土木工程的历史和传统是什么?
土木工程是指建筑、公路、铁路、桥梁、水利工程、港口工程和地下工程。
土木工程对国民经济建设和人民生活的影响是非常明显和重要的。
土木工程与人类生存繁衍的衣、食、住、行四大基本要素密切相关,为现代人类生活和发展提供必要的场所和空间,如住宅、酒店、公寓、服装生产和储存基地、食品冷库、公路、机场、铁路、港口、码头、工厂、实验室等。
1土木工程史
1.1中国土木工程史
远在远古时代,中国的古人类就生活在野外的洞穴里。为了躲避野兽,晁氏家族(中国传说中筑巢的发明者)教古人离开天然洞穴,以树为巢,住在树上。
中国古代土木工程多以土、石、木等材料建造,建造技术和艺术造型在当时取得了很大成就。
长城、赵州桥和都江堰都是中国古代土木工程的代表作。
1.2世界土木工程发展史
在欧洲,大约8000年前就使用干砖了。大约在5000 ~ 6000年前采用凿制天然石头;至于烧结砖在建筑中的使用,已经有3000年的历史了。
在世界上伟大的古代建筑中,公认的七大奇迹是最引人注目的。它们都建于公元前600年至公元前200年,并且都是由石头制成,大多用于宗教、军事和航海。
而且都建在当时经济技术非常发达的地区,说明土木工程的发展离不开经济繁荣和科技进步。
2土木工程的现状
2.1世界地位
随着19世纪中期钢和混凝土在土木工程中的应用,以及20世纪20年代后期预应力混凝土的成功制造,使得在海峡两岸建造1000m以上的摩天大楼、大跨度建筑和桥梁成为可能。
目前世界上最高的建筑是中国台北的101大楼,总高508m。
随着现代体育运动的蓬勃发展,大跨度房屋如雨后春笋般在世界各地出现。
2.2中国的地位
回顾20世纪,特别是改革开放20年来,中国的建设取得了举世瞩目的辉煌成就。
改革开放后,中国大陆建起了许多高层建筑。目前中国最高的建筑是上海金茂大厦,世界排名第四。
其他有代表性的高层建筑还有深圳的王迪大厦。
在特殊结构方面,中国有四座电视塔跻身世界前十,其中建于1995的上海东方明珠电视塔以468m的高度位居世界第三..
为了迎接2008年奥运会,北京将建造大量大跨度建筑,如国家体育场“鸟巢”结构、国家游泳中心“水立方”和国家大剧院。
中国在工程结构的改革、建筑功能的使用、新技术和新材料的采用、施工的合理组织、抗震分析和计算机程序的应用、抗震控制的试验研究等方面都达到了国际先进水平。
3土木工程的未来发展
3.1指导理论的继续发展。
在可预见的未来,土木工程技术理论的核心部分仍将是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是力学在土木工程中的突破方向。
现有的方法在复杂结构和流体介质的受力分析和近似方面仍有很大的局限性。
未来还应该大力发展更专业的数学,来处理土木工程技术中复杂的数值问题。
更先进的电子计算机的应用,使复杂情况的模拟更有把握,更接近现实。
力学也将突破宏观框架,向微观发展,控制论、虚拟现实等技术也将加深在力学中的影响。
另一方面,土木工程的学科会继续向四周扩散,有材料、环境、化学、电子信息、机械。
城市规划、建筑等相关学科进一步交叉、融合,相互支撑,相互服务。
同时,土木工程内部的子学科也会在现实需求的推动下产生新的学科。
3.2项目实现的变化。
民用建筑的最终目的是建造符合设计要求的工程结构,从设计到实现需要一个漫长的工程实现过程。
这也是土木工程的重要组成部分。
甚至可以说是土木工程最重要的方面。有好的理论和设计,没有好的工程实践,是不会产生优秀的作品的。
信息时代即将到来,来自其他学科、其他方面的新思想、新技术必然会影响土木工程。
并为这一传统学科注入新的活力。
包括控制论、建筑技术、新材料、环境工程、经济理论等等。
信息化的全过程。
信息化的特点将更深入地渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅是CAD,还包括项目进度的管理,运行中数据的收集、分析和整理;建筑结构、强度和可靠性分析及相应对策决策。
这些也是主动控制和智能实现的基础。
可持续发展和人性化。
这两个要求与社会经济的发展相适应,社会经济的发展要求更加充分合理地利用资源,社会生活水平的提高也对民用建筑设施的人性化提出了要求。
整个土木工程过程是建立在不断消耗资源和能源的基础上的。当可持续发展成为全社会的主题,土木工程将不可避免地面临这个问题。
节约资源和能源,包括在施工和使用过程中,已经成为未来土木工程的一个方向。
这需要良好的设计和有效的运营管理机制。在土木工程结构的整个生命周期中,从规划、设计、施工到使用、维护和竣工后的拆除,都应尽量减少对环境的影响,尽可能充分发挥其社会效益和经济效益。
这对土木工程提出了新的要求。
3.3主动控制技术。
迄今为止,大多数土木工程建筑都被认为是一个静态的、被动的物体。
对周围环境的影响,如风、气温变化、突发事件等,只能靠自身结构被动抵抗。
似乎缺乏灵活性和适应性。
主动控制技术在建筑结构中的应用是未来民用建筑设施的发展方向之一。
利用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。
以便建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。