土木工程学什么专业?
土木工程是建造各种陆地工程设施的科学技术的总称。它不仅指勘察、设计、施工、养护和维修等应用材料、设备和技术活动,也指工程建设的对象。即直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种地上、地下或陆上工程设施,如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、大坝、港口、电站、机场、海上平台、给排水、防护工程等。土木工程是指各类工程的新建、改建、扩建建筑物、构筑物及相关配套设施的勘察、规划、设计、施工、安装、维修等各类技术工作,以及由其完成的工程实体。
本专业培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学、市政工程等基础理论和知识,具有从事土木工程项目规划、设计、研发、施工和管理能力,能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿山等设计、研究、施工、教育、管理、投资开发部门从事技术或管理工作的高级工程师。本专业学生主要学习工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程的基础理论,进行课程设计、实验仪器操作和现场实践的训练,具备从事土木工程规划、设计、研究、施工和管理的基本能力。
土木工程专业可以在房地产企业从事建筑工程、结构工程、造价工程、工程勘察、质量监督、项目管理、技术经理、项目经理等工作,也可以在机关事业单位从事城市规划、道路建设、桥梁建设、工程维护等工作。
一项工程设施的建设一般要经过勘察、设计、施工三个阶段,这就需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、施工设备、工程机械、施工经济等学科、施工技术、施工组织等领域,以及计算机、力学测试技术。所以土木工程是一门综合性学科,涉及面很广。
随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程学科也发展成为一个内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。比如,就土木工程建造的工程设施的功能而言,一部分是用于居住和生活的,甚至是作为“埋在地下”的坟墓;有的被用作生产活动场所;有的用于陆海空运输;有的用于水利;有的是作为信息传递的工具;有些是作为能量传递的手段等等。这就要求土木工程要综合利用各种物质条件来满足多种需求。土木工程发展了许多分支学科,如房屋工程、铁路工程、道路工程、机场工程、桥梁工程、隧道及地下工程、特殊工程结构、给排水工程、城市供热供气工程、港口工程、水利工程等学科。其中有些分支,如水利工程,由于自身工程对象的日益增多和专门科学技术的发展,已经从土木工程中分离出来,成为独立的学科体系,但在很大程度上仍具有土木工程的共性。
土木工程是随着人类社会的发展而发展的。它所建造的工程设施反映了各个历史时期社会经济、文化、科技的发展状况,因此土木工程成为社会历史发展的见证之一。在古代,人们开始建造简单的房屋、道路、桥梁和沟渠,以满足简单生活和生产的需要。后来,人们为了满足战争、生产生活和宗教传播的需要,修建了城市、运河、宫殿、寺庙等建筑。许多著名的工程设施显示了人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城,都江堰,大运河,赵州桥和应县的木塔,埃及的金字塔,希腊的帕台农神庙,罗马的供水工程,罗马圆形大剧场(斗兽场),以及其他许多著名的教堂和宫殿。
工业革命后,特别是20世纪,一方面,社会对土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各领域都为土木工程的进步创造了良好的条件。例如,建筑材料(钢材、水泥)工业化生产的实现,机械和能源技术的进步以及设计理论都为土木工程提供了物质和技术保障,所以这一时期的土木工程有了突飞猛进的发展。世界各地涌现出大型现代化工业厂房、摩天大楼、核电站、公路铁路、大跨度桥梁、大口径运输管道、长隧道、大运河、大坝、大机场、大海港、海洋工程。现代土木工程不断为人类社会创造全新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。
土木工程是一门实践性很强的学科。早期的土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,特别是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为首的现代力学与土木工程实践相结合,逐渐形成了作为土木工程基础理论学科的材料力学、结构力学、流体力学和岩体力学。只有这样,土木工程才能从经验逐步发展到科学。在土木工程的发展过程中,工程实践经验往往先于理论,工程事故往往表现出不可预见的新因素,引发新理论的研究和发展。许多工程问题的处理在很大程度上仍然依赖于实践经验。
土木工程技术的发展主要依靠工程实践而不是科学实验和理论研究的原因有二:一是一些客观条件过于复杂,无法如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。如地基、隧道、地下工程的应力和变形及其随时间的变化,需要参考工程经验进行分析判断。第二,只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。比如建起了高层建筑、高耸的塔楼、大跨度的桥梁,工程的抗风、抗震问题凸显,可以发展这方面的新理论、新技术。
技术、经济和建筑艺术的统一。人们努力以最经济的方式建造一个工程设施,以满足使用者的预定需求,包括美学要求。项目的经济性与各种技术活动密切相关。项目的经济性首先在于项目的选址和总体规划,其次才是设计和施工技术。项目建设的总投资、项目建成后的经济效益和使用期间的维护费用都是衡量项目经济性的重要方面。这些技术问题密切相关,需要综合考虑。
作为一种空间艺术,符合功能要求的土木工程设施首先通过整体布局、自身体型、各部分的大小比例、线条、色彩、明暗阴影以及周围环境表现出来,包括其与自然景物的和谐;其次,是通过工程设施附带的局部装饰体现出来的。工程设施的造型和装饰也能体现地方风格、民族风格和时代风格。一个成功而美丽的工程设施可以为周围的风景和城镇的外观增添美丽,给人以美的享受;反之,会破坏环境。
在长期的土木工程实践中,人们不仅十分注重建筑施工艺术,而且也取得了成就;此外,对于其他工程设施,通过使用不同的建筑材料,如石材、钢材和钢筋混凝土,许多具有美丽艺术和良好功能的项目都与自然环境相协调。中国古代的万里长城,现代世界的许多电视塔和张桥都是例子。
土木工程也指工程建设的对象,即建造在地面或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、机场、海上平台、给排水、防护工程等。工程设施建设的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机械。借助这些物质条件,经济方便地建造既能满足人们的使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程的出发点和归宿。
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