土木工程的历史进程

土木工程在土木工程的发展中起着关键作用,首先是土木建筑材料作为工程的物质基础,其次是相应发展起来的设计理论和施工技术。每当新的优秀的建筑材料出现,土木工程就会突飞猛进。

早期,人们只能依靠泥土、木材等天然材料从事建筑活动。后来出现了砖、瓦等人造建筑材料,使人类第一次突破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前11世纪西周早期就制造了瓷砖。最早的砖出现在公元前5世纪至公元前3世纪战国时期的墓葬中。砖瓦的力学性能比土优越,可以就地取材,易于加工。

砖瓦的出现,使人们开始广泛、大规模地修建房屋和城防工程。因此,土木工程技术发展迅速。直到18 ~ 19世纪,2000多年来,砖和瓦一直是土木工程中的重要建筑材料,为人类文明做出了巨大贡献,至今仍被广泛使用。

钢材的广泛应用是土木工程的第二次飞跃。20世纪70年代开始使用生铁,19世纪初使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。

从19世纪中期开始,冶金工业冶炼和轧制出抗拉和抗压强度高、延展性好、质量均匀的建筑用钢,进而生产出高强度钢丝和钢缆。于是适应发展需要的钢结构蓬勃发展起来。除了原有的梁拱结构的应用外,新兴的桁架、框架、网格结构和悬索结构逐渐普及,结构形式百花齐放的局面。

建筑物的跨度从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的几百米、上百米,直到近代的1000多米。于是大江大河海峡上建起了桥梁,地上建起了摩天大楼和高耸的铁塔,甚至地下还铺设了铁路,创造了前所未有的奇迹。

为了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、结构力学和工程结构设计理论应运而生。建筑机械、施工工艺、施工组织设计的理论也有所发展,土木工程从经验上升到科学,在工程实践和基础理论上有了新的面貌,从而促进了土木工程更加快速的发展。

19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,混凝土构件容易成型,但混凝土的抗拉强度很小,使用受到限制。19世纪中期以后,钢材产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,钢材承受拉力,混凝土承受压力,充分发挥了各自的优势。自20世纪初以来,钢筋混凝土被广泛应用于土木工程的各个领域。

自20世纪30年代以来,预应力混凝土出现了。预应力混凝土结构的抗裂性、刚度和承载力远高于钢筋混凝土结构,因此应用更为广泛。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占主导地位的历史时期。混凝土的出现给建筑带来了新的经济美观的工程结构形式,给土木工程带来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。

这个理论和基础知识。主要培养从事铁路、公路、机场及房屋、桥梁、隧道、地下工程的规划、勘察、设计、施工、维护等技术工作和研究工作的高层次工程人才。毕业生可在高校、设计部门、科研单位从事教学、设计、科研工作,也可在管理、运营、施工、房地产开发等部门从事技术工作。