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土木工程概论

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作者王甲兵

土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是民用工程它是建造各种工程的统称它既指建设的对象即建造在地上地下水中的工程设施也指应用的材料设备和进行的勘测设计施工保养维修等专业技术

土木工程随着人类社会的进步而发展至今已经演变成为大型综合性的学科它已经出许多分支如建筑工程铁路工程道路工程桥梁工程特种工程结构给水排水工程港口工程水利工程环境工程等学科土木工程共有五个专业建筑学城市规划土木工程建筑环境与设备工程和给水排水工程土木工程作为一个重要的基础学科有其重要的属性综合性社会性实践性统一性土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础对众多产业的振兴发挥了促进作用工程建设是形成固定资产的基本生产过程因此建筑业和房地产成为许多国家和地区?#26408;?#27982;支柱之一

古代的土木工程有很长的时间跨度大致从公元前500年新石器时代出现原始的土木工程活动到16世纪末意大利的文艺复兴导致土木工程走上迅速发展的道路为止前后经历了两千多年在这?#38382;?#38388;内由于科学理论发展及其缓慢土木工程也?#25381;型?#30772;习惯的发展

远古时代居住和交往的需要人类开始了掘土为穴架木为桥的原始的土木工程活动我国黄河流域的仰邵文化遗址和西安半坡遗址发现了有供居住的浅穴和?#26412;?#20026;56米的圆形房屋中国古代的建筑多采用木结构并逐渐形成与此想适应的风格公元14世纪的建造的?#26412;?#25925;宫是世界上最大的最完整的古代木结构宫殿建筑群应县的木塔是世界上最高的木建筑与此同?#20445;分?#30340;以石拱结构为主的古代房屋建筑也达到了很高的水平意大利的比萨大教堂法国的巴黎圣母院罗马的圣彼得大教堂均?#20174;?#20102;?#20998;?#36825;一时期建筑施工和结构的最高成就从17世纪中页开始到20 世纪40年代第二?#38382;?#30028;大战结束为止的300年间国外的建筑取得了长足的进步土木工程进入了定量分析阶段一些理论的发展新材料的出现新工具的发明都使土木工程科学日渐完善?#32479;?#29087;到了近代二战结束之后许多国家经济起飞现代科学?#25214;?#36827;步从而为进一步发展提供了强大的动力和物质基础尤其是我国土木工程在这一?#38382;?#38388;内更是?#29615;?#29467;进建筑桥梁道路隧道等无论是在技术理论上还是在基础建设上都取得了巨大的成就

人们生活水平的不断提高必然要求越来越舒?#23454;木?#20303;环?#24120;?#22312;这?#26234;?#20917;下建筑的发展直接推动了土木工程的发展远古时代人?#27973;?#23621;穴处后来石器的出现人们开始利用工具建造简单的住房到明清时期中国的木结构建筑技术和规模?#21363;?#21040;了顶峰解放后随着国家对基础建设的投入的不断加大一座座高楼想雨后春笋一样出现在中华大地

建筑工程就是兴建房屋规划勘测设计施工的总称目的是为人类的生产和生活提供场所

房屋建筑一般包括十个部分?#28023;?/span>1埋在地下的基础和地下室2承载外力并把力传?#20132;?#30784;的柱子楼板梁框架墙屋盖及支撑体系3四周的饿维护结构和中间的隔墙4房屋内外的装饰5控制环境的供暖通风空气调节照明防火隔声等系?#24120;?/span>6楼梯间电梯或自动扶梯等垂直传输系?#24120;?/span>7闭路电视电话计算机网络等通讯体系8电力系?#24120;?/span>9卫生设备和给水排水系?#24120;?/span>10垃圾处理系统

Pier Luigi Nervy说过建筑结构说穿了不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡建筑首先要解决也是必须要解决的问题就是受力的问题我?#21069;?#35299;决这个问题的学科称为建筑力学建筑力学有可以分为静力学材料力学和结构力学三大力学体系建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况也就是建筑的强度刚度稳定性在载荷作用下承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用同时物件本身受载荷作用而产生变形并且存在着破坏的可能性但?#22681;?#26500;本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力而结构的承载能力的大小是与构件的材料截面的几何尺寸受力性质工作条件和构造情况有关而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决

建筑材料在建筑中也有着举足轻重的作用建筑材料是随着人类社会生产力和科学技术的提高而逐步发展起来的人类最早穴居巢处几乎没有建筑材料的概念后进入到石器铁器时代开始掘土凿石为洞伐木搭竹为棚利用最原始的材料建造最简陋的房屋后来用黏土烧制砖瓦用岩石制石灰石膏建筑材料从天然进入了人工阶段为建造教大的房屋创造了条件18世纪后科学技术的发展促使建筑材料进入了一个新的发展阶段钢铁水泥混凝土及其他材料的相继问世为现代的建筑奠定了基础20世纪后建材性能和质量的弊端改善?#20998;?#30340;不断增加以有机材料为主的化学建材异军突起一些具有特殊功能的建材如绝热材料吸声隔热材料耐火防火材料防水抗渗材料防爆防辐射材料应运而生这些材料为房屋建筑提供了强有力的物质保障现在的建筑中工程质量的优劣通常与所采用材料的优劣性能及使用的合理与否有直接的联系在满足相同技术指标和质量要求的前提下选择不同的材料不同的使用方法都对工程的造价有直接的影响

在建筑过程中建筑工程施工是和与建筑力学建筑材料同样重要的一个?#26041;ڡ?#24314;筑施工?#22681;?#35774;计者的思想意图及构?#30002;?#21270;为?#36136;?#30340;过程从古代的穴居巢处到现在的摩天大楼从农村的乡间小道到城市的高架道路都需要通过施工的手段来实现一个工程的施工包括许多工种工程诸如土方工程桩基础工程混凝土结构工程钢机构工程结构吊装工程防水工程等各个工种工程?#21152;?#33258;己的规律都需要根据不同的施工对象及施工环?#31243;?#20214;采用相应的施工技术在土建施工的同?#20445;?#38656;要与有关的水电风暖及其他设备组成一个整体各工程之间合理的组织与协调更好的发挥投资的效益土木工程施工在发?#26377;?#30410;的同?#20445;?#36824;要严格按照国家颁发的有关施工技术规范从而进一?#25945;?#39640;我国的施工水平保证施工质量降低工程成本

任何建筑无不修建在地球表面的地层上建筑的重量最后都会传给地层有地层来承受支撑建筑的地层被统称为地基建筑物在地面以下并将上部结构的自重与所承担的载荷传递到地基上的构件或部分构件称为基础地基基础和上部结构是建筑物的三个不可分割的部分三者功能不同但在载荷的作用下它们彼此相关是共同作用的整体地基可分为天然地基和人工地基基础根据埋深分为深基础和浅基础基础和地基的质量是保证建筑物的安全和正常使用的关键所在建筑物的地基在建筑物的载荷作用下既要保持整体的稳定性又要是地基产生的?#20004;?#22312;建筑物许可?#27573;?#20869;而地基本身应有足够的强度刚度和耐久性同时还要考虑修基础的方法和必要的挡土挡水及相关措施

随着人们生活的水平的不断提高人们对自己所处的建筑空间已经不仅仅单?#30475;邮可?#25552;出更高的要求而且从质?#21487;?#20063;提车了更高的要求要求环境的美观有一定的舒适度这就需要对建筑进行必要的装修如果说建筑主体工程构成了建筑的骨架那么装饰后的建筑则成了有血有肉的有机体最?#25214;?#20016;富的完善的面貌出现在人们的面前最佳的建筑应该充分体现各种装饰材料的有关特性结合?#38047;?#30340;施工技术最?#34892;?#30340;?#22336;?#26469;达到构思所要表达的效果建筑装修要考虑建筑空间的使用要求保护主体机构免受损害给人以美的享受满足消防疏散的要求装饰材料和方案的合理性施工技术和经济的可行性等房屋建筑发展的同?#20445;?#20687;房屋建筑一样影响着人们生活的道路桥梁隧道等也取得了长足的发展

总的来说土木工程是一门古老的学科它已经取得了巨大的成就未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位地球环境的?#25214;?#24694;化人口的不断增加人们为了争取生存为了争取更舒适的生存环?#24120;?#24517;将更加重视土木工程在不久的将来一些重大项目将会陆续兴建插入云霄的摩天大楼横跨大样的桥梁更加方便的交通将不是梦想科技的发展以及地球不断恶化的环境必将促使土木工程向太空和海洋发展为人类提供更广阔的生存空间近年来工程材料主要是钢筋混凝土木材和砖?#27169;?#22312;未来传统材料将得到改观一些全新的更?#37038;?#21512;建筑的材料将问世尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点同?#20445;?#35774;计方法?#26408;?#30830;化设计工作的自动化信息和智能话技术的全面引入将会是人们有一个更?#37038;实木?#20303;环境一句话理论的发展新材料的出现计算机的应用高?#24405;?#26415;的引入等都将使土木工程有一个新的飞跃

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