土木工程發(fā)展及未來(lái)趨勢(shì)

土木工程發(fā)展及未來(lái)趨勢(shì)學(xué)院：土木工程

專(zhuān)業(yè)：建筑與土木工程

姓名：劉振奎

學(xué)號(hào)：2016209

目錄目錄1.摘要TOC\o"1-5"\h\z.土木工程的定義及特點(diǎn) 3.土木工程的發(fā)展 5.土木工程歷史三次進(jìn)步 7.土木工程的現(xiàn)狀 10.土木工程未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 12.土木工程可持續(xù)發(fā)展 131414.結(jié)語(yǔ)1414.參考文獻(xiàn)1.摘要：土木工程作為一個(gè)大的學(xué)科門(mén)類(lèi)，從一開(kāi)始，就發(fā)展一直很好，近年來(lái)隨著工程技術(shù)和工程材料的進(jìn)步，明顯對(duì)土木工程的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用，但是在發(fā)展的過(guò)程中，由于全球化各種因素的影響，也對(duì)土木工程的未來(lái)發(fā)展也提出了更高的要求，接下來(lái)，我們就一起看看土木工程的發(fā)展及探究未來(lái)土木方向的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：土木工程發(fā)展歷史未來(lái)Abstract:Civilengineeringasarangeofdisciplines,fromthebeginning,thedevelopmenthasbeenverygood,inrecentyearswiththeengineeringtechnologyandmaterialprogress,obviouslyonthedevelopmentofcivilengineeringhasplayedasignificantroleinpromoting,butintheprocessofdevelopment,duetotheglobalizationofvariousfactors,butalsoforthefuturedevelopmentofcivilengineeringisalsoputforwardhigherrequirements,next,welookatthedevelopmenttrendofthedevelopmentofcivilengineeringandcivilexplorethefuturedirection..土木工程的定義及特點(diǎn)：(1)土木工程的定義土木工程作為一門(mén)學(xué)科，稱(chēng)為土木工程學(xué)。它是運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)，力學(xué)、材料等技術(shù)科學(xué)知識(shí)以及工程技術(shù)知識(shí)來(lái)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建各種建筑物和構(gòu)筑物的一門(mén)學(xué)科。國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)在學(xué)科簡(jiǎn)介中為土木工程所下的定義是：“土木工程”( )是建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。它既指工程建設(shè)的對(duì)象，即建造在地上、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、保養(yǎng)、維修等專(zhuān)業(yè)技術(shù)。土木工程，在英文中稱(chēng)為“ ”i直譯為“民用工程”，這個(gè)專(zhuān)用名次是為了把它和軍事工程()區(qū)別開(kāi)來(lái)。土木工程研究民用的永久性建筑，而軍事工程則研究軍用的臨時(shí)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(gòu)造物的設(shè)計(jì)與施工的。事實(shí)上，這個(gè)定義包括：房屋、水壩、隧道、橋梁、運(yùn)河、衛(wèi)生系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)的各種固定部分——公路、機(jī)場(chǎng)、港口設(shè)施以及鐵路路基。(2)土木工程的一般特點(diǎn)：①土木工程所提出的課題是特殊的，因?yàn)樗械慕ㄖ锖徒ㄖ锒际仟?dú)特的，難以有一個(gè)建筑物（構(gòu)筑物）與另一個(gè)是完全相同的。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(guān)的工程。④土木工程是一門(mén)歷史悠久的學(xué)科，但其領(lǐng)域隨相關(guān)學(xué)科的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步的需要而不斷更新、不斷發(fā)展。3.土木工程的發(fā)展土木工程的發(fā)展可以劃分為三個(gè)階段：古代（公元前500年0－16世紀(jì)末）、近代（17世紀(jì)中葉－20世紀(jì)40年代）和現(xiàn)代（2世紀(jì)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(zhǎng)江流域的干闌式建筑。⑵塔建筑：埃及金字塔為石材，中國(guó)古代塔建筑多為木結(jié)構(gòu)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：16年83意大利伽利略“關(guān)于兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話”首次用公式表達(dá)了梁的設(shè)計(jì)理論16年87英國(guó)牛頓總結(jié)了力學(xué)三大定律，為土木工程奠定了力學(xué)分析基礎(chǔ)18年25法國(guó) 納維在材料力學(xué)、彈性力學(xué)和材料強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上，建立了土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的容許應(yīng)力法。⑵材料方面：年英國(guó)阿斯普丁（）發(fā)明了波特蘭水泥18年56轉(zhuǎn)爐煉鋼獲得成功，維鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)打下充分的物質(zhì)基礎(chǔ)18年86美國(guó)杰克遜首先應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土制作建筑配件，后又用它制作樓板193年0法國(guó)弗涅希內(nèi)將高強(qiáng)度鋼絲用于預(yù)應(yīng)力混凝土，克服了因混凝土徐變?cè)斐伤┘拥念A(yù)應(yīng)力完全喪失的問(wèn)題。于是，預(yù)應(yīng)力混凝土在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。⑶工程方面：年法國(guó)J尼埃（ ）主持建造第一座長(zhǎng)的鋼筋混凝土橋。18年86美國(guó)芝加哥用框架結(jié)構(gòu)建成一座高達(dá)9層的保險(xiǎn)公司大廈，被譽(yù)為現(xiàn)代高層建筑的開(kāi)端年法國(guó)巴黎 建成高的艾菲爾（ ）鐵塔，使用熟鐵近 之多2年5英國(guó)斯蒂芬森英格蘭北部托克頓和達(dá)靈頓直接修筑了世界第一條長(zhǎng) 的鐵路。18年63英國(guó)倫敦 建成世界第一條地下鐵道年英國(guó)用鑄鐵建成跨度維 的拱橋18年90英國(guó)愛(ài)丁堡建成福斯橋，該橋?yàn)閮煽字骺邕_(dá)52的懸臂式桁架梁橋，橋面在水上 5總耗鋼0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)一年德國(guó)修筑長(zhǎng)達(dá) 的高速公路網(wǎng)4．土木工程歷史三次進(jìn)步對(duì)土木工程的發(fā)展起關(guān)鍵作用的，首先是作為工程物質(zhì)基礎(chǔ)的土木建筑材料，其次是隨之發(fā)展起來(lái)的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)。每當(dāng)出現(xiàn)新的優(yōu)良的建筑材料時(shí)，土木工程就會(huì)有飛躍式的發(fā)展。人們?cè)谠缙谥荒芤揽磕嗤?、木料及其它天然材料從事?tīng)I(yíng)造活動(dòng)，后來(lái)出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料，使人類(lèi)第一次沖破了天然建筑材料的束縛。中國(guó)在公元前十一世紀(jì)的西周初期制造出瓦。最早的磚出現(xiàn)在公元前五世紀(jì)至公元前三世紀(jì)戰(zhàn)國(guó)時(shí)的墓室中。磚和瓦具有比土更優(yōu)越的力學(xué)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(kāi)始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。直至?19世紀(jì)，在長(zhǎng)達(dá)兩千多年時(shí)間里，磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，為人類(lèi)文明作出了偉大的貢獻(xiàn)，甚至在目前還被廣泛采用。鋼材的大量應(yīng)用是土木工程的第二次飛躍。十七世紀(jì)7年代開(kāi)始使用生鐵、十九世紀(jì)初開(kāi)始使用熟鐵建造橋梁和房屋，這是鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的前奏。從十九世紀(jì)中葉開(kāi)始，冶金業(yè)冶煉并軋制出抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高、延性好、質(zhì)量均勻的建筑鋼材，隨后又生產(chǎn)出高強(qiáng)度鋼絲、鋼索。于是適應(yīng)發(fā)展需要的鋼結(jié)構(gòu)得到蓬勃發(fā)展。除應(yīng)用原有、拱結(jié)構(gòu)外，新興的桁架,框架,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)逐漸推廣，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)形式百花爭(zhēng)艷的局面。建筑物跨徑從磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的幾、幾十發(fā)展到鋼結(jié)構(gòu)的百M(fèi)幾百M(fèi)直到現(xiàn)代的千以上。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(shè)鐵路，創(chuàng)造出前所未有的奇跡。為適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的需要，在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論等就應(yīng)運(yùn)而生。施工機(jī)械、施工技術(shù)和施工組織設(shè)計(jì)的理論也隨之發(fā)展，土木工程從經(jīng)驗(yàn)上升成為科學(xué)，在工程實(shí)踐和基礎(chǔ)理論方面都面貌一新，從而促成了土木工程更迅速的發(fā)展。十九世紀(jì)20年代，波特蘭水泥制成后，混凝土問(wèn)世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土構(gòu)件易于成型，但混凝土的抗拉強(qiáng)度很小，用途受到限制。十九世紀(jì)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(fù)合建筑材料，其中鋼筋承擔(dān)拉力，混凝土承擔(dān)壓力，發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)。二十世紀(jì)初以來(lái)，鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于土木工程的各個(gè)領(lǐng)域。從三十年代開(kāi)始，出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能、剛度和承載能力，大大高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因而用途更為廣闊。土木工程進(jìn)入了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土占統(tǒng)治地位的歷史時(shí)期?；炷恋某霈F(xiàn)給建筑物帶來(lái)了新的經(jīng)濟(jì)、美觀的工程結(jié)構(gòu)形式，使土木工程產(chǎn)生了新的施工技術(shù)和工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論。這是土木工程的又一次飛躍發(fā)展。.木工程的現(xiàn)狀中國(guó)現(xiàn)狀（1）房屋建筑隨著我國(guó)城市化的進(jìn)程加快，中國(guó)的城市建設(shè)也在逐步的發(fā)展中，在市內(nèi)的占地可用資源也越來(lái)越少，人口的大幅度增長(zhǎng)與城市土地資源的逐步減少是一個(gè)強(qiáng)烈的對(duì)比，所以，這也是高層建筑為何發(fā)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(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的成果體現(xiàn)，同時(shí)也加大了中國(guó)的經(jīng)濟(jì)在發(fā)展中的負(fù)擔(dān)。（）道路交通

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與公路的大力建設(shè)是相互制約的，所以，在土木行業(yè)里公路的發(fā)展是非常重要。國(guó)家想要發(fā)展就必須先發(fā)展經(jīng)濟(jì)，我國(guó)很多方面的快速發(fā)展都是依賴(lài)經(jīng)濟(jì)，所以，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也是社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)。加強(qiáng)道路的發(fā)展能夠改善產(chǎn)業(yè)的整體結(jié)構(gòu)、帶動(dòng)附屬產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、保障人口的質(zhì)量、轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)方式、減少城鄉(xiāng)差距、加快城市化進(jìn)程、在整體提高人們生活質(zhì)量的同時(shí)也加快了發(fā)展的腳步。相比以前來(lái)講，我國(guó)目前的交通狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有了質(zhì)的提高，但一部分地區(qū)仍然存在運(yùn)輸設(shè)施及設(shè)備滿足不了國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要，也有一部分地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠佳，道路建設(shè)也相對(duì)滯后，因此，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展存在不協(xié)調(diào)性，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)我國(guó)人口質(zhì)量產(chǎn)生影響不利于我國(guó)社會(huì)主義和諧社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展。世界現(xiàn)狀隨著世紀(jì)中葉鋼材及混凝土在土木工程中的開(kāi)始使用，以及世紀(jì)年代后期預(yù)應(yīng)力混凝土的制造成功，建造摩天大樓、大跨度建筑和跨海峽 以上的大橋成為可能。目前，世界上最高建筑是中國(guó)臺(tái)北的大廈，總高度為8最高的樓房為迪拜哈利法塔8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9最長(zhǎng)的斜拉橋是日本的多多拉橋，橋主跨有 ，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)中國(guó)的蘇通長(zhǎng)江公路大橋?qū)⑺⑿逻@一世界紀(jì)錄。最大跨度的拱橋是中國(guó)上海的盧浦大橋，跨度為0

世界高速公路總里程最長(zhǎng)的國(guó)家為美國(guó)，其總長(zhǎng)為 公里。最高的大壩為高的瑞士大狄克桑斯壩。最高的電視塔為加拿大高的多倫多塔，其次為莫斯科塔，高7.木工程未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)在社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，我們對(duì)社會(huì)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，怎樣將資源進(jìn)行合理配置，提供給越來(lái)越多的人們，利用最少的資源得到最大的發(fā)展是非常重要的。土木以后的發(fā)展是要沿著低消耗、集約式的方向發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展道路，建設(shè)和諧社會(huì)。C）向高空延伸根據(jù)相關(guān)資料現(xiàn)實(shí)，目前世界上人工最高的建筑是波蘭的長(zhǎng)波臺(tái)鋼塔，其高度為 ，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(lái)土木工程建筑領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，高空的距離是無(wú)限的，因此，只要技術(shù)允許的條件下，建筑物不斷向高空發(fā)展是切實(shí)可行的一種策略。這種高層建筑可以集工作、休閑、娛樂(lè)、商業(yè)、購(gòu)物等一系列功能，這就大大節(jié)約了土地資源，為城市的發(fā)展節(jié)省了土地。而我國(guó)在此方面的展望是，在上海附近擬建一棟高達(dá) 的仿生大廈，居民可以達(dá)到十萬(wàn)人左右，這將是我國(guó)土木工程建筑史的一塊里程碑，將在世界人工建筑領(lǐng)域中堪稱(chēng)奇跡。C）向海洋拓展

地球可以稱(chēng)作為一個(gè)“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(shù)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(lèi)不斷向外擴(kuò)展過(guò)程中的一個(gè)創(chuàng)舉。海洋比陸地情況更為復(fù)雜，但其巨大的潛力對(duì)人類(lèi)一直是比較具有誘惑力的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，在土木工程方面人類(lèi)已經(jīng)在海洋中取得了一些可喜的成就。近年來(lái)，我國(guó)在此領(lǐng)域中也獲得了相當(dāng)?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(guó)在近年來(lái)取得的成就。這些成就的取得都為土木工程在將來(lái)向海洋的發(fā)展積累了科技經(jīng)驗(yàn)，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。()向沙漠發(fā)展全世界約有 陸地為沙漠，每年約有 萬(wàn)公頃的耕地被侵蝕，這將影響上億人口的生活。世界未來(lái)學(xué)會(huì)對(duì)下世紀(jì)初世界十大工程設(shè)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公里、深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(guó)際上正在研究開(kāi)發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽(yáng)能淡化海水的可行方案，該方案一旦實(shí)施，將會(huì)啟動(dòng)近海沙漠地區(qū)大規(guī)模的建設(shè)工程。我國(guó)沙漠輸水工程實(shí)驗(yàn)成功，自行修建的第一條長(zhǎng)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(guó)首條沙漠高速公路一一榆靖高速公路已全線動(dòng)工，其全長(zhǎng) 公里。

.土木工程的可持續(xù)發(fā)展環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞是人類(lèi)面臨的嚴(yán)峻的問(wèn)題。在建設(shè)和使用土木工程過(guò)程中，與能源消耗、資源利用、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡有密切關(guān)系，對(duì)貫徹“可持續(xù)發(fā)展”原則影響很大。如何在發(fā)展和生態(tài)平衡之間找到平衡點(diǎn)，已是人們最關(guān)心的話題之一。從資源方面看,建房、修路大多要占地,而我國(guó)土地資源十分緊張。因而在土木工程中盡可能向空間方向發(fā)展。另外建材中的粘土磚毀地嚴(yán)重,應(yīng)予禁止。建材生產(chǎn),施工建造還少不了消耗能源和水資源,這方面應(yīng)盡可能采用可再生資源和循環(huán)利用已有資源,例如利用太陽(yáng)能,利用處理過(guò)的廢水?dāng)嚢杌炷恋?。如果發(fā)現(xiàn)采用落后的生產(chǎn)工藝如小造紙廠,小化肥廠等建立工廠,發(fā)現(xiàn)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,應(yīng)予以強(qiáng)制關(guān)閉。.結(jié)語(yǔ)土木工程作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科