和中、小跨橋梁;對大量運營中的橋梁進行檢測維護。為此,我國在橋梁技術領域一方面需要通過創新實現跨越式發展提高競爭力,以面對人世后發達國家的市場競爭;另一方面,面對超大跨度跨海大橋工程的技術難點,需要通過創新來改進現有的傳統理論,同時還要研發新的材料、設備和工藝。
為實現我國橋梁工程在21世紀取得跨越式發展的宏偉目標,需要進一步加強對我國橋梁規范的制訂與修訂力度,縮短修訂周期;改變我國現行橋梁工程的建設體制,推行設計、施工總承包政策,實行設計監理制度;重視橋梁工程設計、施工技術人員的繼續教育和專業培訓,注重知識更新;提高對橋梁美學和工程質量的重視程度;加強對既有橋梁的養護與維修;鼓勵參與國際重大工程投標;增強我國在國際橋梁界的綜合競爭實力。
四.土木工程的未來
1高性能材料的發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規范;如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。2計算機應用
隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善,計算結果將更能反映實際情況,從而更能充分發揮材料的性能并保證結構的安全。人們將會設計出更為優化 的方案進行土木工程建設,以縮短工期、提高經濟效益。3環境工程
環境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視,土木工程與環境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發展密切相關,又無一不與土木工程有關。較大工程建成后對環境的影響乃至建設過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。4建筑工業化
建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放后大規模的經濟建設推動了建筑業機械化的進程,特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發
展,但是總的來說落后于其他工業部門,所以建筑業的工業化是我國建筑業發展的必然趨勢。要正確理解建筑產品標準化和多樣化的關系,盡量實現標準化生產;要建立適應社會化大生產方式的科學管理體制,采用專業化、聯合化、區域化的施工組織形式,同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。5空間站、海底建筑、地下建筑
早在1984年,美籍華裔林銅柱博士就提出了一個大膽的設想,即在月球上利用它上面的巖石生產水泥并預制混凝土構件來組裝太空試驗站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少,人類把注意力也越來越多地轉移到地下空間,21世紀的土木工程將包括海底的世界。實際上東京地鐵已達地下三層:除在青函海底隧道的中部設置了車站外,還建設了博物館。6結構形式
計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現,為結構形式的革新提供了有利條件。空間結構將得到更廣泛的應用,不同受力形式的結構融為一體,結構形式將更趨于合理和安全。7新能源和能源多極化
能源問題是當前世界各國極為關注的問題,尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求,應當予以足夠的重視。
此外,由于我國是一個發展中國家,經濟還不發達,基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業活動中,都應考慮可持續發展。這些專業活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設,海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
這是一門需要心平氣和和極大的耐心和細心的專業。因為成千上萬,甚至幾十萬根線條要把建筑物的每一處結構清楚的反映出來。沒有一個平和的心態,做什么事情都只是浮在表面上,對任何一幢建筑的結構,對要從事的事業便不可能有一個清晰、準確和深刻的認識,這自然是不行的。從事這個行業,可能沒有挑燈夜戰的勇氣,沒有不達目的不罷休的精神,只會被同行所淘汰。
這是一個需要責任感和愛心的行業。要有一顆負責的心——我一人之命在我手,千萬人之命在我手。既然選擇了土木,就應該踏踏實實的肩負起這個責任。最后,這是一個不斷追求完美的行業。但如果沒有一代又一代人的不斷追求,今天的我們或許還用那種最古老的辦法來造這同樣的建筑。設計一幢建筑的結構是很繁,但是這都是經歷了數個世紀的滌蕩,經過不斷的積累,不斷改良,不斷創新所得到的。而且這樣的追求,絕不局限于過去。試想,如果設計一幢建筑能夠像計算一加一等于二一樣簡單而易于掌握,那何了而不為呢?因此,土木工程師總是在不斷的求索中。一個最簡單的結構,最少的耗費,最大的功用。選擇土木,選擇了一條踏實勤奮,不斷創新,追求完美的道路
其實土木工程是一門十分重要的專業,如果你學得好那么你或許可以拯救千萬人的性命,但如果你學藝不精,嗎么你同樣可能是千萬人喪命造成千萬億資源的損失。眾所周知,日本在防震、隔音等建筑技術都是在世界首屈一指的,日本的房屋防震性能很強,只要不是毀滅級的地震就不會造成太大損失,然而在中國
只要地震強的稍微大一點輕則墻壁斷裂重則樓毀人亡。所以中國的建筑業還有很長的路要走,土木工程任重而道遠。
(老師,最后一段在上課時寫的可能有一些不一樣)8
第四篇:淺談對土木工程的認識(論文)
淺談對土木工程的認識
姓名:李玉超
學號:班級:
課程:土木工程概論
11111505019 11土木本一班
關鍵詞:土木工程的發展、分類、展望、心得。
前言:十七周時間眨眼間就過去了,土木工程概論課程的學習已經結束了,回望這短短的17周時間,通過這個課程學習,我對自己的專業以及今后所從事的行業有了了解和認識,同時也激發了對土木工程的興趣。這門課程就像茫茫大海上的一盞明燈,為剛從大一來的我們指明的方向,這無論從哪個角度來說都是非常有意義的。在今后的專業課學習中,我們都會在此基礎上更加努力的學習。下面是我通過這門課程的學習對土木工程的一點認識。
正文:
淺談對土木工程的認識
11土木1班李玉超
土木工程是建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。它既指與人類生活、生產有關的各類工程設施,如建筑工程、道路工程、鐵路工程、橋梁工程、港口工程等,也指應用材料、設備在土地上所進行的勘測、設計、施工等工程技術活動。土木工程是社會和科技發展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一;他在任何一個國家的國民經濟中都占有舉足輕重的地位。
土木工程的發展
古代土木工程古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
近代土木工程近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前后約300年時間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面,一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現,使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
現代土木工程現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今,土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術,已經發展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國臺北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。土木工程的分類
建筑工程指通過對各類房屋建筑及其附屬設施的建造和與其配套的線路、管道、設備的安裝活動所形成的工程實體。其中“房屋建筑”指有頂蓋、梁柱、墻壁、基礎以及能夠形成內部空間,滿足人們生產、居住、學習、公共活動等需要,包括廠房、劇院、旅館、商店、學校、醫院和住宅等;“附屬設施”指與房屋建筑配套的水塔、自行車棚、水池等。“線路、管道、設備的安裝”指與房屋建筑及其附屬設施相配套的電氣、給排水、通信、電梯等線路、管道、設備的安裝活動。
高層建筑首先從美國興起。1883年在芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架機構的,高11層的保險公司大樓。隨著人口向大城市集中,隨著城市用地的日趨緊張,以及電梯的發明和應用,結構理論的突破,新型材料的不斷問世,高層建筑開始大量出現,且建筑規模越來越大,建筑高度越來越高。1913年在紐約建成了高52層的伍爾沃思大樓,1913年在紐約建成了高102層,381米的帝國大廈。但是盡管當時已經采用了先進的鋼框結構和勁性鋼混凝土材料,都尚未創造出與新的建筑類型相適應的造型形式,人們造型觀念還徘徊在中世紀高直建筑的形式中,因而新的結構類型被傳統的造型形式所包裹,結構和造型為開始真正結合。
道路橋梁工程路與人的關系是非常密切的,我們的身邊,隨時隨刻都可以看到,城市與城市,城市與鄉村,鄉村與鄉村之間及內部都是由道路連接在一起的。近年來,我國公路建設取得了較好的成績。“十五”前三年,公路建投資占GDP比重保持在3.1~3.2%,投資額年均增長17%。
公路建設方面呈以下特點: 全國有一半以上的省份高速公路里程超過1000公里。新增公路通車里程4.6萬公里,總里程達到181萬公里;其中新增高速公路4600公里,高速公路通車里程近3萬公里。同江至三亞、北京至珠海、連云港至霍爾果斯、上海至成都四條國道主干線基本貫通,從而實現了“五縱七橫”國道主干線系統第一階段建設目標,即“兩縱兩橫三個重要路段”的全部貫通。
20世紀以來,世界橋梁取得了驕人的成績,各種大橋,高橋相繼問世,如日本的明石海峽大橋(主跨1990米),瑞士Gunter大橋等等。近些年來,我國橋梁工程也步入了蓬勃發展時期。令人仰慕的有南京長江二橋、香港汲水門橋、江陰大橋、潤揚大橋、三縣洲獨塔單索面斜拉橋等。
隧道及地下工程當今世界,人類正在向地下、海洋和宇宙開發。向地下開發可歸結為:地下資源開發、地下能源開發和地下空間開發三個方面。地下空間的利用也正由“線”的利用向大斷面、大距離的“空間”利用進展。
我國地下空間的開發和利用始于60年代。1965年北京建設地下鐵道。70年代,我國修建了大量地下人防工程,其中相當一部分目前已得到開發利用,改建為地下街、地下商場、地下工廠和貯藏庫。90年代以來,我國城市地下的交通與市政設施加快了修建速度。上海地鐵1號線,地鐵2號線已相繼開通。我國地下空間開發利用的網絡體系已開始建設,多在地表至-30m以內的淺層修筑地下工程。可以預見隨著經濟的發展,我國地下工程將進入蓬勃發展的時期。
現代地下工程發展迅速,各種典型工程著名浩瀚。世界已有數百個城市修建了地下鐵路。一些工業發達國家,逐漸將地下商業街、地下停車場、地下鐵道及地下管線等結為一體,成為多功能的地下綜合體。
鐵路工程鐵路工程最初包括與鐵路有關的土木(路基、軌道、橋梁、隧道、站場)、機械(機車、車輛)和信號等工程。隨著建設的發展和技術的進一步分工,其中一些工程逐漸形成為獨立的學科,如機車工程、車輛工程、信號工程;另外一些逐漸歸入各自的本門學科,如橋梁工程、隧道工程。現在鐵路工程一詞僅狹義地指鐵路選線、鐵路軌道、路基工程、鐵路站場及樞紐。
土木工程的展望
眾所周知,土木工程是人類在地球上從事的一項巨大的古老的工程技術活動,隨著社會科學技術,經濟,文化等各方面的不斷發展,它在新世紀必將面臨
許多新興的事物和挑戰。作為一名剛剛接觸土木工程的大學生來說,我認為他在新世紀里的發展和挑戰包括以下幾個方面:第一、土木工程中的可持續發展問題;第二、土木工程向地下空間的發展;第三、綠色建筑在未來的高速發展;第四、更加科學和合理的土木工程經營和運作。
土木工程中的可持續發展問題土木工程是人類一項工程規模龐大的改造地球面貌的活動,這項活動不僅需要消耗大量的自然資源,而且可能影響和破壞自然生態環境。所以,土木工程必須實施可持續發展戰略。土木工程的可持續發展是人類社會和經濟可持續發展不可缺少的組成部分。作為這項活動的主要參與者--土木工程師,理應有責任和義務在這項活動的全過程中以創新精神,加深研究并盡力實施可持續發展戰略。
在我國,二十一世紀的土木建筑與環境的基本特征可進一步歸納為四個方面:第一,“土木建筑”注重對“信息資源”的獲取,而“信息資源”涵蓋了物質資源、能量資源和生態資源。正是這種涵蓋為“土木建筑與自然資源環境”的最佳配置提供了可能。
土木工程的心得
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設高潮。可以說,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
作為土木工程專業的一名學生,我會在今后大學三年的學習過程中,努力掌握好專業基礎知識,做好專業實踐工作;與此同時積極學習專業外的其他知識,比如計算機語言與程序設計技能,材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。在今后的學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,積極完善個人能力,為步入社會參加工作做好準備。
李玉超
2011.12.17
參考資料:《土木工程概論》羅福午主編 武漢理工大學出版社
《土木工程學報》中國土木工程學會 土木工程學報編輯部
《土木系統工程》機械工業出版社
《土木工程總論》丁大鈞,蔣永生編 中國建筑工業出版社
《土木建筑文獻檢索與利用》肖友瑟主編 大連理工大學出版社
第五篇:淺談對土木工程專業的認識
淺談對土木工程專業的認識
什么是土木工程?中國國務院學位委員會在學科簡介中定義:“土木工程就是建造各類工程設施的科學技術的總稱,它即指工程建設的對象,幾件在地上、地下、水中的各種工程設施,也只所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術”。可見土木工程的內容非常廣泛,他和人民群眾的日常生活密切而相關,在國民經濟起著非常重要的作用。
1.材料推動土木工程發展
土木工程,顧名思義,即與土和木有關的工程,在中國古代哲學中,世界萬物是有五大類物質組成的:金、木、水、火、土。而在幾千年漫長的時間內,土木工程所用的材料,主要是五行中的“土”(包括巖石、沙子、泥土、石灰,以及由土燒成的磚、瓦和陶、瓷等)和“木”(包括木材、茅草、藤條、竹子等植物材料),古代常將大興土木作為大搞工程建設的代名詞。作為一名材料專業的學生,我認為,對土木工程的發展起關鍵作用的,首先是作為工程物質基礎的土木建筑材料,其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建筑材料時,土木工程就 會有飛躍式的發展。
人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動,后來出現了磚和瓦這種人工建筑材料,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。中國在公元前十一世紀 的西周初期制造出瓦。最早的磚出現在公元前五世紀至公元前三世紀戰國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優越的力學性能,可以就地取材,而又易于加工制作。
磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18~19世紀,在長達兩千多年時間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了偉大的貢獻,甚至在目前還被廣泛采用。
鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋,這是鋼結構出現的前奏。
從十九世紀中葉開始,冶金業冶煉并軋制出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質量均勻的建筑鋼材,隨后又生產出高強度鋼絲、鋼索。于是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的粱、拱結構外,新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣,出現了結構形式百花爭艷的局面。
建筑物跨徑從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的百米、幾百米,直到現代的千米以上。于是在大江、海峽上架起大橋,在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔,甚至在地面下鋪設鐵路,創造出前所未有的奇跡。
為適應鋼結構工程發展的需要,在牛頓力學的基礎上,材料力學、結構力學、工程結構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發展,土木工程從經驗上升成為科學,在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新,從而促成了土木工程更迅速的發展。
十九世紀20年代,波特蘭水泥制成后,混凝土問世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土構件易于成型,但混凝土的抗拉強度很小,用途受到限制。十九世紀中葉以后,鋼鐵產量激增,隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的復合建筑材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發揮了各自的優點。二十世紀初以來,鋼筋混凝土廣泛應用于土木工程的各個領域。
從三十年代開始,出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂性能、剛度和承載能力,大大高于鋼筋混凝土結構,因而用途更為廣闊。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混
凝土占統治地位的歷史時期。混凝土的出現給建筑物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式,使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發展。
2.土木工程特點
建造一項工程設施一般要經過勘察、設計和施工三個階段,需要運用工程地質勘察、水文地質勘察、工程測量、土力學、工程力學、工程設計、建筑材料、建筑設備、工程機械、建筑經濟等學科和施工技術、施工組織等領域的知識,以及電子計算機和力學測試等技術。因而土木工程是一門范圍廣闊的綜合性學科。隨著科學技術的進步和工程實踐的發展,土木工程這個學科也已發展成為內涵廣泛、門類眾多、結構復雜的綜合體系。
土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌,因而土木工程也就成為社會歷史發展的見證之一。
遠古時代,人們就開始修筑簡陋的房舍、道路、橋梁和溝澶,以滿足簡單的生活和生產需要。后來,人們為了適應戰爭、生產和生活以及宗教傳播的需要,興建了城池、運河、宮殿、寺廟以及其他各種建筑物。
許多著名的工程設施顯示出人類在這個歷史時期的創造力。例如,中國的長城、都江堰、大運河、趙州橋、應縣木塔,埃及的金字塔,希臘的巴臺農神廟,羅馬的給水工程、科洛西姆圓形競技場(羅馬大斗獸場),以及其他許多著名的教堂、宮殿等。
產業革命以后,特別是到了20世紀,一方面社會向土木工程提出了新的需求;另一方面,社會各個領域為土木工程的前進創造了良好的條件。因而這個時期的土木工程得到突飛猛進的發展。在世界各地出現了現代化規模宏大的工業廠房、摩天大廈,核電站、高速公路和鐵路、大跨橋梁、大直徑運輸管道長隧道、大運河、大堤壩、大飛機場、大海港以及海洋工程等等。現代土木工程不斷地為人類社會創造嶄新的物質環境,成為人類社會現代文明的重要組成部分。
土木工程是具有很強的實踐性的學科。在早期,土木工程是通過工程實踐,總結成功的經驗,尤其是吸取失敗的教訓發展起來的。從17世紀開始,以伽利略和牛頓為先導的近代力學同土木工程實踐結合起來,逐漸形成材料力學、結構力學、流體力學、巖體力學,作為土木工程的基礎理論的學科。這樣土木工程才逐漸從經驗發展成為科學。
在土木工程的發展過程中,工程實踐經驗常先行于理論,工程事故常顯示出未能預見的新因素,觸發新理論的研究和發展。至今不少工程問題的處理,在很大程度上仍然依靠實踐經驗。
土木工程技術的發展之所以主要憑借工程實踐而不是憑借科學試驗和理論研究,有兩個原因:一是有些客觀情況過于復雜,難以如實地進行室內實驗或現場測試和理論分析。例如,地基基礎、隧道及地下工程的受力和變形的狀態及其隨時間的變化,至今還需要參考工程經驗進行分析判斷。二是只有進行新的工程實踐,才能揭示新的問題。例如,建造了高層建筑、高聳塔桅和大跨橋梁等,工程的抗風和抗震問題突出了,才能發展出這方面的新理論和技術。
3.土木工程的分類
建筑工程 指通過對各類房屋建筑及其附屬設施的建造和與其配套的線路、管道、設備的安裝活動所形成的工程實體。其中“房屋建筑”指有頂蓋、梁柱、墻壁、基礎以及能夠形成內部空間,滿足人們生產、居住、學習、公共活動等需要,包括廠房、劇院、旅館、商店、學校、醫院和住宅等;“附屬設施”指與房屋建筑配套的水塔、自行車棚、水池等。“線路、管道、設備的安裝”指與房屋建筑及其附屬設施相配套的電氣、給排水、通信、電梯等線路、管道、設備的安裝活動。
高層建筑首先從美國興起。1883年在芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架機構的,高11層的保險公司大樓。隨著人口向大城市集中,隨著城市用地的日趨緊張,以及電梯的發明和應用,結構理論的突破,新型材料的不斷問世,高層建筑開始大量出現,且建筑規模越來越大,建筑高度越來越高。1913年在紐約建成了高52層的伍爾沃思大樓,1913年在紐約建成了高102層,381米的帝國大廈。但是盡管當時已經采用了先進的鋼框結構和勁性鋼混凝土材料,都尚未創造出與新的建筑類型相適應的造型形式,人們造型觀念還徘徊在中世紀高直建筑的形式中,因而新的結構類型被傳統的造型形式所包裹,結構和造型為開始真正結合。
道路橋梁工程 路與人的關系是非常密切的,我們的身邊,隨時隨刻都可以看到,城市與城市,城市與鄉村,鄉村與鄉村之間及內部都是由道路連接在一起的。近年來,我國公路建設取得了較好的成績。“十五”前三年,公路建投資占GDP比重保持在3.1~3.2%,投資額年均增長17%。
公路建設方面呈以下特點: 全國有一半以上的省份高速公路里程超過1000公里。新增公路通車里程4.6萬公里,總里程達到181萬公里;其中新增高速公路4600公里,高速公路通車里程近3萬公里。同江至三亞、北京至珠海、連云港至霍爾果斯、上海至成都四條國道主干線基本貫通,從而實現了“五縱七橫”國道主干線系統第一階段建設目標,即“兩縱兩橫三個重要路段”的全部貫通。
20世紀以來,世界橋梁取得了驕人的成績,各種大橋,高橋相繼問世,如日本的明石海峽大橋(主跨1990米),瑞士Gunter大橋等等。近些年來,我國橋梁工程也步入了蓬勃發展時期。令人仰慕的有南京長江二橋、香港汲水門橋、江陰大橋、潤揚大橋、三縣洲獨塔單索面斜拉橋等。
隧道及地下工程 當今世界,人類正在向地下、海洋和宇宙開發。向地下開發可歸結為:地下資源開發、地下能源開發和地下空間開發三個方面。地下空間的利用也正由“線”的利用向大斷面、大距離的“空間”利用進展。
我國地下空間的開發和利用始于60年代。1965年北京建設地下鐵道。70年代,我國修建了大量地下人防工程,其中相當一部分目前已得到開發利用,改建為地下街、地下商場、地下工廠和貯藏庫。90年代以來,我國城市地下的交通與市政設施加快了修建速度。上海地鐵1號線,地鐵2號線已相繼開通。我國地下空間開發利用的網絡體系已開始建設,多在地表至-30m以內的淺層修筑地下工程。可以預見隨著經濟的發展,我國地下工程將進入蓬勃發展的時期。
現代地下工程發展迅速,各種典型工程著名浩瀚。世界已有數百個城市修建了地下鐵路。一些工業發達國家,逐漸將地下商業街、地下停車場、地下鐵道及地下管線等結為一體,成為多功能的地下綜合體。
鐵路工程 鐵路工程最初包括與鐵路有關的土木(路基、軌道、橋梁、隧道、站場)、機械(機車、車輛)和信號等工程。隨著建設的發展和技術的進一步分工,其中一些工程逐漸形成為獨立的學科,如機車工程、車輛工程、信號工程;另外一些逐漸歸入各自的本門學科,如橋梁工程、隧道工程。現在鐵路工程一詞僅狹義地指鐵路選線、鐵路軌道、路基工程、鐵路站場及樞紐。
4.土木工程之展望
眾所周知,土木工程是人類在地球上從事的一項巨大的古老的工程技術活動,隨著社會科學技術,經濟,文化等各方面的不斷發展,它在新世紀必將面臨許多新興的事物和挑戰。作為一名剛剛接觸土木工程的大學生來說,我認為他在新世紀里的發展和挑戰包括以下幾個方面:第一、土木工程中的可持續發展問題;第二、土木工程向地下空間的發展;第三、綠色建筑在未來的高速發展;第四、更加科學和合理的土木工程經營和運作。
土木工程中的可持續發展問題 土木工程是人類一項工程規模龐大的改造地球面貌的活動,這項活動不僅需要消耗大量的自然資源,而且可能影響和破壞自然生態環境。所以,土
木工程必須實施可持續發展戰略。土木工程的可持續發展是人類社會和經濟可持續發展不可缺少的組成部分。作為這項活動的主要參與者--土木工程師,理應有責任和義務在這項活動的全過程中以創新精神,加深研究并盡力實施可持續發展戰略。
在我國,二十一世紀的土木建筑與環境的基本特征可進一步歸納為四個方面:第一,“土木建筑”注重對“信息資源”的獲取,而“信息資源”涵蓋了物質資源、能量資源和生態資源。正是這種涵蓋為“土木建筑與自然資源環境”的最佳配置提供了可能。
5.土木工程之心得
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設高潮。可以說,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。