土木工程進展和未來趨勢

...wd......wd......wd...土木工程開展及未來趨勢學院：土木工程專業(yè)：建筑與土木工程姓名：劉振奎學號：201620920xx8目錄摘要·························1土木工程的定義及特點·················33.土木工程的開展····················54.土木工程歷史三次進步·················75.土木工程的現(xiàn)狀····················106.土木工程未來開展趨勢·················127.土木工程可持續(xù)開展··················138.結語·························149.參考文獻·······················14摘要：土木工程作為一個大的學科門類，從一開場，就開展一直很好，近年來隨著工程技術和工程材料的進步，明顯對土木工程的開展起到了很大的推動作用，但是在開展的過程中，由于全球化各種因素的影響，也對土木工程的未來開展也提出了更高的要求，接下來，我們就一起看看土木工程的開展及探究未來土木方向的開展趨勢。關鍵詞：土木工程開展歷史未來Abstract:Civilengineeringasarangeofdisciplines,fromthebeginning,thedevelopmenthasbeenverygood,inrecentyearswiththeengineeringtechnologyandmaterialprogress,obviouslyonthedevelopmentofcivilengineeringhasplayedasignificantroleinpromoting,butintheprocessofdevelopment,duetotheglobalizationofvariousfactors,butalsoforthefuturedevelopmentofcivilengineeringisalsoputforwardhigherrequirements,next,welookatthedevelopmenttrendofthedevelopmentofcivilengineeringandcivilexplorethefuturedirection.KeyWords:CivilengineeringDevelopmenthistoryFuture土木工程的定義及特點：〔1〕土木工程的定義土木工程作為一門學科，稱為土木工程學。它是運用數(shù)學、物理、化學等根基科學知識，力學、材料等技術科學知識以及工程技術知識來規(guī)劃、設計、修建各種建筑物和構筑物的一門學科。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〞〔CivilEngineering〕是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)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、設備和所進展的勘測、設計、施工、保養(yǎng)、維修等專業(yè)技術。土木工程，在英文中稱為“CivilEngineering〞，直譯為“民用工程〞，這個專用名次是為了把它和軍事工程〔MilitaryEngineering〕區(qū)別開來。土木工程研究民用的永久性建筑，而軍事工程那么研究軍用的臨時性建筑。土木工程更加確切的定義是：它是研究那些要求固定的建筑物和構造物的設計與施工的。事實上，這個定義包括：房屋、水壩、隧道、橋梁、運河、衛(wèi)生系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)的各種固定局部——公路、機場、港口設施以及鐵路路基。土木工程的一般特點：土木工程所提出的課題是特殊的，因為所有的建筑物和建筑物都是獨特的，難以有一個建筑物〔構筑物〕與另一個是完全一樣的。②土木工程的范圍非常官方，它包括建筑工程、橋梁工程、公路與城市道路工程、鐵路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、海洋工程等。③土木工程是一種與人民的衣食住行密切相關的工程。④土木工程是一門歷史悠久的學科，但其領域隨相關學科的開展、經(jīng)濟建設和社會進步的需要而不斷更新、不斷開展。土木工程的開展土木工程的開展可以劃分為三個階段：古代〔公元前5000年－16世紀末〕、近代〔17世紀中葉－20世紀40年代〕和現(xiàn)代〔20世紀中葉以后〕古代土木工程⑴房屋建筑：①黃河流域的木骨泥墻房屋〔仰韶房屋〕，房屋的平面有矩形和圓形兩種。②長江流域的干闌式建筑。⑵塔建筑：埃及金字塔為石材，中國古代塔建筑多為木構造加磚墻建成。⑶橋梁建筑：趙州橋⑷水工建筑：都江堰近代土木工程⑴理論方面：①1683年意大利伽利略“關于兩門新科學的對話〞首次用公式表達了梁的設計理論②1687年英國牛頓總結了力學三大定律，為土木工程奠定了力學分析根基③1825年法國納維在材料力學、彈性力學和材料強度理論的根基上，建設了土木工程中構造設計的容許應力法。⑵材料方面：①1824年英國J.阿斯普丁〔Asptin〕創(chuàng)造了波特蘭水泥②1856年轉爐煉鋼獲得成功，維鋼筋混凝土構造和鋼構造打下充分的物質根基③1886年美國杰克遜首先應用預應力混凝土制作建筑配件，后又用它制作樓板④1930年法國弗涅希內(nèi)將高強度鋼絲用于預應力混凝土，抑制了因混凝土徐變造成所施加的預應力完全喪失的問題。于是，預應力混凝土在土木工程中得到廣泛應用。⑶工程方面：①1875年法國J.莫尼?！睲onier〕主持建造第一座長16m的鋼筋混凝土橋。②1886年美國芝加哥用框架構造建成一座高達9層的保險公司大廈，被譽為現(xiàn)代高層建筑的開端③1889年法國巴黎建成高300m的艾菲爾〔Eiffel〕鐵塔，使用熟鐵近8000t之多④1825年英國斯蒂芬森英格蘭北部托克頓和達靈頓直接修筑了世界第一條長21km的鐵路。⑤1863年英國倫敦建成世界第一條地下鐵道⑥1779年英國用鑄鐵建成跨度維30.5m的拱橋⑦1890年英國愛丁堡建成福斯橋，該橋為兩孔主跨達521m的懸臂式桁架梁橋，橋面在水上45m，總耗鋼50000t。這樣，現(xiàn)代橋梁的3種基本形式〔梁式橋、拱橋、懸索橋〕相繼出現(xiàn)⑧1931－1942年德國修筑長達3860Km的高速公路網(wǎng)4．土木工程歷史三次進步對土木工程的開展起關鍵作用的，首先是作為工程物質根基的土木建筑材料，其次是隨之開展起來的設計理論和施工技術。每當出現(xiàn)新的優(yōu)良的建筑材料時，土木工程就會有飛躍式的開展。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(xiàn)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(xiàn)在公元前五世紀至公元前三世紀戰(zhàn)國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優(yōu)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(xiàn)使人們開場廣泛地、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開展。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奉獻，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年代開場使用生鐵、十九世紀初開場使用熟鐵建造橋梁和房屋，這是鋼構造出現(xiàn)的前奏。從十九世紀中葉開場，冶金業(yè)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(chǎn)出高強度鋼絲、鋼索。于是適應開展需要的鋼構造得到蓬勃開展。除應用原有、拱構造外，新興的桁架,框架,網(wǎng)架構造、懸索構造逐漸推廣，出現(xiàn)了構造形式百花爭艷的局面。建筑物跨徑從磚構造、石構造、木構造的幾米、幾十米開展到鋼構造的百米、幾百米，直到現(xiàn)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(chuàng)造出前所未有的奇跡。為適應鋼構造工程開展的需要，在牛頓力學的根基上，材料力學、構造力學、工程構造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開展，土木工程從經(jīng)歷上升成為科學，在工程實踐和根基理論方面都面貌一新，從而促成了土木工程更迅速的開展。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(chǎn)量激增，隨之出現(xiàn)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(fā)揮了各自的優(yōu)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。從三十年代開場，出現(xiàn)了預應力混凝土。預應力混凝土構造的抗裂性能、剛度和承載能力，大大高于鋼筋混凝土構造，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(tǒng)治地位的歷史時期?；炷恋某霈F(xiàn)給建筑物帶來了新的經(jīng)濟、美觀的工程構造形式，使土木工程產(chǎn)生了新的施工技術和工程構造設計理論。這是土木工程的又一次飛躍開展。5.土木工程的現(xiàn)狀中國現(xiàn)狀〔1〕房屋建筑隨著我國城市化的進程加快，中國的城市建設也在逐步的開展中，在市內(nèi)的占地可用資源也越來越少，人口的大幅度增長與城市土地資源的逐步減少是一個強烈的比照，所以，這也是高層建筑為何開展如此之快的原因，高層建筑的占地資源較小，可利用資源卻很多，使得加快了城市化的腳步。隨著高層建筑的不斷增加，這是中國經(jīng)濟快速開展的成果表達，同時也加大了中國的經(jīng)濟在開展中的負擔?！?〕道路交通經(jīng)濟快速開展與公路的大力建設是相互制約的，所以，在土木行業(yè)里公路的開展是非常重要。國家想要開展就必須先開展經(jīng)濟，我國很多方面的快速開展都是依賴經(jīng)濟，所以，經(jīng)濟的快速開展也是社會進步的根基。加強道路的開展能夠改善產(chǎn)業(yè)的整體構造、帶動附屬產(chǎn)業(yè)的快速開展、保障人口的質量、轉變城鄉(xiāng)構造方式、減少城鄉(xiāng)差距、加快城市化進程、在整體提高人們生活質量的同時也加快了開展的腳步。相比以前來講，我國目前的交通狀況和經(jīng)濟開展都有了質的提高，但一局部地區(qū)仍然存在運輸設施及設備滿足不了國民經(jīng)濟高速開展的需要，也有一局部地區(qū)由于經(jīng)濟開展欠佳，道路建設也相對滯后，因此，我國經(jīng)濟建設和交通運輸?shù)拈_展存在不協(xié)調(diào)性，這種現(xiàn)象會對我國人口質量產(chǎn)生影響不利于我國社會主義和諧社會的建設和開展。世界現(xiàn)狀隨著19世紀中葉鋼材及混凝土在土木工程中的開場使用，以及20世紀20年代后期預應力混凝土的制造成功，建造摩天大樓、大跨度建筑和跨海峽1000m以上的大橋成為可能。目前，世界上最高建筑是中國臺北的101大廈，總高度為508m。最高的樓房為迪拜哈利法塔828米。世界跨度最大的懸索橋是日本的東線明石海峽懸索大橋，跨度為1990m；最長的斜拉橋是日本的多多拉橋，橋主跨有890m，預計在不久的將來中國的蘇通長江公路大橋將刷新這一世界紀錄。最大跨度的拱橋是中國上海的盧浦大橋，跨度為550m。世界高速公路總里程最長的國家為美國，其總長為81105公里。最高的大壩為高285m的瑞士大狄克桑斯壩。最高的電視塔為加拿大高549m的多倫多塔，其次為莫斯科塔，高537m。6.土木工程未來開展趨勢在社會進步的同時，我們對社會資源的消耗也逐步加大，但是可利用的資源是非常有限的，所以，若何將資源進展合理配置，提供給越來越多的人們，利用最少的資源得到最大的開展是非常重要的。土木以后的開展是要沿著低消耗、集約式的方向開展，走可持續(xù)開展道路，建設和諧社會?！?〕向高空延伸根據(jù)相關資料現(xiàn)實，目前世界上人工最高的建筑是波蘭的長波臺鋼塔，其高度為646m，作為世界上最高的人工建筑，其承載能力是十分巨大的。這將是未來土木工程建筑領域開展的趨勢，高空的距離是無限的，因此，只要技術允許的條件下，建筑物不斷向高空開展是切實可行的一種策略。這種高層建筑可以集工作、休閑、娛樂、商業(yè)、購物等一系列功能，這就大大節(jié)約了土地資源，為城市的開展節(jié)省了土地。而我國在此方面的展望是，在上海附近擬建一棟高達1250m的仿生大廈，居民可以到達十萬人左右，這將是我國土木工程建筑史的一塊里程碑，將在世界人工建筑領域中堪稱奇跡?！?〕向海洋拓展地球可以稱作為一個“水球〞，地球上有百分之七十的面積是海洋，而陸地面積僅占百分之三十，因此，在技術條件允許的前提下，充分利用海洋資源是非常必要的，是人類不斷向外擴展過程中的一個創(chuàng)舉。海洋比陸地情況更為復雜，但其巨大的潛力對人類一直是比較具有誘惑力的。隨著科學技術的開展和時代的進步，在土木工程方面人類已經(jīng)在海洋中取得了一些可喜的成就。近年來，我國在此領域中也獲得了相當?shù)某删?。上海南匯灘的圍墾成功和黃浦江的拓岸成功都是我國在近年來取得的成就。這些成就的取得都為土木工程在將來向海洋的開展積累了科技經(jīng)歷，奠定了堅實的根基。向沙漠開展全世界約有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?，F(xiàn)在利比亞沙漠地區(qū)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(qū)，國際上正在研究開發(fā)使用沙漠地區(qū)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(qū)大規(guī)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開工，其全長116公里。7.土木工程的可持續(xù)開