專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)-李嘉主編翻譯

1、 Lesson1CareersinCivilEngineering（土木工程中的各種業(yè)務(wù)）土木工程是一個(gè)意味著工程師必須要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的大學(xué)教育的職業(yè)。許多政府管轄部門(mén)還有（一套）認(rèn)證程序，這一程序要求工科畢業(yè)生在他們能積極地開(kāi)始（從事）他們的事業(yè)之前，通過(guò)（認(rèn)證）考試,這種考試類(lèi)似于律師職業(yè)里的律師考試一樣。大學(xué)里,工科課程中著重強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)、物理,和化學(xué),尤其在開(kāi)始的二到三年。在工科所有分支中，數(shù)學(xué)非常重要,因此它被著重地強(qiáng)調(diào)。今天,數(shù)學(xué)包括統(tǒng)計(jì)學(xué)中的課程主要涉及集合,分類(lèi),和使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),或信息。統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的一個(gè)重要方面是概率,它涉及當(dāng)有改變問(wèn)題的結(jié)果的不同的因素,或變量時(shí)，可能會(huì)發(fā)生什么。例如，

2、在承擔(dān)橋梁的建設(shè)之前,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)研究來(lái)預(yù)計(jì)未來(lái)橋梁期望承受的交通量.在橋梁的設(shè)計(jì)中，（各種）變量如作用在基礎(chǔ)上的水壓,碰撞,不同的風(fēng)力的作用,以及許多其它因素必須考慮。由于在解決這些問(wèn)題涉及大量的計(jì)算,現(xiàn)在幾乎所有工科課程中都包括計(jì)算機(jī)編程。當(dāng)然,計(jì)算機(jī)能比人類(lèi)以更快的速度和準(zhǔn)確性解決許多問(wèn)題。但如果不給計(jì)算機(jī)清楚和準(zhǔn)確指令和信息，換句話說(shuō)，一個(gè)好程序，它也是無(wú)用的。雖然，在工科課程中，對(duì)技術(shù)科目著重強(qiáng)調(diào)，但當(dāng)前的趨勢(shì)還是要求學(xué)生學(xué)習(xí)社會(huì)科學(xué)和語(yǔ)言藝術(shù)的課程。工程和社會(huì)間的關(guān)系變得更加緊密;因此,再一次充分說(shuō)明,工程師負(fù)責(zé)（承擔(dān)）的工程在許多不同和重要的方面影響社會(huì),這些方面是他們所知道的。并且

3、，工程師需要一種很肯定（自信）語(yǔ)言表達(dá)方式來(lái)準(zhǔn)備報(bào)告，這個(gè)報(bào)告要清楚明了，且在多數(shù)情況下,是令人信服的。參與研究的工程師要能為科學(xué)出版物詳細(xì)描述他們的發(fā)現(xiàn)。最后兩年的工科課程計(jì)劃包括學(xué)生專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的學(xué)科。為準(zhǔn)備使學(xué)生成為一名土木工程師,這些專(zhuān)業(yè)課程可能會(huì)涉及諸如大地測(cè)量、土力學(xué)，或水力學(xué)。學(xué)生在大學(xué)中的最后一年前常常就開(kāi)始了頻繁的工程師招聘。近年來(lái)，許多不同的公司和政府機(jī)構(gòu)為爭(zhēng)奪工程師而競(jìng)爭(zhēng)。在今天這個(gè)重視科學(xué)技術(shù)的社會(huì)，受過(guò)技術(shù)訓(xùn)練的人當(dāng)然是受歡迎的。年輕工程師也許選擇進(jìn)入環(huán)境或衛(wèi)生工程領(lǐng)域工作,例如,在環(huán)境問(wèn)題方面創(chuàng)造的許多機(jī)會(huì);或他們也許選擇專(zhuān)門(mén)的高速公路工程的建筑公司;或他們也許喜歡與政

4、府機(jī)構(gòu)當(dāng)中處理水資源的機(jī)構(gòu)之一共事。的確,選擇很多且多樣。當(dāng)年輕工程師最后開(kāi)始了真正的實(shí)踐,必須要運(yùn)用到大學(xué)中學(xué)到的理論知識(shí)。最初，他或她可能會(huì)被分配到與工程隊(duì)合作。從而,他們會(huì)得到在職的培訓(xùn)，這個(gè)培訓(xùn)將向管理人員證明他們將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力。土木工程師可能在研究、設(shè)計(jì)、施工管理、養(yǎng)護(hù)或者甚至銷(xiāo)售或管理單位工作。每一個(gè)工作領(lǐng)域都涉及不同的職責(zé)，不同的著重點(diǎn)以及運(yùn)用不同的工程理論和經(jīng)驗(yàn)。研究是科學(xué)和工程實(shí)踐的當(dāng)中最重要的一個(gè)方面。研究員通常作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員與其它科學(xué)家和工程師一起合作。他或她經(jīng)常受雇于政府或企業(yè)提供經(jīng)費(fèi)的實(shí)驗(yàn)室。與土木工程相關(guān)的研究領(lǐng)域包括土力學(xué)和土壤加固技術(shù),并且還包括新結(jié)

5、構(gòu)材料的開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)。土木工程項(xiàng)目幾乎是唯一（獨(dú)一）的;就是說(shuō)，每個(gè)工程有它自己的難題和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。所以,在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始以前，要仔細(xì)的研究每個(gè)項(xiàng)目。研究包括勘測(cè)工程位置的地形和地基特點(diǎn)。它還包括考慮可能的比選方案,譬如一個(gè)混凝土重力式壩或填土的土石壩。經(jīng)濟(jì)因素與在每個(gè)可能的比選方案有關(guān)，也必須斟酌。今天,研究通常包括項(xiàng)目的環(huán)境影響的考慮。許多工程師,通常在一起工作組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)包括測(cè)量員、土力學(xué)方面的專(zhuān)家和設(shè)計(jì)施工方面的專(zhuān)家，來(lái)參與制定這些可行性研究。許多土木工程師在設(shè)計(jì)領(lǐng)域工作,他們中的許多人是這個(gè)行業(yè)的佼佼者。正如我們所見(jiàn)，土木工程師研究許多不同的結(jié)構(gòu),因此工程師專(zhuān)門(mén)研究一類(lèi)結(jié)構(gòu)是通常

6、的做法（一般的慣例）。在建筑設(shè)計(jì)中,工程師經(jīng)常作為建筑或結(jié)構(gòu)公司的顧問(wèn)。水壩、橋梁、給水系統(tǒng),和其它大項(xiàng)目通常；聘用幾位系統(tǒng)工程師（總工程師），他們的工作是協(xié)助負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目。在許多情況下,也需要（涉及）其它學(xué)科的工程師。例如,在水壩項(xiàng)目中,電子和機(jī)械工程師負(fù)責(zé)發(fā)電站及其設(shè)備的設(shè)計(jì)。在其它情況下,土木工程師被分配到其它領(lǐng)域的項(xiàng)目上工作;例如,在空間項(xiàng)目中,需要土木工程師設(shè)計(jì)和施工諸如發(fā)射臺(tái)和火箭存貯設(shè)施這樣的結(jié)構(gòu)。在幾乎所有土木工程項(xiàng)目中，施工是復(fù)雜的過(guò)程。它包括項(xiàng)目的進(jìn)度安排和設(shè)備的使用以及材料，以便使得造價(jià)盡可能降低。必須考慮安全因素，因?yàn)槭┕ず芪ｋU(xiǎn)。許多土木工程師因此專(zhuān)門(mén)研究施工階段。Mu

7、choftheworkofcivilengineersiscarriedonoutdoors,ofteninruggedanddifficultterrainorunderdangerousconditions.Surveyingisanoutdooroccupation,forexample,anddamsareoftenbuiltinwildrivervalleysorgorges.Bridges,tunnels,andskyscrapersunderconstructioncanalsobedangerousplacestowork.Inaddition,theworkmustalsop

8、rogressunderallkindsofweatherconditions.Theprospectivecivilengineershouldbeawareofthephysicaldemandsthatwillbemadeonhimorher.From:E.JHall“TheLanguageofCivilEngineeringinEnglish”,1984Lesson2ModernBuildingandStructuralLesson2ModernBuildingandStructural # （現(xiàn)代建筑與建筑材料）許多古代修建的大型建筑物現(xiàn)仍存在著，而且仍在使用。其中有羅馬的萬(wàn)神廟和大

9、圓形競(jìng)技場(chǎng)，伊斯坦布爾的圣索非亞教堂，法國(guó)和英國(guó)的哥特式教堂，和帶有巨大的穹窿頂?shù)奈乃噺?fù)興式教堂，象佛羅倫薩的大教堂和羅馬的圣彼得大教堂。它們都是些厚石墻的龐大建筑。這種厚石墻能抵抗建筑物本身巨大重量所形成的推力。推力是建筑物各部分作用于其它部分的壓力。這些大型建筑物并非數(shù)學(xué)和物理知識(shí)的結(jié)晶。它們都是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和觀察而建造起來(lái)的，往往是反復(fù)試驗(yàn)出來(lái)的結(jié)果。它們能留存下來(lái)的原因之一是因?yàn)樗鼈兘ㄔ斓脧?qiáng)度很大多數(shù)情況下超出所需要的強(qiáng)度?？墒枪糯墓こ處熞彩∵^(guò)。例如在羅馬，大部分人民都住在公寓中，這種公寓通常是一排排的有十層高的公寓大樓。其中有許多建造得很差，并且有時(shí)會(huì)倒塌，使許多人喪生。但是，現(xiàn)在的

10、工程師具備許多有利條件，不僅有經(jīng)驗(yàn)資料，而且有科學(xué)數(shù)據(jù)供他預(yù)先做詳細(xì)計(jì)算。一個(gè)現(xiàn)代工程師當(dāng)他設(shè)計(jì)一座建筑物時(shí)，他要考慮這座建筑物所有組成材料的總重量，這就是所謂的靜荷載，即建筑物自身的重量。他還必須考慮動(dòng)荷載，即在建筑物投入使用時(shí)它要承受的人，車(chē)輛，設(shè)備、機(jī)器等等的重量。對(duì)于象橋梁這種需要承擔(dān)高速汽車(chē)交通的構(gòu)筑物，他必須考慮到?jīng)_力，即動(dòng)荷載將借以作用于結(jié)構(gòu)物的那種力。他還必須確定出安全系數(shù)，即附加的承載能力，以使建筑物的承載能力比上述三個(gè)因素結(jié)合起來(lái)還要強(qiáng)些?，F(xiàn)代工程師還必須了解建筑物所用材料經(jīng)常承受的各種應(yīng)力。其中包括壓力和拉力這兩種相反的力。在壓力下，材料被壓緊或推攏到一起，在拉力下，材料

11、象一個(gè)橡皮筋那樣被拉開(kāi)或拉長(zhǎng)。IntheFig.2.1,thetopsurfaceisconcave,orbentinward,andthematerialinitisIntension.Whenasawcutseasilythroughapieceofwood,thewoodisintension,butwhenthesawbeginstobind,thewoodisincompressionbecausethefibersinitarebeingpushedtogether.除了拉力和壓力之外，還有一種稱(chēng)為剪力的力在起作用，我們給它下定義為，使材料沿應(yīng)力線斷裂的趨勢(shì)。剪力可能發(fā)生在垂直面上

12、，但它也可能沿著梁的水平軸線中性面作用，中性面上既沒(méi)有拉力也沒(méi)有壓力?？偟恼f(shuō)來(lái)，有三種力作用于建筑物，垂直的那些向上或向下作用的力，水平的那些側(cè)向作用的力，以及那些使建筑物發(fā)生旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)的力。成一個(gè)角度作用的力是水平力和垂直力的合力。因?yàn)橥聊竟こ處熢O(shè)計(jì)的建筑物總是力求使它們靜止或穩(wěn)定，因此這些力必須保持平衡。例如，各垂直力必須波此相等。假如一個(gè)梁支承上面的一個(gè)荷載，梁本身必須有足夠的強(qiáng)度去抗衡這個(gè)重量。水平力也必須彼此相等，才能不出現(xiàn)過(guò)多的向右或向左的推力。并且，那些可能使構(gòu)筑物發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力必須由向反方向推動(dòng)的力去抵銷(xiāo)?，F(xiàn)代最引人注目的工程事故之一1940年塔科馬海峽大橋的倒塌，就是由于沒(méi)有非

13、常仔細(xì)地考慮這些因素中的最后一個(gè)因素。在一場(chǎng)暴風(fēng)雨中，當(dāng)每小時(shí)高達(dá)65公里的強(qiáng)勁狂風(fēng)沖擊這座橋時(shí)，狂風(fēng)引起了沿著橋面方向的波動(dòng)；同時(shí)還產(chǎn)生了一種使路面塌落的橫向運(yùn)動(dòng)。幸虧工程師們從錯(cuò)誤中汲取了教訓(xùn)，所以現(xiàn)在的通常做法是將按比例縮小的橋梁模型放在風(fēng)洞中檢驗(yàn)它們的空氣動(dòng)力學(xué) #抵抗力。早期的主要建筑材料是木材和圬工材料磚，石、或瓦，以及類(lèi)似材料。磚行或磚層之間，用灰漿或?yàn)r青（一種象焦油的物質(zhì)），或者別的粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。希臘人和羅馬人有時(shí)還用鐵條或鐵夾子去加固建筑物。例如，雅典的帕提依神廟的圓柱上就有原來(lái)安裝鐵棍的鉆孔，現(xiàn)在鐵棍已經(jīng)銹蝕竟盡。羅馬人還使用一種叫白榴火山灰的天然水泥，這是用火山灰制成

14、，在水中能變得和石頭一樣堅(jiān)硬。近代的兩種最重要的建筑材料，鋼材和水泥，都是十九世紀(jì)才采用的。直到那時(shí)為止，鋼（基本上是鐵和少量碳的合金）一直是要經(jīng)過(guò)很復(fù)雜的工藝過(guò)程才能制成的，這就使鋼只限于用在制劍刃這類(lèi)特殊的用途上。1856年發(fā)明貝色麥法以后，人們才能以低價(jià)大量地使用鋼。鋼的極大優(yōu)點(diǎn)是它的抗拉強(qiáng)度，即：在特定程度拉力就象我們已經(jīng)知道的那種會(huì)把許多種材料拉斷的力的作用下，它的強(qiáng)度不會(huì)降低。新的合金進(jìn)一步增強(qiáng)了鋼的強(qiáng)度，并且還消除了它所存在的一些問(wèn)題，如疲勞。疲勞是指在應(yīng)力連續(xù)變化的情況下強(qiáng)度降低的趨勢(shì)?，F(xiàn)代的水泥叫做波特蘭水泥，是1824年發(fā)明的。是石灰石和粘土的混合物，將它加熱，然后磨成粉末

15、。在建筑現(xiàn)場(chǎng)或靠近現(xiàn)場(chǎng)的地方，將它摻上砂子、骨料（小石子、碎石或礫石）和水，就制成混凝土。不同的配料比例能制成不同強(qiáng)度和重量的混凝土?；炷恋倪m用性很強(qiáng)，它可以灌注，可以用泵抽送，甚至可噴注成各種各樣的形狀。而且，鋼有很大的抗拉強(qiáng)度，混凝土卻有很大的抗壓強(qiáng)度。因而，這兩種材料可以互相補(bǔ)充。它們還可以在其它方面互相補(bǔ)充：它們具有幾乎相同的收縮率和膨脹率。因而它們可以在同時(shí)存在著壓與拉力兩種因素的情況下共同起作用。在受拉的混凝土梁或結(jié)構(gòu)中埋置進(jìn)鋼筋，就制成鋼筋混凝土。凝土和鋼還形成一種很強(qiáng)的粘結(jié)力一種將它們連結(jié)起來(lái)的力使鋼不能在混凝土中滑動(dòng)。還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是鋼在混凝土中不銹蝕。酸會(huì)腐蝕鋼，而混凝

16、土卻具有與酸相反的堿性化學(xué)反應(yīng)。預(yù)應(yīng)力混凝土是鋼筋混凝土的一種改進(jìn)形式。鋼筋被彎成各種形狀以使它具有所需要的受拉強(qiáng)度。然后，通常采用先張法或后張法對(duì)混凝土預(yù)加應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土使特殊形狀的建筑物有了發(fā)展的可能，象某些現(xiàn)代的體育館，他們的大空間沒(méi)有任何擋住視線的支承物。這種比較新的結(jié)構(gòu)方法的使用正在持續(xù)地發(fā)展著。當(dāng)前的趨向是發(fā)展輕質(zhì)材料。例如，鋁的重量比鋼輕得多，但是卻有許多與之相同的性能。鋁梁巳被用于橋梁結(jié)構(gòu)和一些建筑物的框架。目前正在試圖生產(chǎn)強(qiáng)度更高、耐久性更好、而且重量更輕的混凝土。有一種用聚合物（塑料中用的長(zhǎng)鏈化合物）作為部分配料的方法。這種方法有助于使混凝土的重量降低到一定的程度。Le

17、sson4PrestressedConcreteLesson4PrestressedConcrete # （預(yù)應(yīng)力混凝土）混凝土的抗壓性能強(qiáng)而抗拉性能弱:它的抗拉強(qiáng)度僅僅是它抗壓強(qiáng)度的8%-14%不等。鑒于它這么低的抗拉承載力，撓曲裂縫就會(huì)出現(xiàn)在在荷載作用的初期。為了減小或阻止這種裂縫的開(kāi)展，在結(jié)構(gòu)桿件縱向施加一個(gè)軸心或偏心的壓力。這個(gè)力（預(yù)應(yīng)力）通過(guò)消除或大大減少在工況荷載下，跨中或支座的控制截面處產(chǎn)生的拉應(yīng)力，阻止了（該處）裂縫的開(kāi)展，因此提高了該截面的（抵抗）彎曲，剪切和扭轉(zhuǎn)的承載能力。然后，這個(gè)截面（特性）表現(xiàn)為彈性，并且，當(dāng)所有荷載作用在結(jié)構(gòu)上時(shí)，混凝土截面的全部深度（全截面）受壓，

18、這樣有效的利用了混凝土全部的抗壓性能。這樣施加的一個(gè)縱向力叫做預(yù)應(yīng)力，也就是說(shuō)，在橫（豎）向重力恒載和活載或短暫的水平活載（風(fēng)，地震）作用之前，給沿結(jié)構(gòu)桿件跨度方向的截面預(yù)加的應(yīng)力，這樣一個(gè)壓縮力。相關(guān)的預(yù)應(yīng)力的形式，包括它的大小，主要取決于被修建結(jié)構(gòu)物的形式，桿件跨度，和想要得到的長(zhǎng)細(xì)比。因?yàn)檫@個(gè)預(yù)應(yīng)力是被應(yīng)用到縱向或者平行于桿件的軸向，所以這個(gè)相關(guān)的預(yù)應(yīng)力原理被普遍的稱(chēng)為長(zhǎng)線預(yù)加應(yīng)力法。用于液體容器箱，管道，和壓力反應(yīng)堆容器的環(huán)向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上遵循著和長(zhǎng)線型預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相同的基本原理。環(huán)向（預(yù)應(yīng)力）箍筋，或者圓柱或球形結(jié)構(gòu)的”環(huán)向”應(yīng)力，抵消由內(nèi)部包含物質(zhì)（產(chǎn)生的）壓力所引起的曲線表面外

19、部纖維所引起的拉應(yīng)力。Figure4.1illustrates,inabasicfashion,theprestressingactioninbothtypesofstructuralsystemsandtheresulingstressresponse.Ina）,individualconcreteblocksacttogetherasabeamduetothelargecompressivepretressingforceP.Althoughitminghtappearthattheblockswillslipandverticallysimulateshearslipfailure,in

20、facttheywillnotbecauseofthelongitudinalforceP.Simiarly,thewoodenstavesinc）mightappeartobecapableofseparatingasaresultofthehighinternalradialpressureexertedonthem.Butagain,becauseofthecompressiveprestressimposedbythemetalbandsasaformofcircularprestressing,theywillremaininplace.從上述討論的可知，在預(yù)應(yīng)力（混凝土）結(jié)構(gòu)的桿件

21、中恒久預(yù)應(yīng)力是在全部恒載和活載加載之前產(chǎn)生的，其目的是為了消除或大大減少由這些荷載產(chǎn)生的靜拉應(yīng)力。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，假定混凝土的抗拉強(qiáng)度是可以忽略的。這是因?yàn)橛蓮澗禺a(chǎn)生的拉應(yīng)力被鋼筋（和混凝土）產(chǎn)生的黏結(jié)力所抵消。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，一但桿件在使用荷載下達(dá)到它的極限狀態(tài)時(shí)，撓度和裂縫是不可恢復(fù)的。在鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋沒(méi)有完全發(fā)揮它的全部作用，而預(yù)應(yīng)力鋼筋正好相反。在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中的（要求產(chǎn)生）預(yù)應(yīng)力筋給構(gòu)件積極的產(chǎn)生一個(gè)預(yù)加荷載，相應(yīng)的對(duì)其撓度和裂縫有一個(gè)很高的控制。一但混凝土的撓曲抗拉強(qiáng)度被超越，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件就會(huì)像一個(gè)非預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一樣工作。在相同的跨度和荷載條件下，預(yù)

22、應(yīng)力構(gòu)件（截面）的高度比相應(yīng)的非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的高度小。總的來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（截面）高度常常是相應(yīng)的非預(yù)應(yīng)Lesson5PhilosophyofStructuralDesign 力構(gòu)件（截面）高度的6580%。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件需要較少的混凝土，并且大概是2035%的鋼筋（相對(duì)于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件）。不幸的是，在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，所需材料重量上的節(jié)省是和其所需材料高質(zhì)量的花費(fèi)相平衡（抵消）的。同時(shí)，還沒(méi)有考慮（工藝）設(shè)備的使用，施加預(yù)應(yīng)力自身導(dǎo)致一個(gè)額外的花費(fèi)：因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力構(gòu)件的幾何截面常常由翼緣和薄的腹板組成，所以模板是非常復(fù)雜的。盡管這么多附加的花費(fèi)，如果制造大量的預(yù)制混凝土構(gòu)件，至少在預(yù)應(yīng)力構(gòu)

23、件和非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的最初成本是相差不大的。并且，因?yàn)樾枰俚木S護(hù)，鑒于對(duì)混凝土更高質(zhì)量的控制所使得結(jié)構(gòu)所獲得的一個(gè)更長(zhǎng)的生命周期，以及對(duì)于上部結(jié)構(gòu)其輕質(zhì)效果積累所產(chǎn)生的更輕的基礎(chǔ)的效應(yīng)，其間接的長(zhǎng)期節(jié)省是非常實(shí)際的。一但鋼筋混凝土梁的跨度超過(guò)7090英尺（21.327.4m）,梁（上）的恒定重量變的非常的大，從而導(dǎo)致更大的構(gòu)件尺寸，并且因此產(chǎn)生更大的長(zhǎng)期撓度和裂縫。因此，對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，鑒于拱形結(jié)構(gòu)在施工上昂貴的花費(fèi)和不好完成并且由于它們長(zhǎng)期經(jīng)受的嚴(yán)重的收縮和徐變，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)被強(qiáng)制使用。例如分段拼裝式橋和斜拉橋這種大跨度結(jié)構(gòu)只能通過(guò)預(yù)應(yīng)力這種技術(shù)被建造。在歐洲，長(zhǎng)線預(yù)加應(yīng)力法得到了持續(xù)的發(fā)

24、展，尤其是在法國(guó)，通過(guò)EugeneFreyssinet在1926-28年提出的克服預(yù)應(yīng)力損失的天才辦法，這種方法是通過(guò)使用高強(qiáng)和高韌性鋼筋得到的。在1940年，他發(fā)明了現(xiàn)在眾所周知的和公認(rèn)的Freyssinet（預(yù)應(yīng)力）體系。英國(guó)的P.W.Abeles在20世紀(jì)30年代到60年代之間發(fā)明并且發(fā)展了部分預(yù)應(yīng)力（結(jié)構(gòu)）的概念。德國(guó)的F.Leonhardt，俄羅斯的V.Mikhailov和美國(guó)的T.Y.Lin也對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)的藝術(shù)的科技作出了很大貢獻(xiàn)。在這點(diǎn)上，Lin的荷載平衡法尤其值得一提,因?yàn)樗喈?dāng)大的簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)程序，尤其在連續(xù)結(jié)構(gòu)上。這些20世紀(jì)的發(fā)展導(dǎo)致了預(yù)應(yīng)力在全世界，尤其是在美國(guó)的廣

25、泛應(yīng)用。今天，預(yù)應(yīng)力混凝土（結(jié)構(gòu)）被用在建筑，地下地下構(gòu)造物，電視塔，漂浮存儲(chǔ)器和海上結(jié)構(gòu)物，發(fā)電站，核反應(yīng)堆容器和橋梁體系的眾多形式上，其中包括分段拼裝式橋和斜拉橋。它們展示了預(yù)應(yīng)力概念的通用性和包容性。所有這些結(jié)構(gòu)發(fā)展和建設(shè)的成功是主要由于材料技術(shù)的進(jìn)步，尤其是預(yù)應(yīng)力鋼筋，并且對(duì)估計(jì)預(yù)應(yīng)力短期和長(zhǎng)期損失值的知識(shí)的積累。（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理）一個(gè)結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目可分為三個(gè)階段:規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括決定結(jié)構(gòu)最合適的比例以及確定組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和細(xì)部的具體尺寸。這是一個(gè)結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目的最高技術(shù)和計(jì)算階段，但是，如果沒(méi)有工程項(xiàng)目的規(guī)劃和施工階段充分配合的話，設(shè)計(jì)將不能-也不會(huì)被實(shí)施。一個(gè)成功的設(shè)計(jì)者總

26、是會(huì)充分意識(shí)到在結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)（規(guī)劃）中的各種考慮，并且，同樣的也會(huì)充分意識(shí)到在結(jié)構(gòu)后續(xù)施工中所要面臨的各種問(wèn)題。專(zhuān)門(mén)的，任何結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先包括荷載以及其他結(jié)構(gòu)所必須承受的設(shè)計(jì)條件的確立，并且因此，這些條件必須被考慮到設(shè)計(jì)中。然后需要進(jìn)行總內(nèi)力（軸力，剪力，彎矩，和扭矩），應(yīng)力強(qiáng)度，應(yīng)變，撓度，和反作用力的分析（或計(jì)算），它們是由于荷載，溫度，干縮，徐變或其它設(shè)計(jì)條件所引起的。最后是結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及連接件截面尺寸和材料的確定，使得結(jié)構(gòu)能充分抵抗由上述設(shè)計(jì)條件所引起的作用效應(yīng)。用于判斷（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）是否非常合適的標(biāo)準(zhǔn)將導(dǎo)致一個(gè)由積累的知識(shí)（原理，學(xué)術(shù)領(lǐng)域，模型試驗(yàn)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)），直覺(jué)，判斷所反映的期

27、望的行為。對(duì)于絕大多數(shù)土木工程結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，例如橋梁和建筑，過(guò)去通常的設(shè)計(jì)方法是基于結(jié)構(gòu)所受荷載或其他設(shè)計(jì)條件所產(chǎn)生的應(yīng)力與材料自身的容許應(yīng)力強(qiáng)度相比較（容許應(yīng)力法）。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理叫做彈性設(shè)計(jì)，因?yàn)槿菰S應(yīng)力強(qiáng)度（值）的選擇與材料應(yīng)力應(yīng)變的屈服點(diǎn)相一致，而并非超過(guò)結(jié)構(gòu)的最高應(yīng)力點(diǎn)。當(dāng)然，當(dāng)需要考慮由于疲勞，縱向彎曲（平面外失穩(wěn)），脆性斷裂，以及關(guān)于結(jié)構(gòu)允許撓度等因素而產(chǎn)生失效的可能性，容許應(yīng)力值的選擇同樣要被修正。根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式和相關(guān)條件，對(duì)于在假定設(shè)計(jì)條件下，在實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算模型中所計(jì)算出的應(yīng)力強(qiáng)度可能或者不能與在真實(shí)情況中實(shí)際結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度值相一致。它們相一致的程度是不重要的，只要這個(gè)計(jì)算出的應(yīng)力強(qiáng)度值能根據(jù)先前的經(jīng)驗(yàn)被解釋。（結(jié)構(gòu)的）工作條件和容許應(yīng)力強(qiáng)度的選擇為抵抗（結(jié)構(gòu)）實(shí)效提供了安全的富余。這種富余程度大小的選擇依賴(lài)于關(guān)于荷載，分析，設(shè)計(jì)，材料，和施工的不確定的程度，以及失效的結(jié)果。例如，如果對(duì)于一個(gè)具有33000psi屈服強(qiáng)的的結(jié)構(gòu)鋼材被