现代土木工程的特点与未来土木工程发展

现代土木工程的特点与未来土木工程发展1土木工程的涵义土木工程的英文是CivilEngineering，直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。历史是一个发展的过程，在这个过程中人类不断地在追求、改善着自身的饮食、居住环境，从原始的露天如猿猴一样生活，到山洞、树枝搭建树棚、树木搭建简易房屋、使用工具分割树木搭建宫殿、泥土房、使用实体砖水泥房再到使用空心砖钢混结构的高层建筑。2我国现代土木工程的显著特点2.1关于工程施工方面的特点伴随土木工程规模的不断扩大，施工机械、设备、工具等都在向着自动化、大型化和多品种的方向发展，整个施工过程变得也越来越机械化和自动化，并且组织管理也开始应用系统工程的理论和方法，整个过程日益走向科学化，除此之外，还有些工程设施的建设在不断地向结构和构件的标准化和生产工业化方向发展。2.2关于工程地质和地基方面的特点建筑地区的工程地质、地基结构和其在天然状态下的应力状况、力学性能都是非常重要的要素，因为这些因素不仅会直接影响工程的设计和施工，而且還和工程设施的选址、结构体系以及建筑材料的选择有密切的关系。同时，这些因素对地下工程的影响更大。现在工程地质和地基的勘察技术依旧是现场钻探取样、室内分析试验，这些都是有一定局限性的工程技术。随着现代化大型建筑的不断涌现，我们需要运用现代科学技术不断地创新出新的勘察方法，以便能够更好地满足现代化大型建筑的实际需要。2.3关于工程设计方面的特点现在的工程设计不仅要尽可能地符合实际的情况，而且还要达到适用、经济、安全和美观的目的。所以，面对这种情况相关工作人员已经开始运用概率统计分析并确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律.积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩土共同作用的分析.进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论：同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。2.4关于建筑材料方面的特点现在各种各样的高强轻质新材料在不断出现，比钢轻的铝合金、镁合金以及玻璃纤维增强塑料也就是玻璃钢都已经开始应用。但是这些材料本身有自己的缺陷，如一些材料的弹性模量是较为偏低的，其中一些的价格还比较高，有一部分的应用范围还会受到很大的限制，所以需要我们不断地进行探索。除此之外，对于提升钢材和混凝土强度和耐久性的问题，目前虽然取得了比较好的效果，但是仍然需要我们共同努力，促使其取得更好的进展。3未来土木工程的发展趋势3.1向高空方向发展在高层建筑发展方面，目前人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔，由15根钢纤绳锚拉。中国台北的101大厦，高508m。上海的最高建筑为环球大厦，高492m。美国拟在芝加哥建Mglin-Beitler大厦，地上141层，高610m。中国拟在上海附近的1.6公里宽，200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦，居民可达10万。高空的距离是无限的，因此，只要技术允许的条件下，建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能，这就大大节约了土地资源，为城市的发展节省了土地。3.2向海洋、地下、荒漠、太空发展地球可以称作为一个“水球”，地球上有百分之七十的面积是海洋，而陆地面积仅占百分之三十，其中又有很大部分荒漠等是人类目前还没有使用的。因此，在技术条件允许的前提下，充分利用海洋、荒漠资源是非常必要的。例如如中国澳门机场、日本关西国际机场等都修筑了海上人工岛，在岛上建跑道和候机楼。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上，2000年时，日本围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。向地下进军。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所，将深达地下70m电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段，目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁，已开通的总长度达215公里。向沙漠进军。全世界约有1/3陆地为沙漠，目前还很少有开发。沙漠难以利用主要是缺水，生态环境恶劣，日夜温差太大，不适合人类居住。改造沙漠首先必须有水，然后才能绿化和改造沙土。在缺乏地下水的沙漠地区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案。我国沙漠输水工程试验成功，顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路——榆靖高速公路已全线动工。向太空迈进。向太空发展使人类长期的梦想，在21世纪这一梦想已变为现实。由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现，人们发现月球上拥有大量的钛铁矿，由此可以制造出人类生存必需的氧和水。美籍华裔林铜柱博士1985年发现建造混凝土所需的材料月球上都有，因此可以在月球上制作钢筋混凝土配件装配空间站。3.3向计算机应用发展随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。3.4向工业化方向发展建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。3.5向新能源和能源多极化发展能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。