土木工程概论论文

土木工程概论论文“土木工程”是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象,即建造在地上、地下、水中的各种工程设施;也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件，经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求，又能安全承受各种荷载的工程设施，是土木工程学科的出发点和归宿。关键词材料结构道桥地下高层建筑现状调整土木工程是最古老的工程学科,它与人类的生存和发展息息相关。“材料，施工，理论”是土木工程的三要素。正是这三要素的相互影响和促进，才有了土木工程的不断发展，而其中又以材料最为关键。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏。从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。土木工程个方面的应用1道路桥梁方面：“世上本没有路，走的人多了，也便有了路。”路与人的关系是非常密切的，我们的身边，随时随刻都可以看到，城市与城市，城市与乡村，乡村与乡村之间及内部都是由道路连接在一起的。建国初期，新中国迅速修复了被破坏的运输线路，恢复了水陆空运输，根据国家经济建设的布局、对外经济文化交流的扩大和巩固国防的需要，经过50年的建设，交通运输事业有了很大发展，基本形成了铁路、公路、水运、民用航空和管道五种运输方式共同组成的综合运输网。我国的铁路交通运输分南北，东西两大组干线，组成五纵三横铁路骨架。五纵是南北向：1.京哈-京广；2.京沪；3.京九；4.焦枝-枝柳线（焦柳线）；5.宝成-成昆线。三横是东西向：1.京秦-京包-包兰线；2.陇海-兰新线；3.京沪-浙赣-湘黔-贵昆线。20世纪以来，世界桥梁取得了骄人的成绩，各种大桥，高桥相继问世，如日本的明石海峡大桥（主跨1990米），瑞士Gunter大桥等等。近些年来，我国桥梁工程也步入了蓬勃发展时期。令人仰慕的有南京长江二桥、香港汲水门桥、江阴大桥、润扬大桥、三县洲独塔单索面斜拉桥，还有横跨于杭州湾的跨大桥等,都是我们的骄傲。2隧道及地下方面：当今世界，人类正在向地下、海洋和宇宙开发。向地下开发可归结为：地下资源开发、地下能源开发和地下空间开发三个方面。地下空间的利用也正由“线”的利用向大断面、大距离的“空间”利用进展。20世纪80年代国际隧道协会（ITA）提出“大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代”的口号。顺应于时代的潮流，许多国家将地下开发作为一种国策，如日本提出了向地下发展，将国土扩大十倍的设想。从某种意义上来讲，地下空间的利用历史是与人类文明史相呼应的。我国地下空间的开发和利用始于60年代。1965年北京建设地下铁道。一期工程自北京站至苹果园，24.17km，明挖法施工。二期工程为环线，于老城墙下修建，16.1km，浅埋明挖法施工。60年代上海修建打浦路水底公路隧道。70年代，我国修建了大量地下人防工程，其中相当一部分目前已得到开发利用，改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库。80年代上海建成延安东路水底公路隧道，全长2,261m，采用直径11.3m的超大型网格水力机械盾构掘进机施工。同一时期，上海还建成电缆隧道及其它市政公用隧道等20余条，总长达30余km。1985年至1987年，上海建成黄浦江上游引水隧道一期工程，日引用量达230万t，社会效益十分显著。人民广场地下车库的建成，其平面尺寸达176×146m，深11m。广州地铁、南京地铁等在此一时期进入设计与施工准备阶段，宁波开始了水底公路隧道的修建工作。90年代以来，我国城市地下的交通与市政设施加快了修建速度。上海地铁1号线，地铁2号线已相继开通。我国地下空间开发利用的网络体系已开始建设，多在地表至－30m以内的浅层修筑地下工程。可以预见随着经济的发展，我国地下工程将进入蓬勃发展的时期。现代地下工程发展迅速，各种典型工程著名浩瀚。世界已有数百个城市修建了地下铁路。一些工业发达国家，逐渐将地下商业街、地下停车场、地下铁道及地下管线等结为一体，成为多功能的地下综合体。3.高层建筑：18世纪末至19世纪末，欧洲和美国的工业革命带来了生产力的发展与经济的繁荣。这时期，城市化发展迅速，城市人口高速增长。为了在较小的土地范围内建造更多的使用面积。建筑物不得不向高空发展。另一方面，钢结构的发展和电梯的出现则促成了多层建筑的大量建造。1913年在纽约建成了高52层的伍尔沃思大楼，1913年在纽约建成了高102层，381米的帝国大厦。但是尽管当时已经采用了先进的钢框结构和劲性钢混凝土材料，都尚未创造出与新的建筑类型相适应的造型形式，人们造型观念还徘徊在中世纪高直建筑的形式中，因而新的结构类型被传统的造型形式所包裹，结构和造型为开始真正结合。2000年至今，钢框架——现浇型钢混凝土核心筒结构有所发展，如CBD的LG大厦、北京财富中心(核心筒采用爬模施工)、世纪财富中心和北太平庄桥东北侧的城建大厦等；全钢结构也在采用，如中关村金融中心和北京电视中心等。除上述钢结构和钢混结构工程外，北京近年高层写字楼和综合楼的竖向结构选型基本上为现浇框架-剪力墙和框架-核心筒，跨度较大的屋盖和梁则较多选用钢结构