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)內容FURUI3

古代建筑材料主要是“土”與“木”，后各種與建造相關的生產活動稱為“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施的科學技術的統稱。它既指工程建設對象，包括建在地上、地下、水中的各種工程設施，也指所應用的材料、設備、和所進行的勘測、設計、施工、維修等專業(yè)技術國務院學位委員會的定義為：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有巢氏：中國古代傳說中的氏族首領，教人們建造原始的住所，標志了土木工程的出現。土木工程的特點FURUI7土木工程隨著人類社會的進步而發(fā)展，綜合反映了各個歷史時期經濟、文化、科學技術的發(fā)展面貌，展示了人類的創(chuàng)造力。2）土木工程體現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)展的原始動力；隨著社會經濟的發(fā)展，各行各業(yè)都離不開作為基礎設施的土木工程。3）土木工程與人類生活、生產息息相關FURUI9服裝廠都江堰紫坪埔水庫土木工程行業(yè)是重要的物質生產部門，在社會總產值和社會就業(yè)人數中占有相當大的比重；還對其他產業(yè)具有較強的關聯性和帶動性。4）土木工程行業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)FURUI10土木工程行業(yè)帶動主要產業(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)內容FURUI11我國的古代土木工程成就輝煌，尤其在木建筑方面獨樹一幟，形成了特有的木構架建筑體系。古代土木工程FURUI12山西南禪寺FURUI13中國現存最古老的木結構建筑寺中雕塑精湛，堪稱唐代雕塑藝術的珍品應縣木塔（建于1056年）FURUI14山西應縣木塔

故宮FURUI15視頻：北京故宮中國古代在土-石-磚建筑方面也不乏優(yōu)秀的工程創(chuàng)造FURUI16長城是世界七大奇跡之一趙州橋FURUI17世界上現存最早的敞肩式石拱橋，凈跨37.02米中國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）京杭大運河FURUI20全長約1794公里，春秋吳國開鑿，隋朝大幅擴建，元朝全線通航。是世界上里程最長、工程最大、最古老的運河。我們古代出現了很多優(yōu)秀的技術人才，并總結編寫出一些優(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希臘的帕特農神廟

視頻：埃及胡夫金字塔古羅馬加爾渡槽橋FURUI231985年被聯合國教科文組織列入《世界遺產名錄》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）在工程技術方面：主要憑借經驗，缺少理論上的依據和指導古代土木工程的特點FURUI25近代土木工程的時間跨度為從17世紀中葉至20世紀中葉的300年間。近代土木工程FURUI26轉爐煉鋼1859年，貝斯曼發(fā)明轉爐煉鋼法，鋼材大量生產1825年，英國使用盾構技術開鑿泰晤士河河底隧道1853年，美國人奧蒂斯發(fā)明帶有安全裝置的升降機FURUI27鑿巖機——1825年英國建成世界第一條長21km的鐵路——1863年倫敦又建造了世界第一條地下鐵道——1932年德國建成世界上第一條高速公路土木工程的應用領域在這一時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。意大利科學家伽利略在1638年出版的著作《關于兩門新科學的談話和數學證明》中論述了建筑材料的力學性質和梁的強度，首先用公式表達了梁的設計理論；英國科學家牛頓在1687年總結了力學三大定律，它們是土木工程設計理論的基礎；瑞士數學家歐拉在1744年出版的《曲線的變分法》建立了柱的壓屈理論，為分析土木工程結構物的穩(wěn)定問題奠定了基礎。1825年納維建立了土木工程中結構設計的容許應力法；19世紀末里特爾等人提出了極限平衡的概念。這為土木工程的結構理論分析打下了基礎。在理論方面，近代力學的發(fā)展為土木工程奠定了理論基礎FURUI29近代土木工程的代表FURUI301889年，法國在巴黎建造了高300m的埃菲爾鐵塔，用鋼8000t。這是近代高層建筑結構的萌芽。紐約帝國大廈FURUI31帝國大廈共102層，高378m，鋼骨架總重超過50000t，內裝67部電梯。建筑高度保持世界紀錄達40年之久。美國金門大橋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）蘇伊士運河&巴拿馬運河FURUI33世界上最具有戰(zhàn)略意義的兩條人工水道巴拿馬運河航線34地中海紅海紅海直通印度洋蘇伊士運河胡佛水壩FURUI35混凝土拱壩，壩高221.4米，世界聞名的水利工程。中國近代土木工程相對落后，直到十九世紀末，隨著西方技術的引進，開始有所發(fā)展FURUI36南京中山陵中國近代建筑史上第一陵京張鐵路（1909年）FURUI37全長約200公里，是首條由中國人自行設計、施工的干線鐵路。錢塘江大橋（1937年）FURUI38全長1453米，由橋梁專家茅以升主持設計，是我國自行設計、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、理論力學、結構力學、土力學等工程設計基礎理論基本形成3）施工方面：新工藝和新機械不斷出現，施工技術進步，建造規(guī)模擴大，建造速度加快4）應用領域：鐵路、地鐵、高速公路、高層建筑等新領域出現并逐漸發(fā)展該階段土木工程總體呈現如下特征：FURUI3920世紀中葉以來，城市建設有三個趨向。——高層建筑的大量興起。由于城市人口大量積聚，密度猛增，用房緊張，地價昂貴，建筑物向空間發(fā)展。美國的高層建筑最多，高度在160～200m的就有100多幢。近年來，我國、馬來西亞、新加坡等東南亞國家的高層建筑有很大發(fā)展。1）城市建設立體化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、航海在內的交通網絡快速發(fā)展，并促進了橋梁、隧道和大型交通樞紐設施建設。2）交通網絡化、高速化FURUI42視頻：世界最長跨海大橋-膠州灣大橋即土木工程日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。3）工程設施功能化FURUI43巴西國會大廈。建于1957～1959年。由國會上下議院、辦公樓和各部分廳室、服務房間等組成。1）材料輕質高強化2）分析理論精細化3）施工過程工業(yè)化隨著現代科學技術在工程領域的滲透，土木工程技術呈現出如下新特點：FURUI44鋼、混凝土等傳統材料的強度和耐久性進一步提高。鋁合金、建筑膜材。玻璃鋼等新型工程材料發(fā)展迅速。1）材料輕質高強化FURUI45現代力學、數學理論與計算機技術及先進實驗急速相結合，使我們對各種工程設施的分析和設計能力大為增強2）理論研究精細化FURUI46鳥巢分析圖構件標準化、結構裝配化、施工機械化在工程建設中日益普及；信息技術發(fā)展迅速；現代施工技術使復雜工程的建設成為可能。3）施工過程工業(yè)化FURUI47裝配式房屋現代土木工程的代表FURUI481996年亞特蘭大奧運會主場館，輪廓尺寸241米*192米，是世界上最大的室內體育館哈利法塔（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，被譽為“世界第八大奇跡”。FURUI52自改革開放以來，我國的土木工程發(fā)展迅速，不僅在建設總量上居世界首位，在大型復雜工程的建造能力方面，也居國際前列。在全球已建成的超過400米的超高層建筑中，中國約占六成，且呈持續(xù)增長的趨勢FURUI53中國的超大跨橋梁數量超過世界總量的一般，且全部為自主設計施工。FURUI54蘇通大橋，主跨1088米港珠澳大橋，全長50公里（在建）世界上規(guī)模最大的城市地鐵系統。截至2013年，共有17條運營線路，270座車站、456千米運營里程、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天路國家體育館-鳥巢FURUI58土木工程既是最古老的工程技術，也在不斷與時俱進，發(fā)展成為以先進科技武裝的現代工程技術，同時也必將為人類社會的未來發(fā)展做出重要貢獻FURUI59隨著科技進步與人類生存空間的拓展需求，未來土木工程將呈現以下發(fā)展趨勢：可持續(xù)發(fā)展土木工程超級土木工程新環(huán)境土木工程FURUI60中國人口占世界人口的19%，但耕地占7%，淡水占6%，森林占4%，石油占2%我國建材行業(yè)每年消耗原材料達50億噸，二氧化碳排放量占全國總量的40%我國建筑能耗占全國能耗總量的27%我國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，最大限度節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護環(huán)境，與自然和諧共生。第一，以綠色、生態(tài)、低碳理念，統領工程設計、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：降低供水管網漏損；推廣節(jié)水器具；推進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、產品和設備合理設計建筑圍護結構加強設備運行管理、提高采暖、制冷、照明、通風、給排水等系統的運行效率開發(fā)利用太陽能、風能、地熱等清潔能源第三，提高能源的利用效率，開發(fā)利用綠色能源FURUI64在工程設計中，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)境協調統一。提倡應用綠色建筑材料和建筑技術，減少建造、使用過程對自然環(huán)境和生態(tài)的破壞。第四，注重環(huán)境保護，與自然和諧共生FURUI65屋頂綠化施工圍擋漢諾威世博會日本館（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上海世博會主題館（2010年）太陽能覆蓋率最高的單位建筑生態(tài)墻英國伊甸園（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新理念，即強調以人為本，重視環(huán)境、社會和經濟三者之間的協調發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展土木工程：FURUI69環(huán)保材料超低能耗設計技術高能效的外墻材料渤海灣海底隧道超級土木工程構想FURUI70計劃投資2000億，連接山東半島和遼東半島超級土木工程構想FURUI71休斯頓穹頂為解決人口增長、環(huán)境惡化、資源緊張等問題，向地下、還有、荒漠和太空等新領域拓展，是未來土木工程發(fā)展的一個趨勢新環(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)時庇護，是未來城市發(fā)展趨勢新環(huán)境土木工程構想FURUI73阿姆斯特丹地下城新環(huán)境土木工程構想FURUI74水下摩天大樓新環(huán)境土木工程構想FURUI75外星基地

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