Civil Engineering and Civil Engineers 舉足輕重的土木工程行業(yè)-FU RUI

Unit1CivilEngineeringandCivilEngineers土木工程與土木工程師

FURUI1Units:16AssessmentMethod:TestAttendance:30%FinalTest:70%

AbouttheCourseFURUI2什么是土木工程土木工程是人類文明的載體土木工程前景廣闊土木工程師-光榮的職業(yè)內(nèi)容FURUI3

古代建筑材料主要是“土”與“木”，后各種與建造相關(guān)的生產(chǎn)活動(dòng)稱為“土木工程”1.什么是土木工程FURUI4土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指工程建設(shè)對(duì)象，包括建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備、和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、維修等專業(yè)技術(shù)國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)的定義為：FURUI5房屋建筑道路、橋梁港口、碼頭水利工程給排水工程地下工程……土木工程包含的范圍十分廣泛FURUI61）它是人類最古老的工程技術(shù)有巢氏：中國(guó)古代傳說中的氏族首領(lǐng)，教人們建造原始的住所，標(biāo)志了土木工程的出現(xiàn)。土木工程的特點(diǎn)FURUI7土木工程隨著人類社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展，綜合反映了各個(gè)歷史時(shí)期經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展面貌，展示了人類的創(chuàng)造力。2）土木工程體現(xiàn)了人類改造自然的智慧，是人類文明的載體FURUI8人類的基本生活需求是土木工程發(fā)展的原始動(dòng)力；隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)都離不開作為基礎(chǔ)設(shè)施的土木工程。3）土木工程與人類生活、生產(chǎn)息息相關(guān)FURUI9服裝廠都江堰紫坪埔水庫(kù)土木工程行業(yè)是重要的物質(zhì)生產(chǎn)部門，在社會(huì)總產(chǎn)值和社會(huì)就業(yè)人數(shù)中占有相當(dāng)大的比重；還對(duì)其他產(chǎn)業(yè)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和帶動(dòng)性。4）土木工程行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)FURUI10土木工程行業(yè)帶動(dòng)主要產(chǎn)業(yè)比例什么是土木工程土木工程是人類文明的載體土木工程前景廣闊土木工程師-光榮的職業(yè)內(nèi)容FURUI11我國(guó)的古代土木工程成就輝煌，尤其在木建筑方面獨(dú)樹一幟，形成了特有的木構(gòu)架建筑體系。古代土木工程FURUI12山西南禪寺FURUI13中國(guó)現(xiàn)存最古老的木結(jié)構(gòu)建筑寺中雕塑精湛，堪稱唐代雕塑藝術(shù)的珍品應(yīng)縣木塔（建于1056年）FURUI14山西應(yīng)縣木塔

故宮FURUI15視頻：北京故宮中國(guó)古代在土-石-磚建筑方面也不乏優(yōu)秀的工程創(chuàng)造FURUI16長(zhǎng)城是世界七大奇跡之一趙州橋FURUI17世界上現(xiàn)存最早的敞肩式石拱橋，凈跨37.02米中國(guó)古代在水利工程方面的成就也是十分顯著的FURUI18FURUI19都江堰全景（視頻）京杭大運(yùn)河FURUI20全長(zhǎng)約1794公里，春秋吳國(guó)開鑿，隋朝大幅擴(kuò)建，元朝全線通航。是世界上里程最長(zhǎng)、工程最大、最古老的運(yùn)河。我們古代出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的技術(shù)人才，并總結(jié)編寫出一些優(yōu)秀的著作FURUI21考工記歐洲的古代建筑多以磚、石材料為主FURUI22希臘的帕特農(nóng)神廟

視頻：埃及胡夫金字塔古羅馬加爾渡槽橋FURUI231985年被聯(lián)合國(guó)教科文組織列入《世界遺產(chǎn)名錄》FURUI24視頻：土耳其索菲亞大教堂1）在材料方面：以土、木、石等天然材料和磚、瓦等燒制材料為主2）在工具方面：以斧、錘、刀和鏟等手工工具為主3）在工程技術(shù)方面：主要憑借經(jīng)驗(yàn)，缺少理論上的依據(jù)和指導(dǎo)古代土木工程的特點(diǎn)FURUI25近代土木工程的時(shí)間跨度為從17世紀(jì)中葉至20世紀(jì)中葉的300年間。近代土木工程FURUI26轉(zhuǎn)爐煉鋼1859年，貝斯曼發(fā)明轉(zhuǎn)爐煉鋼法，鋼材大量生產(chǎn)1825年，英國(guó)使用盾構(gòu)技術(shù)開鑿泰晤士河河底隧道1853年，美國(guó)人奧蒂斯發(fā)明帶有安全裝置的升降機(jī)FURUI27鑿巖機(jī)——1825年英國(guó)建成世界第一條長(zhǎng)21km的鐵路——1863年倫敦又建造了世界第一條地下鐵道——1932年德國(guó)建成世界上第一條高速公路土木工程的應(yīng)用領(lǐng)域在這一時(shí)期也得到了極大拓展FURUI28

1883年，詹萊(B.Jenney)建造了11層住宅保險(xiǎn)大樓，是世界最先用鐵框架(部分鋼架)承受全部大樓的重力，外墻僅為自承重墻的高層建筑。意大利科學(xué)家伽利略在1638年出版的著作《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》中論述了建筑材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強(qiáng)度，首先用公式表達(dá)了梁的設(shè)計(jì)理論；英國(guó)科學(xué)家牛頓在1687年總結(jié)了力學(xué)三大定律，它們是土木工程設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)；瑞士數(shù)學(xué)家歐拉在1744年出版的《曲線的變分法》建立了柱的壓屈理論，為分析土木工程結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定問題奠定了基礎(chǔ)。1825年納維建立了土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的容許應(yīng)力法；19世紀(jì)末里特爾等人提出了極限平衡的概念。這為土木工程的結(jié)構(gòu)理論分析打下了基礎(chǔ)。在理論方面，近代力學(xué)的發(fā)展為土木工程奠定了理論基礎(chǔ)FURUI29近代土木工程的代表FURUI301889年，法國(guó)在巴黎建造了高300m的埃菲爾鐵塔，用鋼8000t。這是近代高層建筑結(jié)構(gòu)的萌芽。紐約帝國(guó)大廈FURUI31帝國(guó)大廈共102層，高378m，鋼骨架總重超過50000t，內(nèi)裝67部電梯。建筑高度保持世界紀(jì)錄達(dá)40年之久。美國(guó)金門大橋FURUI32第一次世界大戰(zhàn)后，許多大跨、高聳和宏大的工程相繼建成(視頻：舊金山金門大橋）蘇伊士運(yùn)河&巴拿馬運(yùn)河FURUI33世界上最具有戰(zhàn)略意義的兩條人工水道巴拿馬運(yùn)河航線34地中海紅海紅海直通印度洋蘇伊士運(yùn)河胡佛水壩FURUI35混凝土拱壩，壩高221.4米，世界聞名的水利工程。中國(guó)近代土木工程相對(duì)落后，直到十九世紀(jì)末，隨著西方技術(shù)的引進(jìn)，開始有所發(fā)展FURUI36南京中山陵中國(guó)近代建筑史上第一陵京張鐵路（1909年）FURUI37全長(zhǎng)約200公里，是首條由中國(guó)人自行設(shè)計(jì)、施工的干線鐵路。錢塘江大橋（1937年）FURUI38全長(zhǎng)1453米，由橋梁專家茅以升主持設(shè)計(jì)，是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造的第一座鐵路公路兩用橋。1)材料方面：由木、石、磚瓦天然材料為主，過渡到以鋼和鋼筋混凝土為主2)理論方面：材料力學(xué)、理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)等工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論基本形成3）施工方面：新工藝和新機(jī)械不斷出現(xiàn)，施工技術(shù)進(jìn)步，建造規(guī)模擴(kuò)大，建造速度加快4）應(yīng)用領(lǐng)域：鐵路、地鐵、高速公路、高層建筑等新領(lǐng)域出現(xiàn)并逐漸發(fā)展該階段土木工程總體呈現(xiàn)如下特征：FURUI3920世紀(jì)中葉以來，城市建設(shè)有三個(gè)趨向?！邔咏ㄖ拇罅颗d起。由于城市人口大量積聚，密度猛增，用房緊張，地價(jià)昂貴，建筑物向空間發(fā)展。美國(guó)的高層建筑最多，高度在160～200m的就有100多幢。近年來，我國(guó)、馬來西亞、新加坡等東南亞國(guó)家的高層建筑有很大發(fā)展。1）城市建設(shè)立體化FURUI40FURUI41上海環(huán)球金融中心工程是一幢大型超高層建筑，位于浦東陸家嘴，與金茂大廈相距僅40米。塔樓地上101層，地面以上主體凈高492米。比金茂大廈高72米，2008年春季建成。包括高速公路、高鐵、航空、航海在內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，并促進(jìn)了橋梁、隧道和大型交通樞紐設(shè)施建設(shè)。2）交通網(wǎng)絡(luò)化、高速化FURUI42視頻：世界最長(zhǎng)跨海大橋-膠州灣大橋即土木工程日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。3）工程設(shè)施功能化FURUI43巴西國(guó)會(huì)大廈。建于1957～1959年。由國(guó)會(huì)上下議院、辦公樓和各部分廳室、服務(wù)房間等組成。1）材料輕質(zhì)高強(qiáng)化2）分析理論精細(xì)化3）施工過程工業(yè)化隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在工程領(lǐng)域的滲透，土木工程技術(shù)呈現(xiàn)出如下新特點(diǎn)：FURUI44鋼、混凝土等傳統(tǒng)材料的強(qiáng)度和耐久性進(jìn)一步提高。鋁合金、建筑膜材。玻璃鋼等新型工程材料發(fā)展迅速。1）材料輕質(zhì)高強(qiáng)化FURUI45現(xiàn)代力學(xué)、數(shù)學(xué)理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)及先進(jìn)實(shí)驗(yàn)急速相結(jié)合，使我們對(duì)各種工程設(shè)施的分析和設(shè)計(jì)能力大為增強(qiáng)2）理論研究精細(xì)化FURUI46鳥巢分析圖構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)裝配化、施工機(jī)械化在工程建設(shè)中日益普及；信息技術(shù)發(fā)展迅速；現(xiàn)代施工技術(shù)使復(fù)雜工程的建設(shè)成為可能。3）施工過程工業(yè)化FURUI47裝配式房屋現(xiàn)代土木工程的代表FURUI481996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館，輪廓尺寸241米*192米，是世界上最大的室內(nèi)體育館哈利法塔（2010年）FURUI49高828米（附視頻）英吉利海峽隧道FURUI50全長(zhǎng)50.5公里（海底部分37公里），由兩條單向鐵路隧道和中間輔助隧道組成阿聯(lián)酋迪拜棕櫚島FURUI51世界最大的人工島（島嶼面積12平方公里，伸入大海5.5公里），由一億立方米沙石堆積而成，被譽(yù)為“世界第八大奇跡”。FURUI52自改革開放以來，我國(guó)的土木工程發(fā)展迅速，不僅在建設(shè)總量上居世界首位，在大型復(fù)雜工程的建造能力方面，也居國(guó)際前列。在全球已建成的超過400米的超高層建筑中，中國(guó)約占六成，且呈持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)FURUI53中國(guó)的超大跨橋梁數(shù)量超過世界總量的一般，且全部為自主設(shè)計(jì)施工。FURUI54蘇通大橋，主跨1088米港珠澳大橋，全長(zhǎng)50公里（在建）世界上規(guī)模最大的城市地鐵系統(tǒng)。截至2013年，共有17條運(yùn)營(yíng)線路，270座車站、456千米運(yùn)營(yíng)里程、北京地鐵FURUI55三峽工程FURUI56世界上規(guī)模最大的水電站青藏鐵路FURUI57天路國(guó)家體育館-鳥巢FURUI58土木工程既是最古老的工程技術(shù)，也在不斷與時(shí)俱進(jìn)，發(fā)展成為以先進(jìn)科技武裝的現(xiàn)代工程技術(shù)，同時(shí)也必將為人類社會(huì)的未來發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)FURUI59隨著科技進(jìn)步與人類生存空間的拓展需求，未來土木工程將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：可持續(xù)發(fā)展土木工程超級(jí)土木工程新環(huán)境土木工程FURUI60中國(guó)人口占世界人口的19%，但耕地占7%，淡水占6%，森林占4%，石油占2%我國(guó)建材行業(yè)每年消耗原材料達(dá)50億噸，二氧化碳排放量占全國(guó)總量的40%我國(guó)建筑能耗占全國(guó)能耗總量的27%我國(guó)建筑垃圾占城市垃圾總量的1/3以上可持續(xù)發(fā)展土木工程FURUI61可持續(xù)發(fā)展土木工程是在工程全壽命期間內(nèi)，最大限度節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境，與自然和諧共生。第一，以綠色、生態(tài)、低碳理念，統(tǒng)領(lǐng)工程設(shè)計(jì)、施工、使用和拆除的全過程FURUI62節(jié)地：合理布局，提高土地利用效率；開發(fā)城市地下空間；禁用粘土磚節(jié)材：推廣高性能材料，可循環(huán)利用的材料；加上施工廢棄物的回收利用節(jié)水：降低供水管網(wǎng)漏損；推廣節(jié)水器具；推進(jìn)污水再生和雨水利用第二，合理利用自然資源，開發(fā)利用再生資源FURUI63盡量采用節(jié)能型建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理、提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水等系統(tǒng)的運(yùn)行效率開發(fā)利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岬惹鍧嵞茉吹谌岣吣茉吹睦眯?，開發(fā)利用綠色能源FURUI64在工程設(shè)計(jì)中，充分考慮周圍自然生態(tài)環(huán)境和人文環(huán)境，做到與環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。提倡應(yīng)用綠色建筑材料和建筑技術(shù)，減少建造、使用過程對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)的破壞。第四，注重環(huán)境保護(hù)，與自然和諧共生FURUI65屋頂綠化施工圍擋漢諾威世博會(huì)日本館（2000年）可持續(xù)發(fā)展土木工程：FURUI66可持續(xù)發(fā)展土木工程：FURUI67上海世博會(huì)主題館（2010年）太陽(yáng)能覆蓋率最高的單位建筑生態(tài)墻英國(guó)伊甸園（2001年）可持續(xù)發(fā)展土木工程：FURUI68人類與自然和諧共生的典范生態(tài)城市（EcoCity)ECOCITY代表了一種城市建設(shè)新理念，即強(qiáng)調(diào)以人為本，重視環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展土木工程：FURUI69環(huán)保材料超低能耗設(shè)計(jì)技術(shù)高能效的外墻材料渤海灣海底隧道超級(jí)土木工程構(gòu)想FURUI70計(jì)劃投資2000億，連接山東半島和遼東半島超級(jí)土木工程構(gòu)想FURUI71休斯頓穹頂為解決人口增長(zhǎng)、環(huán)境惡化、資源緊張等問題，向地下、還有、荒漠和太空等新領(lǐng)域拓展，是未來土木工程發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)新環(huán)境土木工程FURUI72地下城市開發(fā)不僅可以環(huán)境城市擁擠，而且可以提供戰(zhàn)時(shí)庇護(hù)，是未來城市發(fā)展趨勢(shì)新環(huán)境土木工程構(gòu)想FURUI73阿姆斯特丹地下城新環(huán)境土木工程構(gòu)想FURUI74水下摩天大樓新環(huán)境土木工程構(gòu)想FURUI75外星基地

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