土木工程發(fā)展及未來趨勢

土木工程發(fā)展及未來趨勢學(xué)院：土木工程

專業(yè)：建筑與土木工程

姓名：劉振奎

學(xué)號：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.土木工程未來發(fā)展趨勢 12.土木工程可持續(xù)發(fā)展 131414.結(jié)語1414.參考文獻(xiàn)1.摘要：土木工程作為一個大的學(xué)科門類，從一開始，就發(fā)展一直很好，近年來隨著工程技術(shù)和工程材料的進(jìn)步，明顯對土木工程的發(fā)展起到了很大的推動作用，但是在發(fā)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發(fā)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發(fā)展及探究未來土木方向的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：土木工程發(fā)展歷史未來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學(xué)科，稱為土木工程學(xué)。它是運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)知識，力學(xué)、材料等技術(shù)科學(xué)知識以及工程技術(shù)知識來規(guī)劃、設(shè)計、修建各種建筑物和構(gòu)筑物的一門學(xué)科。國務(wù)院學(xué)位委員會在學(xué)科簡介中為土木工程所下的定義是：“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)的對象，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、設(shè)計、施工、保養(yǎng)、維修等專業(yè)技術(shù)。土木工程，在英文中稱為“ ”i直譯為“民用工程”，這個專用名次是為了把它和軍事工程()區(qū)別開來。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)計與施工的。事實(shí)上，這個定義包括：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、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，難以有一個建筑物（構(gòu)筑物）與另一個是完全相同的。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)于兩門新科學(xué)的對話”首次用公式表達(dá)了梁的設(shè)計理論16年87英國牛頓總結(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 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)計的容許應(yīng)力法。⑵材料方面：年英國阿斯普?。ǎ┌l(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造成所施加的預(yù)應(yīng)力完全喪失的問題。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J尼埃（ ）主持建造第一座長的鋼筋混凝土橋。18年86美國芝加哥用框架結(jié)構(gòu)建成一座高達(dá)9層的保險公司大廈，被譽(yù)為現(xiàn)代高層建筑的開端年法國巴黎 建成高的艾菲爾（ ）鐵塔，使用熟鐵近 之多2年5英國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 的鐵路。18年63英國倫敦 建成世界第一條地下鐵道年英國用鑄鐵建成跨度維 的拱橋18年90英國愛丁堡建成福斯橋，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)一年德國修筑長達(dá) 的高速公路網(wǎng)4．土木工程歷史三次進(jìn)步對土木工程的發(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)展起來的設(shè)計理論和施工技術(shù)。每當(dāng)出現(xiàn)新的優(yōu)良的建筑材料時，土木工程就會有飛躍式的發(fā)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(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)國時的墓室中。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)，在長達(dá)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年代開始使用生鐵、十九世紀(jì)初開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，混凝土問世了?；炷凉橇峡梢跃偷厝〔模炷翗?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，鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于土木工程的各個領(lǐng)域。從三十年代開始，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)治地位的歷史時期。混凝土的出現(xiàn)給建筑物帶來了新的經(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)狀中國現(xiàn)狀（1）房屋建筑隨著我國城市化的進(jìn)程加快，中國的城市建設(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(qiáng)烈的對比，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，這是中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的成果體現(xiàn)，同時也加大了中國的經(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。國家想要發(fā)展就必須先發(fā)展經(jīng)濟(jì)，我國很多方面的快速發(fā)展都是依賴經(jīng)濟(jì)，所以，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也是社會進(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)量的同時也加快了發(fā)展的腳步。相比以前來講，我國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)也相對滯后，因此，我國經(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)象會對我國人口質(zhì)量產(chǎn)生影響不利于我國社會主義和諧社會的建設(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臺北的大廈，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最長的斜拉橋是日本的多多拉橋，橋主跨有 ，預(yù)計在不久的將來中國的蘇通長江公路大橋?qū)⑺⑿逻@一世界紀(jì)錄。最大跨度的拱橋是中國上海的盧浦大橋，跨度為0

世界高速公路總里程最長的國家為美國，其總長為 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.木工程未來發(fā)展趨勢在社會進(jìn)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，怎樣將資源進(jìn)行合理配置，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。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波臺鋼塔，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。這將是未來土木工程建筑領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，高空的距離是無限的，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、商業(yè)、購物等一系列功能，這就大大節(jié)約了土地資源，為城市的發(fā)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(dá) 的仿生大廈，居民可以達(dá)到十萬人左右，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(lǐng)域中堪稱奇跡。C）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(shù)條件允許的前提下，充分利用海洋資源是非常必要的，是人類不斷向外擴(kuò)展過程中的一個創(chuàng)舉。海洋比陸地情況更為復(fù)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(xué)技術(shù)的發(fā)展和時代的進(jìn)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(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發(fā)展積累了科技經(jīng)驗(yàn)，奠定了堅實(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 萬公頃的耕地被侵蝕，這將影響上億人口的生活。世界未來學(xué)會對下世紀(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(shí)施，將會啟動近海沙漠地區(qū)大規(guī)模的建設(shè)工程。我國沙漠輸水工程實(shí)驗(yàn)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一一榆靖高速公路已全線動工，其全長 公里。

.土木工程的可持續(xù)發(fā)展環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞是人類面臨的嚴(yán)峻的問題。在建設(shè)和使用土木工程過程中，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,例如利用太陽能,利用處理過的廢水?dāng)嚢杌炷恋取Ｈ绻l(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)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,應(yīng)予以強(qiáng)制關(guān)閉。.結(jié)語土木工程作為一個重要的基礎(chǔ)學(xué)科