關於土木工程的新理解

2021-09-19 21:25:03 字數 4733 閱讀 9767

土木工程概論》報告

經過近四周的《土木工程概論》的學習,為我開啟了一扇大門,讓我初步的了解了土木工程是一門怎樣的學科。以下便是我對土木工程的新了解。

第一.對「土木工程」概念的認識,和以前的個人認識不同。土木工程不僅僅只是修橋修路建房子,原來土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱它既指所應用的材料、裝置和所進行的勘測、設計、施工、保養維修等技術活動;也指工程建設的物件,即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平台、給水和排水以及防護工程等。而且土木工程也不只單單建造,它還包括對建築的維護及保養。

它是一項傳統的工程。古老得不知該從何處去找尋它的淵源,大概從人類誕生的那一天起,它就開始陪伴人類走過蒙昧,走向文明,而它也就是在人類的進貨中被完善,被發展。從最初的洞穴到秦磚漢瓦,到氣派的皇宮,再到現代的高樓大廈,歷史記載著它的成長,而歷史也正因為記載了它的成長而更加精彩。

國外神秘的埃及金字塔,古老的帕特農神廟,雄偉的古羅巴鬥獸場,莊嚴的聖索菲亞大教堂,奇怪的比薩斜塔國內千年趙州橋,京杭大運河,四川都江堰,咸陽交通網,應縣古木塔,還有曠古絕今的萬里長城。古老的土木工程,是勞動人民智慧型的結晶,是極其寶貴的文化遺產,更是難得一見的藝術珍品,它造福前人,澤被後世,對推動歷史的發展與人類的進步,立下了赫赫大功。

它是乙個年輕的事業。它的體內蘊藏著青春的活力,它的體外散發著蓬勃的朝氣。它古老但並不衰老,新興的科技給它注入了新鮮的血液,使它有了更迅猛的發展速度,更廣闊的發展空間,更巨大的發展潛力。

艾菲爾鐵塔,帝國大廈,世貿雙塔,上海環球金融中心世界第一高頻頻易位;多倫多天穹,格林威治千禧頂,浦東國際機場,大分體育場世界第一跨不斷重新整理;金門大橋,江陽長江大橋,青馬大橋,明石海峽大枯世界第一橋桂冠更替;挪威山嶺隧道,瑞士聖哥隧道,德意開爾其隧道,中國大瑤山隧道世界第一長風水輪轉。如果說這僅僅是工程設施的大型化和施工空間的拓展,那麼資訊化的施工,智慧型化的建築和交通,分析的防真系統總歸算得上是土木發展史上絕無僅有的革新。總之,科學技術作為土木工程的強大後盾,推動了土木的發展;而土木工程作為科學技術的廣闊戰場,又促進了科技的進步。

新材料、新結構、新施工方法和管理理念無一不給土木的騰飛插上理想的翅膀,而計算機的參與設計、分析、施工更使騰飛的土木如虎添翼。

第二.對土木工程的歷史發展的了解。土木工程的發展並不是一蹴而就的,它是經過了漫長的歲月和人類的無止的探索而來。縱觀土木工程的發展史,土木工程發展大概可分為三個階段:

磚瓦的出現使得古代的土木工程發生了第一次飛躍;十九世紀中葉,鋼材和鋼筋混凝土在建築營造中的應用則使近代的土木工程發生了革命性的變化,實現了第二次飛躍;至二十世紀中葉,預應力混凝土的發明和廣泛使用則是土木工程的第三次飛躍,標誌著現代土木工程的開始。

從人類第一次拿起工具改造土地、營造房屋開始,到公元17世紀中葉生鐵成為一種新型的建築材料,這一時期被看作是土木工程的古代時期。這一時期的土木工程雖然有所發展,但還沒有形成乙個完整的科學體系。建築材料以天然材料和磚瓦為主;木結構、磚石結構是主要的結構體系。

西元前11~前3世紀磚瓦的出現又成為了古代土木工程形成期和成熟期的分水嶺。

形成期(—西元前11~前3世紀)

這一時期工程材料以天然材料為主,建成了許多著名的建築。

在中國,相傳西元前21世紀的大禹治水,可能是人類歷史上最早的水利工程。西元前5世紀成書的《考工記》則是最早的一本有關土木工程的著作。西元前5~前4世紀,西門豹所主持修建的引漳灌鄴工程是中國最早的多首制灌溉工程。

西元前3世紀中葉李冰父子在四川灌縣修建的都江堰是世界上最早的綜合性大型水利工程。西元前7~前3世紀,修築了著名的長城(世界七大奇蹟之一)。

與此同時,埃及在西元前27~前26世紀就修建了世界上最大的帝王陵墓群——吉薩金字塔群,其中有著名的胡夫金字塔(世界七大奇蹟之一)。西元前16~前4世紀,又建成了位於底比利斯的凱爾奈克神廟。希臘在西元前7世紀也已建成了由石料營造的神廟。

西元前5世紀,著名的雅典衛城建成,其中的巴台農神廟(世界七大奇蹟之一)是古希臘建築的典範。印度在西元前20世紀就已建成了城市規劃完整的摩伯朱達羅城。

發達期(西元前11~前3世紀—17世紀中葉)

這一時期隨著磚瓦的出現,土木工程有了蓬勃的發展。知識化的建築師、工程師已經出現,圖紙的繪製,系統的計算方法都已出現。

在中國,木結構有了很大發展。山西五台山的南禪寺(8世紀)和佛光寺大殿(9世紀)都是現存的完整的木結構建築。2世紀建成的徐州浮屠寺塔是典型的樓閣式木塔。

11世紀在山西應縣建造的佛宮寺釋迦塔,高67.3m,是現存最高的木結構之一。1世紀時,磚石結構開始發展。

6世紀時建成的河南登封縣嵩嶽寺塔是中國現存最早的密簷磚塔。《木經》(宋喻皓),《營造法式》(李誡)等理論著作也相繼出現。

在西歐,西元前2世紀,出現了被稱為羅馬水泥的天然混凝土,古羅馬也出現了券拱結構。西元前1世紀,十字拱和穹頂在建築中廣泛使用。公元2世紀,發券已經開始使用,其代表建築萬神廟(120~124年)的直徑達43.

43m,是古代最大的圓頂廟。這一時期的《建築十書》(維特魯威,西元前1世紀)奠定了歐洲土木建築科學的體系。指示劑至中世紀時,拜占廷建築開始興起,其代表為聖伯菲亞教堂(532~537年),而此時的義大利仍保持著羅馬的建築風格,比薩大教堂是其代表。

西歐其他國家則以法國為中心,推崇哥德式教堂建築,其中以巴黎聖母院(1163~1271)最具代表性。15~16世紀,歐洲文藝復興運動興起。當時建成的佛羅倫斯教堂穹頂為世界最大的,它標誌著文復興藝建築的開始。

羅馬建成的聖彼得大教堂(1506~1526)集中了16世紀義大利建築、結構和施工的最高成就。l.b.阿爾貝蒂尼所著的《論建築》(1455)則是義大利文藝復興時期最重要的理論著作。

近代土木工程的發展

這一時期的建築材料已由過去的木、石、磚瓦發展為鐵、鋼、混凝土、鋼筋混凝土、早期預應力混凝土。建築理論也因材料力學、理論力學、結構力學、土力學、工程結構設計理論的逐步形成而充實起來。隨著新工藝新機械的出現,施工技術的不斷改進,土木工程的施工規模越來越大,施工速度明顯加快。

這一時期的典型代表建築巴黎鐵塔(1889,300m,法)、帝國大廈(1931,378m,美)都達到了人類建築史的頂峰;與此同時魁北可懸索橋(1918,548.6m,加拿大)、金門懸索橋(1937,1280m,美)、雪梨港橋(1932,503m,澳大利亞)等一系列現代大橋的建成標誌著橋梁建設的水平發生了巨大的飛躍。

現代土木工程的特點

適應各類工程建設高速發展的要求,人們需建造大規模,大跨度,高聳,輕型,大型,精密裝置的現代化的建築物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益,這就向土木工程提出新的課題,並推動了土木工程這門學科的發展。

建築材料:「高強輕質」的鉛、鎂合金,玻璃纖維,合成材料等廣泛使用;不斷提高鋼材,混凝土的強度和耐久性。

工程地質與地基:現在已經廣泛實行現場鑽探取材,室內分析實驗,混凝土攪拌輸送車,輸送幫浦等相結合的一套現場機械化施工工藝,使現場澆灌混凝土方法獲得了新生命。由於採用了現代化的盾構,隧道施工加快,精度也提高。

土石方工程中廣泛採用定向爆破,解決大量土石方的施工問題。

理論研究精密化:一些新理論和方法,如計算力學、結構動力學、動態規劃法、網路理論、隨機過程論、濾波理論學的成果,隨著計算機的普及而滲進了土木工程領域。結構動力學已發展完備,荷載不再是靜止的和確定性的,而是被作為隨時間變化的隨即過程來處理。

靜態的、確定的、線性的、單個的分析,逐步被動態的、隨機的、非線性的、系統與整體的分析所代替。電子計算機技術的應用使高次超靜定方程的分析成為可能。大跨度建築的形成層出不窮,薄殼、懸索、網架和充氣結構覆蓋大片面積,滿足各種大型社會公共活動的需要。

從材料特性,結構分析,結構受力計算到極限狀態理論,土木工程的各個分支中都得到充分發展。

正是這些巨大的飛躍在二十世紀中後期有出現了一大批代表性工程,如馬來西亞石油大廈(450m,1996)、美國西爾斯大廈(435m,1974)、日本明石跨海大橋(1991m,1998)、英吉利海峽隧道等,它們代表了當今土木工程技術最高水平。

第三.對大土木工程下面的子工程的了解。土木工程包括道路工程、機場工程、橋梁工程、隧道及地下工程、特種工程結構、港口工程等等,尤其對橋梁工程有了較深刻的認識。在橋梁工程中橋梁可分為梁式橋、拱橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋、組合體系橋等。

對國內外的一些知名橋梁有的一定了解,香港青馬大橋、舊金山金門大橋、雪梨海灣大橋、日本明石海峽大橋及中國嘉陵江大橋、杭州灣大橋、杭州灣大橋等。

第四.在土木工程中防災的了解。對土木工程影響較大的災害土要石:**、颱風、火災、地質災害、**與恐怖襲擊引起的災害。

,使人們體驗了**及其引發的火災對人類生存的影響,使**工程初具萌芽,建築防火引起了人類的高度重視。2023年日本關東大**,使**下程應運而生,如何在工程設計十考慮**影響有了初步的想法。2023年美國華盛頓州塔科馬懸索橋建成後僅4個月就發上風毀震驚了全世界,山此揭開了橋梁風致振動的研究。

人們很快發現除了塔科馬橋之上,歷史上至少還布10座橋梁毀於強風。造成了人員的重大**和大量房屋的倒塌,使中國人民認識到了提高建築物和上程設施抗震能力的重要性。2023年口本阪神**,對現代化的城巾造成了嚴重破壞和重大的經濟損失,使人類進一步認識到了提高城市綜合防災能力的極端重要性,由此萌發了基於效能的抗震設計理念。

2023年中國台灣集集**,使人類再一次認識到了**發牛的不確定性及工程質量(設計和施工)對於抗震防災的重要性。2023年美國世貿大廈的恐怖襲擊及火災,使人類又一次看到了現代城市的脆弱和重大火害的危害性。2023年中國汶川大地造成了人員的重大**和大量房屋的倒塌,使中國人民認識到了提高建築物和上程設施抗震能力的重要性。

許許多多的防災措施及理論都相繼出現,如房屋的減震橋梁的避風。具代表性之一建築便是中國香港101大樓的阻尼器。在我們感嘆大自然無情的一面時,也不由得驚嘆人類工程師的智慧型。

經過這門課程的啟蒙。認識到作為一名土木人的責任,是對其成果終身負責。我將懷著一顆堅定的求學心在這條路上一直走下去,在以後的土木道路上會走的更高更遠。

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