關于土木工程的初步認識

摘要:土木工程作為最古老的工程之一，既有著悠久的發展史，又有著美好的未來。材料作為土木工程的物質基礎，在工程建設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”關系最密切的就是房屋工程。

關鍵詞：發展史 材料 混凝土結構 房屋 展望

土木工程的發展史經歷了古代、近代和現代三個階段。

古代的土木工程的歷史跨度很長，它大致從舊石器時代（約公元5000年起）到17世紀中葉。當時的各種設施主要依靠經驗，根本沒有什么設計理論可言。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值的建筑，甚至有些工程從現代的角度來看也是非常偉大的、難以現象的。

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。塔內有甬道、石階、墓室等。又如希臘的帕特農神廟，古羅馬斗獸場等都是令人神往的。

在中國，最著名的當數萬里長城。它東起山海關、四至嘉峪關。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 個小拱。既可減輕橋自重，又便于排泄洪水，且顯得美觀。經千余年后尚能正常使用，確實為世界石拱橋的杰作。

近代的土木工程的時間跨度為17世紀中葉到第二次世界大戰前后，歷時300余年。在這一時期，土木工程逐漸形成一門獨立學科。與古代的土木工程相比，它有了自己新的特點和提高。

首先，有力學和結構理論作為指導。如1683年意大利學者伽利略發表了“關于兩門新科學的對話”。1687年牛頓總結出力學三大定理。1852年法國的納維建立了土木工程中結構設計的容許應力法。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應力混凝土得到發展。如1824年波特蘭水泥的發明。1867年鋼筋混凝土開始應用于土木工程史上。1859年火爐煉鋼法的成功使得鋼材得以大量生產并應用于房屋、橋梁的建筑上。最后，施工技術進步很大，建造規模日益擴大，建造速度大大加快。

現代的土木工程為20世紀中葉第二次世界大戰結束后至今的土木工程。二戰以后，許多國家經濟起飛，現代科學技術迅速發展，從而為土木工程的進步發展提供了強大的物質基礎和技術手段。他們具有以下特點：土木工程功能化；城市建設立體化；交通運輸高速化。由于社會發展出現了以上3方面的要求，必然使得構成土木工程的3 個要素：材料、施工和理論也要出有新的發展趨勢，即建筑材料的輕質高強化，施工過程的工業化、裝配化，設計理論的精確化、科學化。

材料是指應用于土木工程建設中的無機材料，有機材料和復合材料的總稱。材料作為土木工程的三大要素之首在建設工程中有著舉足輕重的地位：首先，土木工程材料是建設工程的物質基礎。其次，土木工程材料與建筑結構和施工之間存在著相互促進、相互依賴的密切關系。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，建設工程的質量在很大程度上取決于材料的質量。最后，建筑物的可靠度評價在很大程度上依存于材料可靠度的評價。材料的發展既標志著人類文明的進步，也標志著土木工程建設事業的進步。

混凝土結構包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構和各種其它形式的加筋混凝土結構。素混凝土結構常用于路面和一些非承重結構。預應力混凝土結構是結構或構件中配置了預應力鋼筋加預應力的結構。在大多數情況下，混凝土結構是由鋼筋和混凝土組成的鋼筋混凝土結構。

鋼筋混凝土結構憑著其強度高、耐久性好、可模性好、整體性好、易于就地取材等特點，在土木工程中得到了廣泛的應用。房屋建筑方面：我國20世紀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）等采用了混凝土結構。橋梁方工程面：香港的青馬大橋，跨度1377米。橋體為懸索結構，其中支撐懸索的兩端立塔高202米，是混凝土結構。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構。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構重力壩，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，發電能力271.5萬千瓦，庫容量15.8億立方米，整個工程混凝土用量達983萬立方米。

房屋工程是興建房屋的規劃，勘測，設計，施工的總稱。目的是為了人類生產和生活提供場所。

說到房屋，我們首要解決的是它的“使用性”，即要有舒適的環境、寬敞的空間、合理的布局、堅實可靠的結構、先進優質和方便的使用實施。解決了物質要求，還要解決精神的要求“美觀”，即房屋要看上去美觀、協調，讓觀察者的視覺和心靈有美的感受。另外，必須考慮的就是經濟問題，它要用盡可能少的基金、材料和人力，在盡可能短的時間里，優質的完成房屋的建設。

房屋好比一個人，它的規劃就像人生的環境，是由規劃師負責的；它的布局和藝術好比人的體形、容貌、氣質，是由建筑師負責的；它的結構好比 人的骨骼和壽命，是由結構工程師負責的；它的給排水、供熱通風和安全好比人的器官、神經，是由設備工程師負責的。

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

為了爭取生存的空間、為了爭取舒適的環境，土木工程需要在以下幾方面大力發展：

1. 建筑材料向高性能、多品種和組合利用方向發展。

2. 工程項目向更高、更快、更深的方向發展。

3. 發展可持續的土木工程。

4. 大力發展計算機技術在土木工程中的應用。

5. 生產技術和生產方式發生重大變化。

6. 大力改善和提高人們的生活水平和工作質量。

7. 向海洋和沙漠進軍

標簽：土木工程概論關于