第一篇:土木工程概論論文:土木工程走可持續發展之路
隨著人類社會的進步而發展,土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科,并已經出許多分支,通過對本學期土木工程概論課的初步了解,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,我想結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。隨著我國經濟的迅速發展,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。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。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。放眼世界,美國的現代化進程可謂先進,而現今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今后的工作中進行創新改良,實現可持續發展。土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展。“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。另外,對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建筑材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。這一點給了我眾多的思考:在建筑選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節約開支的同時,也實現了生態與建筑的和諧可持續發展,何樂而不為呢?當然,可持續發展,絕不是一味地追求節省,而是要尋求一種最合理的中間狀態,既要保證建筑有足夠的創意,也要追求完美的技術經濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今,建筑世界已經進入到生態美學的時代,注重文化、生態、工程與環境之間的關系,注重人性化、節能與可持續發展,才是當代工程師的著眼方向。參考資料: 《土木工程概論》 《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰 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 《土木工程總論》 丁大鈞,蔣永生編 中國建筑工業出版社 《土木建筑工程概論》 王繼明主編 高等教育出版社 《土木工程學報》 中國土木工程學會 土木工程學報編輯部 《土木工程》 中國土木工程學會 科學出版社
第二篇:土木工程走可持續發展之路論文
土木工程是人類 歷史 上年代最久遠的“技術 科學 ”,作為一種系統的產業活動,土木工程的實質是生產的過程,是一種技術過程。以下是“土木工程走可持續發展之路論文”,希望能夠幫助的到您!
土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱,它既指工程建設的對象,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。
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術 經濟 與 藝術 統一性。隨著人類社會的進步而 發展,土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科,并已經出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環境工程等學科。土木工程共有六個專業:建筑學,城市規劃,土木工程,建筑環境與設備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,作為一名 中國 未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
My knowledge about civil engineering has been broadened since I became a student of Tongji University.Civil engineering is a form of human activity.Human bEings pursued it to change the natural environment for thEIr own benefit.Buildings, transportations, facilities, infrastructures are all included in civil engineering.The development of civil engineering has a long history.Our seniors had left a lot of great constructions to us.For example, Zhao Zhou Bridge is the representative of our Chinese civil engineering masterpieces.It has a history of more than 1300 years and is still service at present.Civil engineering has been so rapid development of the period.A lot of new bridges have been constructed, and many greater plans are under discussion.China is a large county.And she is still well developing.So this era will be both exciting and rewarding for the Chinese Civil Engineers.And of course, civil engineering’s future is promising.However, civil engineers will be facing more complex problems.We should pay attention to the growing population and a lot of deteriorating infrastructures.We should prepare for the possibility of natural disasters.To meet grow needs in the future;we should also try to all the transportation systems.To deal with these problems, we will have to develop innovative and enterprising skills.And we should choose a way that we can go continuously.Hazard Mitigation may be a great choice.Not only can it save money in the long run, but also avoid getting into an embarrassing situation in which we have to rebuild all the broken buildings.And we should also use more environmentally friendly materials when designing or constructing new buildings.Well, to be a brilliant civil engineer is not easy.Today, engineering is a synthetic system.It not only depends on traditional mechanics, but also closely related to advanced science.So Physics, Chemistry, Material Science, Computer Science and perhaps more are all in our civil engineering program.To be a good civil engineer, we should have the ability to apply the knowledge, to design a system, a component, or a procedure of construction.We should also be able to conduct experiments and explain the results.Furthermore, an engineer never works alone, so we shall cooperate with working team, and try our best to communicate effectively.I’m very glad to be a student in this wonderful field.And I will try my best to be a successful civil engineer, to make contributions to our motherland.1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1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。
1.1.2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。
1.1.3 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。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業 建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外,高層建筑大量興起,地下工程高速發展,城市高架公路、立交橋大量出現,并逐步實現 交通 運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以后,綜合國力有了很大提高,已具備更大規模開發和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3對土木工程未來發展的認識
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。
2.我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續發展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
“中國是世界上人口最多的國家,一項大資源被13億一除即變得微不足道,而一個小問題乘以13億就成了大問題。”劉西拉教授此語切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列,而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。
放眼世界,美國的現代化進程可謂先進,而現今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態,譬如,氯離子所引發的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今后的工作中進行創新改良,實現可持續發展。
2.1發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器。自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國Commodore Barry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警。在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展。
2.2合理利用 自然 資源,注重既有土木工程設施的再利用,實現可持續發展
“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。
比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
2.3開發利用再生資源和綠色資源,實現可持續發展
世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。
與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。
對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建筑材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成,到處擺放的坐椅,是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成,長久會場日本館,既追求了人與自然和諧,也節約了經濟開支,所使用的大部分鋼材和木料,都可以回收利用。同時,竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度,空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考:在建筑選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節約開支的同時,也實現了生態與建筑的和諧可持續發展,何樂而不為呢?
另外,在日本愛知世博會長久手會場,繭狀日本館為減少熱負荷,利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會,展館建設大量應用現代科技成果,突出環保性和功能性,反映出人類對自然美的孜孜追求。而這,也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。
我國建筑中,李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構,節約人民幣數億元,是土木工程實現 經濟 性可持續 發展 的典范。
當然,可持續發展,絕不是一味地追求節省,而是要尋求一種最合理的中間狀態,既要保證建筑有足夠的創意,也要追求完美的技術經濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今,建筑世界已經進入到生態美學的時代,注重文化、生態、工程與環境之間的關系,注重人性化、節能與可持續發展,才是當代工程師的著眼方向。
3.身邊的土木工程實例
我已經在上文中提及了許多土木工程實例。也述說了我對它們的一些認識。下面,我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城,如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋,是在建中的世界第一大橋。
據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹,蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64.5億元,預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題,并創造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建。世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋,在建的香港昂船洲大橋主跨1018米,蘇通大橋跨徑1088米,建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成,承臺長114米、寬48米,面積有一個足球場大,是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔,蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米,為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米,最大重量為59噸,比多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。
交通 部總工程師鳳懋潤說,蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋,將成為 中國 由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。
4.土木工程專門人才應具有的素質
成為優秀的土木工程師,必須具備“四要素”,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業基礎知識和專業知識。
首先,優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識,并且,在熟悉了解 自然 科學 的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程,每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業,走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,工程師要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算 機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,并在大學物理實驗、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。
此外,工程師與科學家的不同在于不僅受到自然 規律 的制約。還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到,我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距,譬如國內的不少高層建筑(包括上海的環球 金融 中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口。工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權,實現工程建筑的國產化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落后,不斷在創新、質量和美學上下工夫。
2.提升自己的競爭意識,敢于參與國際大賽并獲得獎項;
3.工作結合我國國情,特別是考慮由于人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發達國家在他們發展過程中由于當時對可持續發展認識不足造成的錯誤與嚴重后果在中國的大地上出現!
我將不斷提升能力,鼓足干勁,與其他同學一道,走出一條自主創新、可持續發展的有中國特色的土木工程發展之路,共同將我國的土木工程事業推向新的高潮!
第三篇:土木工程走可持續發展之路
土木工程走可持續發展之路
2010年第25期土木工程是人類歷史上年代最久遠的“技術科學”,作為一種系統的產業活動,土木工程的實質是生產的過程,是一種技術過程。土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱,它既指工程建設的對象,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。隨著人類社會的進步而發展,土木工程已演變成為大型綜合性學科,我們正在走出一條自主創新、可持續發展的具有中國特色的土木工程發展之路,將我國土木工程事業推向新的高潮!1對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識1.1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。1.2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。1.3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。1.4對土木工程的現狀的認識現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外,高層建筑大量興起,地下工程高速發展,城市高架公路、立交橋大量出現,并逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。我國實行改革開放以來,綜合國力有了很大提高,已具備更大規模開發和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。1.5對土木工程未來發展的認識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,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。2我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續發展之路我國的土木工程有自己的特殊性。人口眾多的中國,煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列,而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。
第四篇:土木工程概論論文
土木工程概論論文
內容提要:本論文主要介紹了:對土木工程的基本認識、我國當前土木工程領域重點項目建設成就看到的土木工程未來的發展趨勢、對土木工程項目(招標、設計、施工、管理、材料及材料選擇、新技術、新工藝)的認識、對土木工程發展史的理解和認識和如何做一個合格的土木工程專業的畢業生
一、對土木工程的基本認識
土木工程——一個平實而又重要的學科
國務院學位委員會在學科簡介中為土木工程所下的定義是:“土木工程(civil engineering)是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指工程建設的對象,即建造在地上、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、維修等專業技術。”土木工程是一個專業覆蓋面極廣的一級學科。
英語中“civil”一詞的意義是民間的和民用的。“civil engineering”一詞最初是對應于軍事工程(military engineering)而誕生的,它是指除了服務于戰爭設施以外的一切為了生活和生產所需要的民用工程設施的總稱,后來這個界定就不那么明確了。按照學科劃分,地下防護工程、航天發射塔架等設施也都屬于土木工程的范疇。
土木工程的平實性和重要性首先在于它是國家的基礎產業和支柱產業,是開發和吸納我國勞動力資源的一個重要平臺,由于它投入大、帶動的行業多,對國民經濟的消長具有舉足輕重的作用。改革開放后我國國民經濟的持續高漲,土建行業的貢獻率達到l/3,近年來我國固定資產的投入接近甚至超過GDP總量的50%,其中絕大多數都與土建行業有關。隨著城市化的發展,這一趨勢還將繼續呈現增長的勢頭。
相對于機械工程等傳統學科而言,土木工程誕生得更早,其發展及演變歷史更為古老。同時,它又是一個生命力極強的學科,它強大的生命力源于人類生活乃至生存對它的依賴,甚至可以毫不夸張地說,只要有人類存在,土木工程就有著強大的社會需求和廣闊的發展空間。隨著技術的進步和時代的發展,土木工程不斷注入新鮮血液,顯示出勃勃生機。其中工程材料的變革和力學理論的發展起著最為重要的推動作用。
土木工程的發展史應該首先討論古代土木工程,上溯可以從公元前50世紀左右的西安半坡村遺址、公元前26世紀的埃及金字塔、公元前3世紀的都江堰一直延伸到中世紀以后意大利文藝復興時期(15世紀~16世紀)的比薩斜塔、巴黎圣母院、佛羅倫薩教堂等著名的土木建筑工程。這是土木工程發展史上一段悠久而又輝煌的時期.18世紀下半葉以瓦特發明蒸汽機為標志的產業革命帶動了近代土木工程的發展,1824年英國人J.阿斯普汀發明了波特蘭水泥,1856年轉爐煉鋼成功,為土木工程提供了充分而堅實的物質基礎。
二戰后,隨著世界經濟的復蘇,各國都大量投資于各種基礎設施。歐洲、美國和日本的高速公路,德國萊茵河和法國塞納河上的許多斜拉橋,歐、美、日等許多大城市高層建筑和地鐵的發展,大跨飛機庫、體育館、航空港站、核電站,以及由日本和丹麥兩個島國從20世紀60年代起率先啟動的跨海工程,如海底隧道和跨海大橋紛紛興建,構成了現代土木工程的輝煌時期。現代土木工程早已不是傳統意義上的磚瓦灰砂石,而是由新理論、新材料、新技術、新方法武裝起來的為眾多領域和行業不可缺少的大型綜合性學科,是一個古老而又年輕的學科。綜上所述:土木工程是一個歷史悠久、生命力強、投入巨大,對國民經濟具有拉動作用,專業覆蓋面和行業涉及面極廣的平實而又重要的一級學科和大型綜合性產業。
二、從我國當前土木工程領域重點項目建設成就看土木工程未來發展
改革開放以來,我國土木工程建設領域發展迅速,法律法規和技術標準逐步完善,從業隊伍的質量保障和技術能力不斷提高,產業結構日益現代化并與國際接軌,各勘察、設計、施工、監理及相關企業和管理部門,堅持機制創新、科技創新和管理創新,完成了一大批質量優異、技術先進的工程項目,為國家的現代化建設作出了重要貢獻。
回顧20世紀特別是改革開放20年來,我國建設取得舉世矚目的輝煌成就。下面介紹我國的房屋、橋梁、鐵路、公路、水利、特種結構等建設情況。
結構工程:改革開放后在我國大陸建造了許多高層建筑,目前我國最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大廈。其他具有代表性的高層建筑還有深圳的地王大廈。在特種結構方面,我國有4所電視塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海東方明珠電視塔以468m的高度排在世界第三位。為迎接2008年的奧運會,北京將建設一大批大跨超長建筑,像國家體育場“鳥巢”結構、國家游泳中心“水立方”、國家大劇院等。表1表明,無論在工程結構的改革、建筑功能使用、新技術和新材料的采用上及合理組織施工方面,還是在抗震分析和計算機程序應用上及有關抗震控制試驗研究上,我國均達國際先進水平。
橋梁工程:我國的橋梁建設發展迅速,取得了輝煌成就。表2及表3表明,我國已進入橋梁工程發達國家之列,且有多座橋梁居世界同類型橋梁中跨度排名之首,廣州的丫髻沙大橋為跨度最大的中承式鋼管混凝土拱橋。
鐵路工程:截至2000年底,我國鐵路運營路程已達6.87萬公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方面發展。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。
公路建設:到2000年底,公路通車總里程達140萬公里,20年內增加了35萬多公里,其中高速公路24336公里,居世界第三,僅次于美國和加拿大。
水利建設:50年間全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億m3,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、貴州烏江渡大壩、四川二灘大壩等水利水電工程,在建的三峽水電站總裝機容量達1820萬千瓦,建成后將超過目前世界上發電量最大的伊泰普水電站50%而躍居世界第一。
土木工程的未來 地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長的速度是不斷加快的。因此,人類為了爭取生存,土木工程的未來至少向五個方向發展。、向高空延伸 現在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長波臺鋼塔,由15根鋼纖繩錨拉。日本擬在東京建造800.7m高的千年塔,它在距海約1.25英里的大海中,將工作、休閑、娛樂、商業、購物等融于一體的抗震豎向城市中,居民可達5萬人。中國擬在上海附近的1.6公里寬,200m深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈,居民可達10萬。印度也提出將投資50億建造超級摩天大樓,其地上共202層,高達710m。、向地下發展
1991年在東京召開的城市地下空間國際學術會議通過了《東方宣言》,提出了“21世紀是人類開發利用地下空間的世紀”。建造地下建筑將有效改善城市擁擠、節能和減少噪聲污染等優點。日本于20世紀50年代末至70年代大規模開發利用淺層地下空間,到80年代末已開始研究50~100m深層地下空間的開發利用問題。日本1993年開建的東京新豐州地下變電所,將深達地下70m。目前世界上共修建水電站地下廠房約350座,最大的為加拿大的格朗德高級水電站。我國城市地下空間的開發尚處于初級階段,目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵,已開通的總長度達215公里;設有140個地鐵站,北京地鐵長度已達41.6公里。、向海洋拓寬
為了防止機場噪聲對城市居民的影響,也為了節約使用陸地,2000年8月4日,日本大阪利用18億立方圍海建造的1000m長的關西國際機場試飛成功。阿拉伯聯合酋長國首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯將建海上城市型游船,該船將長804.5m,寬228.6m,有28層樓高,船上設有小型噴氣式飛機的跑道、醫院、旅館、超市、飯店、理發店和娛樂場等。近些年來,我國在這方面也已取得可喜的成績,如上海南匯灘圍墾成功和崇明東灘圍墾成功,最近又在建設黃浦江外灘的拓岸工程。圍墾、拓岸工程和建造人工島有異曲同工之處,為將來像上海這樣大的近海城市建造人工島積累了科技經驗和準備力量。
4、向沙漠進軍
全世界約有1/3陸地為沙漠,每年約有600萬公頃的耕地被侵蝕,這將影響上億人口的生活。世界未來學會對下世紀初世界十大工程設想之一是將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。改造沙漠首先必須有水,然后才能綠化和改造沙土。現在利比亞沙漠地區已建成一條大型的輸水管道,并在班加西建成了一座直徑1公里、深16公里的蓄水池用以沙漠灌溉。在缺乏地下水的沙漠地區,國際上正在研究開發使用沙漠地區太陽能淡化海水的可行方案,該方案一旦實施,將會啟動近海沙漠地區大規模的建設工程。我國沙漠輸水工程試驗成功,自行修建的第一條長途沙漠輸水工程已全線建成試水,順利地引黃河水入沙漠。我國首條沙漠高速公路——榆靖高速公路已全線動工,其全長116公里。4.5 向太空邁進
由于近代天文學宇航事業的飛速發展和人類登月的成功實現,人們發現月球上擁有大量的鈦鐵礦,在800℃高溫下,鈦鐵礦與氫化物便合成鐵、鈦、氧和水氣,由此可以制造出人類生存必需的氧和水。美國政府已決定在月球上建造月球基地,并通過這個基地進行登陸火星的行動。美籍華裔林銅柱博士1985年發現建造混凝土所需的材料月球上都有,因此可以在月球上制作鋼筋混凝土配件裝配空間站。預計21世紀50年代以后,空間工業化、空間商業化、空間旅游、外層空間人類化等可能會得到較大的發展。
三、對土木工程項目(招標、設計、施工、管理、材料及材料選擇、新技術、新工藝)的認識 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。
土木工程的特點 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。在土木工程的長期實踐中,人們不僅對房屋建筑藝術給予很大注意,取得了卓越的成就;而且對其他工程設施,也通過選用不同的建筑材料,例如采用石料、鋼材和鋼筋混凝土,配合自然環境建造了許多在藝術上十分優美、功能上又十分良好的工程。古代中國的萬里長城,現代世界上的許多電視塔和斜張橋,都是這方面的例子。
四、怎樣做一個合格的土木工程專業的畢業生
成為優秀的土木工程畢業生,必須具備“四要素”,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業基礎知識和專業知識。
首先,優秀的土木工程畢業生必定有扎實的公共基礎知識,并且,在熟悉了解自然科學的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優秀工程畢業生還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程,每一個土木工程專業畢業生都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業,走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,土木工程畢業生要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,并在大學物理實驗、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。
此外,土木工程畢業生與科學家的不同在于不僅受到自然規律的制約,還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程畢業生。因為土木工程畢業生最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程畢業生。
我們還應看到,我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑(包括上海的環球金融中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口,工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權,實現工程建筑的國產化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落后,不斷在創新、質量和美學上下工夫。2.提升自己的競爭意識。
我將不斷提升能力,鼓足干勁,與其他同學一道,走出一條自主創新、可持續發展的有中國特色的土木工程發展之路,共同將我國的土木工程事業推向新的高潮!
五、對土木工程發展史的理解和認識
從17世紀中葉到20世紀中葉的300年間,是土木工程發展史中迅猛前進的階段。這個時期土木工程的主要特征是:在材料方面,由木材、石料、磚瓦為主,到開始并日益廣泛地使用鑄鐵、鋼材、混凝土、鋼筋混凝土,直至早期的預應力混凝土;在理論方面,材料力學、理論力學、結構力學、土力學、工程結構設計理論等學科逐步形成,設計理論的發展保證了工程結構的安全和人力物力的節約;在施工方面,由于不斷出現新的工藝和新的機械,施工技術進步,建造規模擴大,建造速度加快了。在這種情況下,土木工程逐漸發展到包括房屋、道路、橋梁、鐵路、隧道、港口、市政、衛生等工程建筑和工程設施,不僅能夠在地面,而且有些工程還能在地下或水域內修建。
土木工程在這一時期的發展可分為奠基時期、進步時期和成熟時期三個階段。
奠基時期 17世紀到18世紀下半葉是近代科學的奠基時期,也是近代土木工程的奠基時期。伽利略、I.牛頓等所闡述的力學原理是近代土木工程發展的起點。
進步時期 18世紀下半葉,J.瓦特對蒸汽機作了根本性的改進。蒸汽機的使用推進了產業革命。規模宏大的產業革命,為土木工程提供了多種性能優良的建筑材料及施工機具,也對土木工程提出新的需求,從而促使土木工程以空前的速度向前邁進。土木工程的新材料、新設備接連問世,新型建筑物紛紛出現。1824年英國人J.阿斯普丁取得了一種新型水硬性膠結材料──波特蘭水泥的專利權,1850年左右開始生產。1856年大規模煉鋼方法──貝塞麥轉爐煉鋼法發明后,鋼材越來越多地應用于土木工程。土木工程的施工方法在這個時期開始了機械化和電氣化的進程。產業革命還從交通方面推動了土木工程的發展。
近代工業的發展,人民生活水平的提高,人類需求的不斷增長,還反映在房屋建筑及市政工程方面。電力的應用,電梯等附屬設施的出現,使高層建筑實用化成為可能;電氣照明、給水排水、供熱通風、道路橋梁等市政設施與房屋建筑結合配套,開始了市政建設和居住條件的近代化;在結構上要求安全和經濟,在建筑上要求美觀和適用。科學技術發展和分工的需要,促使土木和建筑在19世紀中葉,開始分成為各有側重的兩個單獨學科分支。工程實踐經驗的積累促進了理論的發展。19世紀,土木工程逐漸需要有定量化的設計方法。對房屋和橋梁設計,要求實現規范化。另一方面由于材料力學、靜力學、運動學、動力學逐步形成,各種靜定和超靜定桁架內力分析方法和圖解法得到很快的發展。成熟時期 第一次世界大戰以后,近代土木工程發展到成熟階段。這個時期的一個標志是道路、橋梁、房屋大規模建設的出現。
在交通運輸方面,由于汽車在陸路交通中具有快速和機動靈活的特點,道路工程的地位日益重要。瀝青和混凝土開始用于鋪筑高級路面。工業的發達,城市人口的集中,使工業廠房向大跨度發展,民用建筑向高層發展。日益增多的電影院、攝影場、體育館、飛機庫等都要求采用大跨度結,近代土木工程發展到成熟階段的另一個標志是預應力鋼筋混凝土的廣泛應用。1886年美國人P.H.杰克孫首次應用預應力混凝土制作建筑構件,后又用于制作樓板。
到1949年土木工程高等教育基本形成了完整的體系。中國已擁有一支龐大的近代土木工程技術力量。
參考書目:
《土木工程概論》 羅福午主編,武漢理工大學出版社出版
《土木工程概論》 丁大鈞、蔣永生主編,中國建筑工業出版社出版 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出版 《建筑材料與人居環境》 楊靜主編,清華大學出版社出版
第五篇:土木工程概論論文
四 川 大 學 錦 城 學 院
學 年 論 文
題目:中國橋梁工程發展簡介所在系別:土木與建筑工程系作者:李恩全學號:100310624
專業年級:2010級土木工程所在班級:六班
2010 年12月12日
橋梁工程中大體積混凝土裂縫的原因與控制
摘要:本文分析了橋梁結構中大體積混凝土產生裂縫的原因,并提出了防止裂縫的主要的技術措施。(200字左右)
關鍵詞:橋梁工程 大體積混凝土裂縫 原因 控制概述
隨著橋梁技術的突飛猛進,大體積混凝土在橋梁結構中應用的越來越多。我國普通混凝土配合比設計規范規定:混凝土結構物中實體最小尺寸不小于1 m的部位所用的混凝土即為大體積混凝土;美國則規定為:任何現澆混凝土,只要有可能產生溫度影響的混凝土均稱為大體積混凝土。
目前,國內外對機械荷載引起的開裂問題研究得較為透徹。而對溫度荷載引起得有關裂縫的研究尚不充分。我們應對此加以重視,防止危害結構的裂縫產生。另外對于大體積混凝土內溫度應力與裂縫控制也多集中在水利工程中的大壩、高層建筑的深基礎底板。而對于橋梁中大體積混凝土的裂縫的研究并未得到足夠的重視。本文將對此進行分析,探討裂縫出現的原因及控制措施。大體積混凝土裂縫產生的原因
大體積混凝土結構通常具有以下特點:混凝土是脆性材料,抗拉強度只有抗壓強度的1/10左右。大體積混凝土的斷面尺寸較大,由于水泥的水化熱會使混凝土內部溫度急劇上升;以及在以后的降溫過程中,在一定的約束條件下會產生相當大的拉應力。大體積混凝土結構中通常只在表面配置少量鋼筋,或者不配鋼筋。因此,拉應力要由混凝土本身來承擔。
2.1 水泥水化熱的影響
水泥水化過程中放出大量的熱,且主要集中在澆筑后的7d左右,一般每克水泥可以放出500J左右的熱量,如果以水泥用量350Kg/m3~550 Kg/m3來計算,每m3混凝土將放出17500KJ~27500KJ的熱量,(略)
2.2混凝土的收縮
混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。(略)
2.3 外界氣溫濕度變化的影響
大體積混凝土結構在施工期間,外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會愈高;如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快,會造成很大的溫度應力,極其容易引發混凝土的開裂[1]。另外外界的濕度對混
凝土的裂縫也有很大的影響,外界的濕度降低會加速混凝土的干縮,也會導致混凝土裂縫的產生。大體積混凝土裂縫的控制
3.1 大體積混凝土中水泥的品種及用量
理論研究表明大體積混凝土產生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。于是,我們對于橋梁中的大體積混凝土應該選擇低熱或者中熱的水泥品種。而水泥釋放溫度的大小及速度取決于水泥內礦物成分的不同[2]。(略)
3.2 摻加外加料和外加劑
在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰后,(略)
3.3 大體積混凝土的骨料控制
在骨料的選擇上應該選取粒徑大強度高級配好的骨料。這樣可以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,減小了混凝土裂縫的開展。
3.4 優化大體積混凝土的設計
(略)
3.5 大體積混凝土的施工
混凝土施工包括混凝土的生產、運輸、澆筑和溫度及表面保護,是保護大體積混凝土溫度裂縫的關鍵環節。而熱應力的控制手段主要是控制混凝土的內外溫差△T:
△T=Tp+Tr-Tf
式中:Tp —起始澆筑溫度;Tr —水泥水化溫升;Tf—天然或人工冷卻后澆筑塊的穩定溫度。
在溫度較高的情況下進行施工,(略)
3.6 大體積混凝土的裂縫檢查與處理
對于混凝土裂縫,應以預防為主,(略)結束語(或結論與建議)
綜上所述,雖然大體積混凝土很容易產生裂縫,但是大量的科學研究以及成功的工程實例都表明:只要我們在設計、施工工藝、材料選擇以及后期的養護過程中能夠充分考慮的各種因素的影響,還是完全可以避免危害結構的裂縫的產生。
參考文獻(不少于三篇)
[1] 張苑竹.混凝土結構耐久性檢測、評定及優化設計方法[D].浙江大學,2003..[2] 顧祥林.混凝土結構基本原理[M].同濟大學出版社,2004.[3] 過鎮海,時旭東.鋼筋混凝土原理和分析[M].北京:清華大學出版社,2006.編排格式
稿件要求按科技論文格式編排。
(1)摘要。用100-200字歸納出文章的內容。(5號楷體)
(2)關鍵詞。選用3-8個詞。(5號楷體)
(3)正文。正文5號宋體,通欄排。
(4)插圖。要有圖名,統一排序“圖1 ******”(圖名黑體),并要在正文的相關部分寫明“參見圖X”。
(5)表格。使用“三線表”。每個表格都要有表名,統一排序“表1 ******”(表頭黑體),并在正文的相關部分寫明“參見表X”。
(6)公式。公式中符號要用規范的符號,上下標要分清楚。
(7)單位。計量單位要采用法定計量單位。
(8)參考文獻(僅指在文中被引用了的文獻,統一排序,并在文章中按順序出現)內容包括:
專著文獻:責任人、文獻名[M].(翻譯者)、出版社名、出版年份。
期刊文獻:責任人、文獻名[J].(書的譯者)、刊物名、出版年份、期數、卷數。學位論文:責任人、文獻名[D]、出版者、出版年份。
論文集文獻:責任人、文獻名[C]//論文集責任人、論文集名、出版年份。
專利文獻:責任人、文獻名[P]、專利號。
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