对土木工程的认识

对土木工程的认识 姓名,翟振伟 班级,土木二班 学号,20115195 1 一、引言 土木工程是指房屋、公路、铁路、桥梁、水工、港工、地下等工程的总称。土木工程对国家的经济建设和人民生活的影响非常明显和重要。 二(什么是土木工程, 什么是“土木工程”,土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，即指所应用的材料，设备和所进行的勘测，设计，施工，保养维修等技术活动;也指工程建设的对象，即建造在地上或地下，路上或水中，直接或间接为人类生活，生产，军事，科学研究服务的各种工程设施，例如房屋，道路，铁路，运输管道，隧道，桥梁，运河，堤坝，港口，电站，飞机场，海洋平台，给水和排水以及防护工程等。【1】 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。它的原意是与“军事工程”相对应的。在英语中，历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于Civil Engineering，因为它们都具有民用性。后来，随着工程科学技术的发展，机械、电气、化工都已逐渐形成独立的科学，Civil Engineering就成为土木工程的专门名词。至今，在英语中，Civil Engineering还包括水利工程、港口工程;而在我国，水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。土木工程既指建设的对象，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。 土木工程是一种与人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。其中与“住”的关系是直接的。因为，要解决“住”的问题必须建造各种类型的建筑物。而解决“行、食衣”的问题既有直接的一面，也有间接的一面。要“行”，必须建造铁路、道路、桥梁;要“食”，必须打井取水、兴修水利、进行农田灌溉、城市供水排水等，这是直接关系。而间接关系则不论做什么，制造汽车、轮船也好，纺纱、织布、制衣也好，乃至生产钢铁、发射卫星、开展科学研究活动都离不开建造各种建筑物、构筑物和修建各种工程设施。【2】 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的经济支柱之一。[3] 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环节。建筑施工是将设计者的思想，意图及构思转化为现实的过程，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，诸如土石方工程，深基坑支护工程，基础工程，钢筋混凝土结构工程，结构吊装工程，防水工程，装饰工程等，各个工种工程都有自己的规律，都需要根据不同的施工对象及施工环境条件采用相应的施工技术，在土建施工的同时，需要与有关的水电及其它设备组成一个整体，各工程之间合理的组织与协调，更好的发挥投资的效益。[4] 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纯从数量上提出更高的要求，而且从质量上也提车了更高的要求，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 2 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，最终以丰富的，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，结合现有的施工技术，最有效的手法，来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，装饰材料和的合理性，施工技术和经济的可行性等。房屋建筑发展的同时，像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。地球环境的日益恶化，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境，必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，横跨大洋的桥梁，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，木材和砖材，在未来，传统材料将得到改观，一些全新的更加适合建筑的材料将问世，尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。同时，设计方法的精确化，设计工作的自动化，信息和智能化技术的全面引入，将会是人们有一个更加舒适的居住环境。一句话，理论的发展，新材料的出现，计算机的应用，高新技术的引入等都将使土木工程有一个新的飞跃。 二、土木工程的历史 1、中国土木工程的历史 远在上古时期,中国古人类就在野处穴居,为了避免野兽侵袭,有巢氏(中国的传说中的巢居的发明者),才教古人离开天然岩洞、构木为巢,居于树上。我国古代土木工程多采用土、石、木等材料建造,建造技术和艺术造型达到当时极高的成就。 2、世界土木工程发展历史 在欧洲,大约8000年前已开始采用晒干的砖;凿琢自然石的采用,大约在5000,6000年前;至于在建筑中采用烧制的砖,亦有3000年的历史。世界古代的伟大建筑,以公认的七大奇迹最为引人注目,它们都建于公元前600年,公元前200年,且均为石材建造,大都用于宗教、军事和航海。且都是建于当时经济和科技非常发达的地区,说明土木工程的发展与经济繁荣和科技进步是密不可分的。[5] 二(土木工程现状 我国的土木工程建设从2O世纪5O年代起一直没有停过，且发展很快，尤其在近年来，发展极为迅猛，几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现，新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已 [5] 截止2000年底，我国铁路运营路程已达6(78万公里，居世界第4位，亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时，我国也在积极建造高速铁路，武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外，磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就，伴随着桥梁类型的不断翻新，主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着 3 我国的大跨结构达到了一个新的水平，己跨入世界水平先进行列。目前，我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座，重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面，50年间全国兴建大中小水库8(6万座，水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里，目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面，我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。 三(土木工程关键技术的发展重点与战略 1 江河治理与调水工程技术 新中国成立50多年来，我国开展了大规模的水利建设，在江河治理、防洪工程、农田水利、水力发电利内河航运的建设等方面取得了举世瞩目的成就。21世纪初期是我国实现社会主义现代化第二步战略口标的关键时期，对水利提出了更高的要求。当前水利发展面临二个主要问题，即:江河防洪形势依然严峻，防洪减灾体系不够完善;水资源短缺导致供需矛盾尖锐;水生态环境恶化的趋势未得到有效遏制。洪涝灾害、干早缺水和水环境恶化二大水问题已对我国国民经济和社会发展产生全局性影响。 进入21世纪以后，水利面临前所未有的机遇与挑战防洪减灾方面:大江大河防洪减灾战略调整与洪水风险管理;洪水监测技术和预报网站的建设与管理;洪水资源化的技术与方法;大范围早情动态监测与预警;国家防汛凋度指挥系统现代化;分蓄洪区建设和有序发展战略;水旱损失对生态环境影响评价与管理。长江黄河开发治理与生态建设方面:面向生态的长江上游水电开发与运用管理模式;三峡工程建成后长江防洪战略研究;三峡工程建成后长江中下游河床演变响应与江湖关系调整趋势及控制措施;黄河水沙优化配置与泥沙资源化研究;黄土高原侵蚀控制与生态修复的对策和方法;黄河下游河道整治与二级悬河治理;维持长江三角洲和黄河口生态系统健康发展的策略与技术。南水北调工程方面:东线工程水污染防治与水环境保护。 为了实现水科学的跨越发展，必须转变治水观念，强调在流域生态系统重建的大框架下部署防洪建设(在风险管理理念的指导下，实现主动适应洪水、与自然协调共处的防洪战略。充分认识水资源作为基础山然资源的战略地位以及南水北调在我国社会经济发展中的战略意义。建立节水型社会，坚持节水优先、治污为本、多渠道开源的原则，保证水资源的可持续开发利用。调整和完善相关学科布局，加强学科基础设施平台建设，建立治河和水资源国家实验室。加强江河开发治理的法制化和化建设，强化流域机构的管理职能。 2 城市防灾减灾工程技术 我国是世界上自然灾害最严重的国家之一。每年因灾害造成的直接经济损失，约占国民生产总值的3,,5,。我国70,以上的大城市，半数以上的人口，75,以上的工农业产值位于灾害频发区。自然灾害严重地威胁着国家经济建设和可持续发展。我国在城市防灾减灾方面存在的主要问题是:城市人口密度与建筑密度过大;城市设防低，实际设防设施不足;城市防灾减灾中高新技术的研究和应用与发达国家相比还有较大差距。 2020年我国城市防灾减灾的发展目标是:建立与城市经济社会发展相适应的城市灾害综合防治体系和科学的防灾减灾规划，综合运用工程技术及法律、行政、经济、教育等手段，提高城市的综合防灾减灾能力，为城市的可持续发展提 4 供保障。城市防灾减灾工程技术的主要研究重点是:防灾设施能力的提升与综合利用技术;城市应急反应技术与救灾系统的高新技术。 3 高坝水电工程技术 高坝水电工程技术是以河川水利水电枢纽工程建设为对象，以高坝—水电站等建筑物的设计理论和方法为依据，以数学、物理、化学、固体力学、水力学与流体力学、工程地质、水文水资源、水工材料学、水利施:工与管理学等为基础的一门综合性工程技术。能源作为国民经济发展的基础产业，必须优先发展。作为能源组成中不可缺少的水电，理应得到优先发展。预计国内水电占电力的比重最终达到30,左右。 而我国大坝技术创新方面与国际水平还有一定差距，我国高坝大库工程艰巨复杂，远不是已有理论和经验可以解决的，特别是大坝设计建设中的问题，如大坝与自然环境的协调，溃坝风险、地震和超高速水流等破坏因子的影响，深埋大型地下洞室、新材料和高新技术在坝工中的应用等，都还要进行深入和系统的研究。[7] 4 海洋与港口工程技术 (1)海洋工程技术 我国是一个人口众多、资源相对不足的发展中国家。人均矿产资源占有量不足世界人均水平的一半。居世界第53位，尤其是关系到国民经济命脉的石油、铁、锰、铜、钾盐等大宗矿产的后备储量严重不足。据预测，至2010年，我国石油、天然气、富铁、铬、贵金属、钾盐等45种主要矿产有近一半保有储量将不能满足要求。海洋油气资源和其他海洋资源的开发将成为我国能源和资源开发的一项基本国策。 我国海洋油气储量丰富，天然气水化合物也是海底储量丰富并且用途广泛的资源，目前正在大规模的勘探之中。 未来20年将是我国海洋资源开发蓬勃发展和大规模展开的重要时期。总体而言，结合我国海洋油气和其他资源开发的需求，建立我国完善的近海海洋环境条件观测体系，建立我国浅海和深海海洋平台结构独立自主的设计和建造技术，发展海洋油气资源开发保障技术，将是我国21世纪海洋工程技术的中长期发展目标。战略重点包括:近海工程环境观测与工程地质探测技术，浅海和深海海洋平台智能结构体系，海洋平台结构的智能安全监测与控制技术，海洋平台结构的检测、评定与维修技术，海洋油气开采设施的监测、诊断与应急控制技术，海底管道的检测与维修技术。[8] (2)港口工程技术 港口工程技术包括码头、防波堤、航道和大型成套装卸工艺等主要项目，在我国国民经济和对外贸易发展中发挥了巨大的作用。我国港口工程技术发展现状与国际发展前沿对比仍有一定差距，主要表现在港口建没总体上仍残存着一定程度的贪大求全，重“量”轻“质”，对经济效益重视不够，对市场经济的灵敏度较差，在管理科学技术、信息、物流、节能、劳卫、环保等方面尚很浮浅，缺少深入研究和技术理论的指导。 应重点研究重力式码头新型结构设计与施工技术，大型嵌岩钢管桩码头成套技术，粉砂质或淤泥粉砂质海岸建港的泥沙淤积问题，“亲水性”港工建筑物开发，深水防波堤技术，超重构件的预制、出运、安装成套技术，深水航道整治技术，海工混凝土结构耐久性、海工高性能混凝土技术等，并力争在大直径圆筒结构的沉放工艺，不同基岩大型钢管桩的成桩规律研究和高性能混凝土的应用，深 5 水条件防波堤的没计和施工，超重构件的出运和安装，粉砂质海岸或粉砂淤泥质海岸的洄淤研究，海工高性能混凝土的配比设计及应用，港口装卸工艺技术等方面取得突破。 5 桥梁与道路工程技术 茅以升先生主持设计和监造的杭州钱塘江大桥的建成，谱写了中国近代桥梁史的新篇章。建国以来(我国在桥梁建设领域内取得了辉煌的成就，建成了一批居世界领先地位的大型桥梁，并在桥梁没计理论、建筑材料、预应力混凝土技术、深水基础工程等领域取得了显著的成果。但是，也需要清醒地认识到，我国在桥梁科技方面的原创性成果不多，多数设计存在缺乏创新、经济指标差及设计不合理等问题; 桥梁设计周期和施工工期过短，质量难以保证;设计规程、标准落后，各种设计更新缓慢，落后于科技的发展。这些工程建设中亟待解决的问题都需要广大科研和建设工作者开展更深入全面的工作。 进入21世纪后，我国桥梁工程面临的主要任务包括:建造跨越深阔海峡的特大跨桥梁;更快、好、省地建造大跨和中、小跨桥梁;对大量运营中的桥梁进行检测维护。为此，我国在桥梁技术领域一方面需要通过创新实现跨越式发展提高竞争力，以面对人世后发达国家的市场竞争;另一方面，面对超大跨度跨海大桥工程的技术难点，需要通过创新来改进现有的传统理论，同时还要研发新的材料、设备和工艺。 为实现我国桥梁工程在21世纪取得跨越式发展的宏伟目标，需要进一步加强对我国桥梁规范的制订与修订力度，缩短修订周期;改变我国现行桥梁工程的建设体制，推行设计、施工总承包政策，实行设计监理制度;重视桥梁工程设计、施工技术人员的继续教育和专业，注重知识更新;提高对桥梁美学和工程质量的重视程度;加强对既有桥梁的养护与维修;鼓励参与国际重大工程投标;增强我国在国际桥梁界的综合竞争实力。 四(土木工程的未来 1高性能材料的发展 钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N,mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。 2计算机应用 随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化 的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。 3环境工程 环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关，又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。 4建筑工业化 建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发 6 展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。 5空间站、海底建筑、地下建筑 早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用 这也表明土木工程它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。 的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层:除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。 6结构形式 计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用，不同受力形式的结构融为一体，结构形式将更趋于合理和安全。 7新能源和能源多极化 能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。 此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。 这是一门需要心平气和和极大的耐心和细心的专业。因为成千上万,甚至几十万根线条要把建筑物的每一处结构清楚的反映出来。没有一个平和的心态,做什么事情都只是浮在表面上,对任何一幢建筑的结构,对要从事的事业便不可能有一个清晰、准确和深刻的认识,这自然是不行的。从事这个行业,可能没有挑灯夜战的勇气,没有不达目的不罢休的精神,只会被同行所淘汰。 这是一个需要责任感和爱心的行业。要有一颗负责的心——我一人之命在我手,千万人之命在我手。既然选择了土木,就应该踏踏实实的肩负起这个责任。 最后,这是一个不断追求完美的行业。但如果没有一代又一代人的不断追求,今天的我们或许还用那种最古老的办法来造这同样的建筑。设计一幢建筑的结构是很繁,但是这都是经历了数个世纪的涤荡,经过不断的积累,不断改良,不断创 7 新所得到的。而且这样的追求,绝不局限于过去。试想,如果设计一幢建筑能够像计算一加一等于二一样简单而易于掌握,那何了而不为呢,因此,土木工程师总是在不断的求索中。一个最简单的结构,最少的耗费,最大的功用。选择土木,选择了一条踏实勤奋,不断创新,追求完美的道路 其实土木工程是一门十分重要的专业,如果你学得好那么你或许可以拯救千万人的性命,但如果你学艺不精,吗么你同样可能是千万人丧命造成千万亿资源的损失。众所周知,日本在防震、隔音等建筑技术都是在世界首屈一指的,日本的房屋防震性能很强,只要不是毁灭级的地震就不会造成太大损失,然而在中国只要地震强的稍微大一点轻则墙壁断裂重则楼毁人亡。所以中国的建筑业还有很长的路要走,土木工程任重而道远。 (老师,最后一段在上课时写的可能有一些不一样) 8