Ⅲ、土木工程的内涵和土木工程的发展简史 土木工程的内涵 1、土木工程三方面的含义 生产活动:利用工程材料修建建筑物、构筑物的生产活动过程 工程技术:上述过程必须的勘测、设计、施工、管理等技术措施 学科:利用科学技术知识来研究、设计、修建建筑物、构筑物的一门工程学科 建筑物和构筑物: 建筑物:人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场所 构筑物:人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑设施 2、土木工程与人们的衣、食、住、行、活动密切相关 衣农业生产基地的建设;纺织、服装、食品、冷藏、水利设 施等的建设 住:住宅 行:公路、铁路、桥梁、港口、机场等设施 活动:宾馆、旅店、商场、医院、学校、影剧院、体育场馆 等设施 3、土木工程是进行工业生产的必要条件 厂房、矿井设施 4、土木工程的任务 (1)建造满足人们生产、生活、社会活动和审美要求的工程; (2)形成抵御自然、人为破坏作用的能力(防灾、抗灾,工程 事故救护与处理等) (3)科学、合理地运用工程材料完成土木工程建设;
Ⅲ、土木工程的内涵和土木工程的发展简史 一、土木工程的内涵 1、土木工程三方面的含义 学科：利用科学技术知识来研究、设计、修建建筑物、构筑物的一门工程学科 工程技术：上述过程必须的勘测、设计、施工、管理等技术措施 生产活动：利用工程材料修建建筑物、构筑物的生产活动过程 建筑物和构筑物： 构筑物：人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑设施 建筑物：人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场所 2、土木工程与人们的衣、食、住、行、活动密切相关 食 衣 农业生产基地的建设；纺织、服装、食品、冷藏、水利设 施等的建设； 住：住宅 行：公路、铁路、桥梁、港口、机场等设施 活动：宾馆、旅店、商场、医院、学校、影剧院、体育场馆 等设施 3、土木工程是进行工业生产的必要条件 厂房、矿井设施 4、土木工程的任务 ⑴建造满足人们生产、生活、社会活动和审美要求的工程； ⑵形成抵御自然、人为破坏作用的能力（防灾、抗灾，工程 事故救护与处理等） ⑶科学、合理地运用工程材料完成土木工程建设；
(4)科学、经济地进行和完成建设活动。 二、土木工程的发展简史 (一)、三个历史时期 古代:约新石器时代(前5000年)~17世纪中叶 近代:约7世纪中叶~20世纪中叶 现代:约20世纪中叶~ (二)、各历史时期的主要标志 可从工程建设指导理论、所用工程材料、所用工程技术 及建设设备几个方面分析各历史时期的特点。 、古代 工程建设指导理论: ①缺乏理论依据,工程无理论指导; ②有少量的经验总结,如 a、《考工记》(又称《周礼·冬宫考工记》),作者不详,我 国古代科学手工艺技术的巨著公元前5世纪 b、《营造式法》北宋李诫(~1110 c、《论建筑》列奥·巴基斯塔·阿尔贝蒂(L·B· Alberti (1404~1472),意大利 所用工程材料: ①最早以当地天然材料为土建材料,如树木、植物茎叶、石 块、土等 ②逐步发展了经加工或创造出的材料,主要有土坯、石材
⑷科学、经济地进行和完成建设活动。 二、土木工程的发展简史 （一）、三个历史时期 20 ~ 17 ~ 20 5000 ~ 17 现代：约 世纪中叶 近代：约 世纪中叶 世纪中叶 古代：约新石器时代（前 年） 世纪中叶 （二）、各历史时期的主要标志 可从工程建设指导理论、所用工程材料、所用工程技术 及建设设备几个方面分析各历史时期的特点。 1、古代 工程建设指导理论： ①缺乏理论依据，工程无理论指导； ②有少量的经验总结，如： a、《考工记》（又称《周礼·冬宫考工记》），作者不详，我 国古代科学手工艺技术的巨著公元前 5 世纪 b、《营造式法》北宋李诫（ ～1110） c、《论建筑》列奥•巴基斯塔• 阿尔贝蒂(L•B•Alberti) (1404～1472),意大利 所用工程材料： ①最早以当地天然材料为土建材料，如树木、植物茎叶、石 块、土等； ②逐步发展了经加工或创造出的材料，主要有土坯、石材
砖、瓦、木材、青铜、铁、铅、混合材料等。 工程技术和工程机械 ①砖石结构、木构架土墙结构等; ②最早使用石斧、石刀等天然材料制成的工具; ③逐渐发展了斧、凿、钻、锯、铲等青铜和铁器工具,窑制 和煅烧加工技术,打桩机、桅杆起重机等施工机械。 ★☆2、近代 现代土木工程建设的指导理论一力学和结构理论在这 段时期形成。 工程建设指导理论: ①力学三大定律1687年,牛顿(英国) ②梁的设计理论1638年,伽利略(意大利) ③柱的压屈理论1744年,欧拉(瑞士) ④容许应力分析法1825年,纳维 所用工程材料: ① Portland cement(硅酸盐水泥)问世1825年,阿斯普丁 (英国) ②水灰比学说创立一混凝土强度理论基础 ③转炉炼钢法问世一钢材大量生产、使用1859年 ④钢筋混凝土问世1867年,莫尼埃(法国) 工程技术和工程机械:
砖、瓦、木材、青铜、铁、铅、混合材料等。 工程技术和工程机械： ①砖石结构、木构架土墙结构等； ②最早使用石斧、石刀等天然材料制成的工具； ③逐渐发展了斧、凿、钻、锯、铲等青铜和铁器工具，窑制 和煅烧加工技术，打桩机、桅杆起重机等施工机械。 ★☆2、近代 现代土木工程建设的指导理论—力学和结构理论在这 段时期形成。 工程建设指导理论： ①力学三大定律 1687 年，牛顿（英国） ②梁的设计理论 1638 年，伽利略（意大利） ③柱的压屈理论 1744 年，欧拉（瑞士） ④容许应力分析法 1825 年，纳维 所用工程材料： ①Portland Cement（硅酸盐水泥）问世 1825 年，阿斯普丁 （英国） ②水灰比学说创立—混凝土强度理论基础 ③转炉炼钢法问世—钢材大量生产、使用 1859 年 ④钢筋混凝土问世 1867 年，莫尼埃（法国） 工程技术和工程机械：
①近、现代施工工具、设备、机械大量使用 ②框架结构技术 ③高层建筑出现 ④电梯出现一使高层建筑成为可能 ⑤预应力混凝土技术出现 代表性成就: ①美国芝加哥保险大楼1883年,詹莱(摩天楼之父); 法国埃菲尔铁塔(1889年) ②世界上第一条铁路(1825年)和地铁(1863年)英国 ③现代桥梁的三种基本形式一梁式桥、拱桥、悬索桥出现 ④高速公路网出现(1931~1942)德国 ⑤结构动力学和工程抗震技术大力发展 3、现代 在近代土木工程巨大成就的基础上,材料、施工技术和 指导理论全面发展。 工程建设指导理论: ①理论分析向精确化、科学化发展 线性分析一一非线性分析 平面分析一一空间分析 单个分析一一系统整体分析 静态分析一一动态分析
①近、现代施工工具、设备、机械大量使用 ②框架结构技术 ③高层建筑出现 ④电梯出现—使高层建筑成为可能 ⑤预应力混凝土技术出现 代表性成就： ①美国芝加哥保险大楼 1883 年，詹莱（摩天楼之父）； 法国埃菲尔铁塔（1889 年） ②世界上第一条铁路（1825 年）和地铁（1863 年） 英国 ③现代桥梁的三种基本形式—梁式桥、拱桥、悬索桥出现 ④高速公路网出现（1931～1942）德国 ⑤结构动力学和工程抗震技术大力发展 3、现代 在近代土木工程巨大成就的基础上，材料、施工技术和 指导理论全面发展。 工程建设指导理论： ①理论分析向精确化、科学化发展 线性分析——非线性分析 平面分析——空间分析 单个分析——系统整体分析 静态分析——动态分析
经验定值分析——随机分析、随机过程分析 数值分析一一模拟试验分析 人工计算、方案比较、制图一一计算机辅助设计、优化设计、 制图 ②新的指导理论迅速发展 可靠性理论 土力学和岩体力学理论 结构抗震理论 动态规划理论 网格理论 所用工程材料: 土木工程材料向轻质、高强、节能、环保、复合、多功 能方向发展 ①水泥混凝土:轻质、高强、节能、利废、高耐久性能。 ②钢材:低合金、高强度、高性能。 ③其它材料:铝合金、新型墙体材料、塑钢复合材料、新型 功能性材料等。 工程技术和工程机械: ①各种现代化工程机器设备普及使用,如起重运输设备、混 凝土泵送及搅拌运输设备、各种专业施工设备等。 ②各种新技术普及使用。如定向爆破、滑模、逆作法技术 盾构施工技术、非焊接钢筋连接技术、混凝土外加剂技术
经验定值分析——随机分析、随机过程分析 数值分析——模拟试验分析 人工计算、方案比较、制图——计算机辅助设计、优化设计、 制图 ②新的指导理论迅速发展 可靠性理论 土力学和岩体力学理论 结构抗震理论 动态规划理论 网格理论 所用工程材料： 土木工程材料向轻质、高强、节能、环保、复合、多功 能方向发展 ①水泥混凝土：轻质、高强、节能、利废、高耐久性能。 ②钢材：低合金、高强度、高性能。 ③其它材料：铝合金、新型墙体材料、塑钢复合材料、新型 功能性材料等。 工程技术和工程机械： ①各种现代化工程机器设备普及使用，如起重运输设备、混 凝土泵送及搅拌运输设备、各种专业施工设备等。 ②各种新技术普及使用。如定向爆破、滑模、逆作法技术、 盾构施工技术、非焊接钢筋连接技术、混凝土外加剂技术