關(guān)于土木工程的初步認(rèn)識

摘要:土木工程作為最古老的工程之一，既有著悠久的發(fā)展史，又有著美好的未來。材料作為土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，在工程建設(shè)中有著舉足輕重的作用。其中，最主要的就是鋼筋混凝土了。而和衣食住行之首“住”關(guān)系最密切的就是房屋工程。

關(guān)鍵詞：發(fā)展史 材料 混凝土結(jié)構(gòu) 房屋 展望

土木工程的發(fā)展史經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代三個(gè)階段。

古代的土木工程的歷史跨度很長，它大致從舊石器時(shí)代（約公元5000年起）到17世紀(jì)中葉。當(dāng)時(shí)的各種設(shè)施主要依靠經(jīng)驗(yàn)，根本沒有什么設(shè)計(jì)理論可言。所用的材料也是十分簡單的自然原料。如石塊、草筋、土抷等。到了公元前一千年左右才開始采用燒制的磚。并且，這一時(shí)期的工具也是很簡單。盡管如此，我們的老祖宗還是給我們留下了許多有歷史價(jià)值的建筑，甚至有些工程從現(xiàn)代的角度來看也是非常偉大的、難以現(xiàn)象的。

在西方，最著名的有埃及的金字塔，建于公元前2700年到公元前2600年。其中以古王國第四王朝法老胡夫的金字塔最大。該塔塔基是正方形，每邊長230.5米，高約146米。用230余萬巨石砌成。塔內(nèi)有甬道、石階、墓室等。又如希臘的帕特農(nóng)神廟，古羅馬斗獸場等都是令人神往的。

在中國，最著名的當(dāng)數(shù)萬里長城。它東起山海關(guān)、四至嘉峪關(guān)。全長5000余公里。又如公元590年到608年在河北趙縣建成的趙州橋。它為單孔圓弧弓型石拱橋。全長50.82米，橋面寬10米。單孔跨度37.02米，矢高7.23米。用28條并列的石條拱砌成，拱肩上有4 個(gè)小拱。既可減輕橋自重，又便于排泄洪水，且顯得美觀。經(jīng)千余年后尚能正常使用，確實(shí)為世界石拱橋的杰作。

近代的土木工程的時(shí)間跨度為17世紀(jì)中葉到第二次世界大戰(zhàn)前后，歷時(shí)300余年。在這一時(shí)期，土木工程逐漸形成一門獨(dú)立學(xué)科。與古代的土木工程相比，它有了自己新的特點(diǎn)和提高。

首先，有力學(xué)和結(jié)構(gòu)理論作為指導(dǎo)。如1683年意大利學(xué)者伽利略發(fā)表了“關(guān)于兩門新科學(xué)的對話”。1687年牛頓總結(jié)出力學(xué)三大定理。1852年法國的納維建立了土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的容許應(yīng)力法。其次，磚、瓦、木、石等建筑材料得到日益廣泛的使用，混凝土、鋼材、鋼筋混凝土以及早期的預(yù)應(yīng)力混凝土得到發(fā)展。如1824年波特蘭水泥的發(fā)明。1867年鋼筋混凝土開始應(yīng)用于土木工程史上。1859年火爐煉鋼法的成功使得鋼材得以大量生產(chǎn)并應(yīng)用于房屋、橋梁的建筑上。最后，施工技術(shù)進(jìn)步很大，建造規(guī)模日益擴(kuò)大，建造速度大大加快。

現(xiàn)代的土木工程為20世紀(jì)中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后至今的土木工程。二戰(zhàn)以后，許多國家經(jīng)濟(jì)起飛，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，從而為土木工程的進(jìn)步發(fā)展提供了強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)手段。他們具有以下特點(diǎn)：土木工程功能化；城市建設(shè)立體化；交通運(yùn)輸高速化。由于社會(huì)發(fā)展出現(xiàn)了以上3方面的要求，必然使得構(gòu)成土木工程的3 個(gè)要素：材料、施工和理論也要出有新的發(fā)展趨勢，即建筑材料的輕質(zhì)高強(qiáng)化，施工過程的工業(yè)化、裝配化，設(shè)計(jì)理論的精確化、科學(xué)化。

材料是指應(yīng)用于土木工程建設(shè)中的無機(jī)材料，有機(jī)材料和復(fù)合材料的總稱。材料作為土木工程的三大要素之首在建設(shè)工程中有著舉足輕重的地位：首先，土木工程材料是建設(shè)工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。其次，土木工程材料與建筑結(jié)構(gòu)和施工之間存在著相互促進(jìn)、相互依賴的密切關(guān)系。另外，建筑物的功能和使用壽命在很大程度上取決于土木工程材料的性能。再著，建設(shè)工程的質(zhì)量在很大程度上取決于材料的質(zhì)量。最后，建筑物的可靠度評價(jià)在很大程度上依存于材料可靠度的評價(jià)。材料的發(fā)展既標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步，也標(biāo)志著土木工程建設(shè)事業(yè)的進(jìn)步。

混凝土結(jié)構(gòu)包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和各種其它形式的加筋混凝土結(jié)構(gòu)。素混凝土結(jié)構(gòu)常用于路面和一些非承重結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中配置了預(yù)應(yīng)力鋼筋加預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。在大多數(shù)情況下，混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土組成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)憑著其強(qiáng)度高、耐久性好、可模性好、整體性好、易于就地取材等特點(diǎn)，在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用。房屋建筑方面：我國20世紀(jì)90年代建成的廣州國際大廈（高200米，地上63層，地下2層）、1990年建成于美國芝加哥的威可德賴夫大樓（高296米，63層）、德國的密思垛大廈（高256米，70層）香港中心大廈（高374米，78層）等采用了混凝土結(jié)構(gòu)。橋梁方工程面：香港的青馬大橋，跨度1377米。橋體為懸索結(jié)構(gòu)，其中支撐懸索的兩端立塔高202米，是混凝土結(jié)構(gòu)。又如上海楊浦大橋，主跨602米，為斜拉橋其橋塔和橋面均為混凝土結(jié)構(gòu)。水利及其他工程方面：我國的龍羊峽水電站攔河大壩也為混凝土結(jié)構(gòu)重力壩，壩高178米，壩頂寬15米，壩底寬80米，壩長393.34米。是我國目前以建壩中最高的。又如長江葛洲壩水利樞紐工程，發(fā)電能力271.5萬千瓦，庫容量15.8億立方米，整個(gè)工程混凝土用量達(dá)983萬立方米。

房屋工程是興建房屋的規(guī)劃，勘測，設(shè)計(jì)，施工的總稱。目的是為了人類生產(chǎn)和生活提供場所。

說到房屋，我們首要解決的是它的“使用性”，即要有舒適的環(huán)境、寬敞的空間、合理的布局、堅(jiān)實(shí)可靠的結(jié)構(gòu)、先進(jìn)優(yōu)質(zhì)和方便的使用實(shí)施。解決了物質(zhì)要求，還要解決精神的要求“美觀”，即房屋要看上去美觀、協(xié)調(diào)，讓觀察者的視覺和心靈有美的感受。另外，必須考慮的就是經(jīng)濟(jì)問題，它要用盡可能少的基金、材料和人力，在盡可能短的時(shí)間里，優(yōu)質(zhì)的完成房屋的建設(shè)。

房屋好比一個(gè)人，它的規(guī)劃就像人生的環(huán)境，是由規(guī)劃師負(fù)責(zé)的；它的布局和藝術(shù)好比人的體形、容貌、氣質(zhì)，是由建筑師負(fù)責(zé)的；它的結(jié)構(gòu)好比 人的骨骼和壽命，是由結(jié)構(gòu)工程師負(fù)責(zé)的；它的給排水、供熱通風(fēng)和安全好比人的器官、神經(jīng)，是由設(shè)備工程師負(fù)責(zé)的。

面對群起而立的高樓大廈、阡陌交通的道路，確實(shí)令人欣慰。但是，我們也必須清楚地認(rèn)識到面臨的危急形勢：地球上居住人口劇增；土地資源有限；生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞；土地荒漠化；工業(yè)革命以來一次次的重大變革；工業(yè)迅速發(fā)展；航空、航天事業(yè)等高科技事業(yè)的發(fā)展。況且，土木工程作為古老的工程技術(shù)之一，它的發(fā)展受傳統(tǒng)觀念的影響很深，發(fā)展速度也較其他的工程緩慢。

為了爭取生存的空間、為了爭取舒適的環(huán)境，土木工程需要在以下幾方面大力發(fā)展：

1. 建筑材料向高性能、多品種和組合利用方向發(fā)展。

2. 工程項(xiàng)目向更高、更快、更深的方向發(fā)展。

3. 發(fā)展可持續(xù)的土木工程。

4. 大力發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用。

5. 生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式發(fā)生重大變化。

6. 大力改善和提高人們的生活水平和工作質(zhì)量。

7. 向海洋和沙漠進(jìn)軍

標(biāo)簽：土木工程概論關(guān)于