土木工程概论-第1章-绪论1课件

同学们好我们又见面了！可再生能源水利水电教研室王俊奇欢迎大家

同学们好我们又见面了！可再生能源1本课程的主要内容第一章绪论第二章土木工程材料第三章基础工程第四章建筑工程第五章交通土建工程第六章桥梁工程第七章港口工程第八章地下工程第九章水利水电工程第十章给排水工程第十一章土木工程施工第十二章建设项目管理第十三章工程防灾与减灾第十四章数字化技术在土木工程中的应用第十五章土木工程设计方法本课程的主要内容第一章绪论第九章水利水电工程2土

木

工

程的

现况和展望土木工程的现况和展望3

绿树阴中矗立的别墅，现代化池泳碧波荡漾献给未来的土木建设工程师绿树阴中矗立的别墅，献给未来的土木建设4

伴着蓝天白云、直插云霄摩天大厦献给未来的土木建设工程师伴着蓝天白云、献给未来的土木建设工程师5

斜拉大桥映照落日的余辉，满载金碧辉煌欢迎未来的土木建设工程师斜拉大桥映照落日的余辉，欢迎未来的土木6

大型立交桥为交通路网打上美妙的蝴蝶结献给未来的土木建设工程师大型立交桥为交通路网献给未来的土木建设工程师7《土木工程概论》第一章绪论

土木工程的现况和展望

1、“土木工程”包括哪些内容?

2、“土木工程”的发展简史、现状与未来展望

3、“土木工程”专业学生

要学习哪些知识？

掌握哪些基本技能？

具备哪些能力?

怎样才能学好等?

《土木工程概论》第一章绪论

土木8§1.1“土木工程”内涵及其重要性

——

包括哪些内容?

§1.1“土木工程”内涵及其重要性

——包括哪9建造各类工程设施的科学技术的总称土木工程(国务院学位委员会学科简介定义)内容广泛，与日常生活密切相关，在国民经济中起着重要的作用工程建设的对象地上、地下、水中的各种工程设施所用材料、设备勘测设计、施工，保养、维修等技术建造各类工程设施的科学技术的总称土木工程(国务院学位10西方（英语）

CivilEngineering

(民用工程)

除服务于战争的工程设施外，所有服务生活和生产需要的民用设施

现军用战壕、掩体、碉堡、浮桥、防空洞等防护工程也归入CivilEngineering范畴

MilitaryEngineering

（军事工程）东西方两种语言的不同发展过程东方（中国汉语）

五行学说：万物由五类物质组成（金、本、水、火、土）

几千年来工程建设材料：

“土”(石、砂、泥、灰及土烧成的砖、瓦、陶瓷等)

+

“木”(木材、茅草、藤条、竹子等)

大兴土木=大搞工程建设CivilEngineering

翻译成

土木工程

西方（英语）

CivilEngineering

(民用11

房屋建筑工程公路与城市道路工程

铁路工程桥梁工程

隧道工程机场与其他场站工程

地下工程给水排水工程

港口码头工程矿井工程

发射塔架工程电站与输变电工程

海洋平台工程市政管道与输送线路工程

防灾减灾与防护防御工程等土木工程范围

——非常广泛按国际惯例也包括运河、水渠、水库、堤坝、灌渠等水利工程房屋建筑工程公路与城市道路工程

铁路工程12

基本建设（CaipisalConstruction)：二十世纪五十年代我国第一个五年计划期间、对重点建设的一汽、一拖等数百重点基础性建设项目给出土木工程范围

——非常广泛

统指：工厂、矿井、铁道、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、体育场馆、展览厅、机场码头、堤坝灌渠、给水排水、供电供热供气和通讯线路等土木工程的建设活动大型项目由国家统一规划建设、中小型项目归口到省市地各级政府有关部门管理基本建设（CaipisalConstruction13

“住”在房屋建筑中，与土木工程直接有关“行”则需要建造铁道、公路、机场、码头等交通土木建筑工程，直接有关“食”需打井取水，筑渠灌溉，建水库蓄水，建粮食加工厂，粮食储仓等，间接有关“衣”的纺纱、织布、制衣要在工厂内进行，间接有关各种工业生产要建厂房航天要建发射塔架和航天基地土木工程对人类生存、国民经济、社会文明举足轻重生活离不开衣、食、住、行①、关乎人类生存的基础性产业“住”在房屋建筑中，与土木工程直接有关土木工程对人类14

◆

工程资金投入大、涉及行业多

（钢铁、材料、制造、运输等）◆

挖掘和吸纳劳力资源的重要平台◆

城市化进程的加速是生产力腾飞的重要标志

我国城市和社会主义新村镇蓬勃建设◆

行业贡献25%—30%，拉动国民经济增长

我国固定资产投资约GDP总量之半土木工程对人类生存、国民经济、社会文明举足轻重②、国民经济发展的带动性行业◆工程资金投入大、涉及行业多土木工程对人类生存、国15

时代进步，科学技术的发展使：

◆新理念、新要求、新方式应运提出◆新工具、新工艺、新技术、新结构的不断发明◆现代工程材料的变革◆现代力学分析理论的进步

◆计算机应用的推广土木工程对人类生存、国民经济、社会文明举足轻重③、内涵深邃的综合性学科时代进步，科学技术的发展使：土木工程对人类生存、16

土木工程专业学习和未来工作的核心内容—

各类土木工程设施的规划、勘测、设计、施工、管理和维修.管理维修设计勘测规划施工建造土木工程专业学习和未来工作的核心内容—管理维修设17

可行性研究

总体布局规划与方案构思

初步设计（扩大初步设计）力学分析、结构方案、构造设计施工图设计（绘图）

（柱网布置等、尺寸估计、受力分析、构造处理、绘施工图）土

木

建

筑

工

程

设

计

的

过程：可行性研究18§1.2

“土木工程”的

发展历史与现状

§1.2“土木工程”的

发展历史与现状19土木工程发展历史一、古代土木工程

（历时6、7000年）旧石器时代(约公元前5000年起)

17世纪中叶①、无设计理论，主要依靠经验②、建造材料主要取之于自然：（石块、草筋、土坯等）

公元前1000年左右开始有砖、瓦、陶瓷制品③、工具简单、尚无施工机械：只有斧；锤、刀、铲和石夯等手工工具三个阶段古代近代现代土木工程发展历史一、古代土木工程（历时6、7000年）三20西方古代有历史价值的宏伟建筑或遗址1、埃及金字塔

2、墨西哥奇琴伊扎城

3、法国加尔桥

4、希腊帕特农神庙

5、古罗马斗兽场

6、土耳其伊斯坦布尔索菲亚大教堂

7、埃塞俄比亚拉里贝拉独石教堂

8、罗马帝国道路网多是砖石结构西方古代有历史价值的宏伟建筑或遗址1、埃及金字塔21胡夫金字塔最大，边长230.5m的正方形塔基，高140m,230余万块巨石砌成人面狮身象（司克芬斯）人面用独石雕刻唯一未塌的世界古七大奇迹世界上朝向最精确的建筑（最大偏差0.015%)施工方法至今为迷埃及金字塔

（公元前2700至前2600年间)胡夫金字塔最大，边长230.5m的正方形塔基，高140m,22

古玛雅帝国中心城、占地600万平米—9000亩、有金字塔、文字厅、鹿厅、红厅、神庙、球场等数百座建筑墨西哥奇琴伊扎城

（始建于公元前600年)库儿坎金字塔（神庙兼天文台，可观测太阳、月亮、金星的运行与角度）古玛雅帝国中心城、占地600万平米—墨西哥奇琴伊扎城

（23

古罗马人为尼姆城修的引山泉水渠三层拱桥、拱门错落优雅、简洁实用法国加尔桥

（公元前500年左右)古罗马人为尼姆城修的引山泉水渠法国加尔桥

（公元前500年24

雅典守护女神雅典娜的供奉祭殿

欧洲古典建筑的典范、雅典的王冠希腊帕特农神庙

（公元前447至前448年)世界文化与自然遗产雅典守护女神雅典娜的供奉祭殿希腊帕特农神庙

（公元前44725古罗马斗兽场（科洛西莫斗兽场）

（建于公元75—85年)世界文化与自然遗产有50000个坐席和站席使用了雏形混凝土古罗马斗兽场（科洛西莫斗兽场）

（建于公元75—85年)26

砖砌直径31米、高55米圆形穹顶整体支承在四个用巨石砌成的拱门大柱(截面7米×l0米)上土耳其伊斯坦布尔

索菲亚大教堂

(公元532年一537年间)世界文化与自然遗产砖砌直径31米、高55米圆形穹顶土耳其伊斯坦布尔

27埃塞俄比亚

拉里贝拉

独石

教堂

(公元1200年）

由山体

直接凿建埃塞俄比亚

拉里贝拉

独石

教堂

(公元1200年）

由山体28欧洲罗马帝国的以罗马为中心的道路网：29条主干道和322条联系支线、总长度达8000km

欧洲古代优秀土木建筑杰作

—

交通设施欧洲罗马帝国的以罗马为中心的道路网：欧洲古代优秀29中国古代优秀建筑杰作—

木结构1、中国古代伟大的砖石结构--万里长城2、四川灌县的都江堰水利工程3、陕西秦皇陵兵马俑4、京杭(北京—杭州)大运河5、河北赵县交河赵州桥（安济桥）6、山西应县木塔(佛宫寺释伽塔)7、北京故宫、天坛8、秦朝全国郡县间驰道网（咸阳中心）多为木结构加砖墙中国古代优秀建筑杰作—木结构30中国古代伟大的砖石结构--万里长城（公元前4、500年前后战国时期的齐国楚国已有零星构建，公认从公元前220年秦代起开始大规模建设，、汉唐明均重建）

世界中古七大奇迹和新七大奇迹、世界文化与自然遗产

东起山海关，西至，跨越9省市自治区，翻山越岭、蜿蜒逶迤，全长6500(6700)余公里嘉峪关中国古代伟大的砖石结构--万里长城（公元前4、500年前31中国古代优秀建筑杰作——

水利工程

秦昭王时蜀太守李冰父子建,创意科学、设计巧妙、盖世无双,使成都平原成“沃野千里”的天府之乡,至今仍造福四川人民四川灌县都江堰(公元前306年一前251年)世界文化与自然遗产传说中的大禹治水中国古代优秀建筑杰作——水利工程四川灌县都江堰(公元32

阵势宏伟、规模庞大，7000多军俑、车马阵列有序、军容威严，被称为世界第八大奇迹秦皇陵兵马俑（公元前200年左右)中国古代优秀建筑杰作——

陵墓建筑秦皇陵中国古代优秀建筑杰作——陵墓建筑33中国古代优秀建筑杰作——

水利工程全长2500公里世界历史上最长的运河至今仍是江浙段重要的水运通道

京杭(北京—杭州)大运河(公元600年隋朝时开凿修建)中国古代优秀建筑杰作——水利工程全长2500公里京34中国古代优秀建筑杰作---砖石结构世界第一座敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥（28条并列石条拱砌成），桥长50.82m、桥面宽10m，单孔跨度37.02m（保持世界纪录800年）矢高7.23m（矢高跨比＜1：5、领先世界1000年）河北赵县交河赵州桥（安济桥）

（公元605年隋朝）

拱肩上4个小拱,既减轻桥重、便于泄洪，又显构造科学、美观颖脱，经千余年后仍能正常使用，引领风格数百年中国古代优秀建筑杰作---砖石结构世界第一座敞肩式单孔圆弧35天下第一塔（最古最高的木塔）

建于公元1056年塔高67.3m九层八角形横截面底层直径30.27m

经历多次大地震历时千年仍完好耸立

山西应县木塔(佛宫寺释伽塔)山西应县木塔(佛宫寺释伽塔)36中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京故宫（建于公元1406年、明永乐4年）占地72万m2

—

近1100余亩、房9000余间、红墙黄瓦、金碧辉煌四周宫墙长3400米，墙外护城河宽52米世界文化与自然遗产中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京故宫（建于公元14037中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京天坛

（建于公元1420年、明永乐18年）皇帝祭天场所，总占地270万m2、近000余亩，现存最大坛庙建筑，浑穆庄严、天圆地方世界文化与自然遗产中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京天坛（建于公元1438

以咸阳为中心通往全国各郡县的驰道主要干道宽59步（295尺）中国古代优秀土木建筑杰作

—

交通设施秦朝（公元前220年前后）形成全国交通网：以咸阳为中心中国古代优秀土木建筑杰39

经验总结和描述外形设计

《考工记》（公元前5世纪）

《营造法式》（北宋李诫著、公元11世纪）

《论建筑》（意大利文艺复兴时期贝蒂著

公元16世纪）

古代著名土木工程著作经验总结和描述外形设计

《考工记》40历时：300余年特点：①、土木工程逐步形成一门独立学科“关于两门新科学的对话”

（1683年意大利伽利略）首次用公式表达了梁的设计理论二、近代土木工程(17世纪中叶—1945年二战结束)历时：300余年二、近代土木工程(17世纪中叶—1945年二41牛顿力学三大定律

（1687年英国牛顿）

惯性、F=ma、作用反作用

土木工程的力学分析基础工程结构设计的容许应力法（1825年法国纳维）

结构反应（受到的应力）

≤

结构抗力（容许应力）极限平衡理论

（19世纪末，末利特尔等人）

以理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学和材料强度理论为基础

结构设计的较为系统理论指导

近代土木工程（17世纪中叶—

二战前后）牛顿力学三大定律（1687年英国牛顿）近代土木工程（1742

②、人工土木工程材料被发明

波特兰水泥发明（1824年英国阿斯普丁的专利）

钢筋混凝土应用（1867年法国莫尼埃加固花盆）

转炉炼钢法发明（1859年）

混凝土发明和钢材大量生产和应用，可建造复杂房屋、桥梁工程设施

大多数高耸、大跨、巨型、复杂的近代及现代工程结构都应用钢结构或钢筋混凝土结构建造近代土木工程—

水泥材料发明和钢材大量生产②、人工土木工程材料被发明近代土木工程—水泥材料发明和43近代土木工程—

新施工机械和施工方法被提供

③、新施工机械和施工方法被提供

打桩机，压路机，挖土机，掘进机，起重机，吊装机等应运而生，提供了快速高效建设土木工程的手段新施工技术不断发展、施工规模日益扩大、施工速度大大加快近代土木工程—新施工机械和施工方法被提供44近代土木工程—

社会需求日益广泛和深入

④、基础设施的社会需求日益广泛和深入

产业革命促进了工业、交通运输业发展，提出了更广泛深入的土木工程基础设施社会需求日益增长的土木工程基础设施社会需求进一步推动了土木工程的快速发展近代土木工程—社会需求日益广泛和深入45具有历史意义的土木工程很多

第一座钢筋混凝土梁桥

（1875年法国莫尼埃主持、长16m）

第一幢钢铁框架承重大楼

（现代高层建筑开端

—

11层、1883年

美国芝加哥保险公司大楼）

优秀近代土木工程杰作具有历史意义的土木工程很多优秀近代土木工程杰46优秀近代土木工程杰作巴黎、法国的标志性建筑，至今规光者络绎不绝法国巴黎艾菲尔铁塔（1889年）高300m18000多钢构件250万个铆钉铁塔总重8500t优秀近代土木工程杰作巴黎、法国的标志性建47优秀近代土木工程杰作钢筋混凝土楼板使用（1886年美国）预应力混凝土发明（1928年、法国弗雷西内）预应力空心板在世界各国广泛使用

第一条铁路（1825年英国、长21km）北美大陆铁路（1869年美国、横贯东西）优秀近代土木工程杰作钢筋混凝土楼板使用（48建成第一条地下铁道（1863年英国伦敦）

美、法、德、俄、日等国大城市相继建设地铁网优秀近代土木工程杰作—

地下建筑建成第一条美、法、德、俄、日等国大城市相继建设地铁网优秀49优秀近代土木工程杰作

苏伊士运河（1869年，连接地中海和印度洋，欧洲到亚洲不必再绕行南非）

水利建没—两条大运河建成通航在全球运输中发挥了巨大作用巴拿马运河（1914年，联系太平洋和大西洋）优秀近代土木工程杰作苏伊士运50优秀近代土木工程杰作

一战后，大跨、高耸和宏伟的土木工程相继建成悬索桥、跨旧金山海湾、1280m，首座单跨过千米桥，桥头塔高277m，主缆直径1.125m、主缆索27572根钢丝（每452根钢丝先成一股再61股组成）重1.1万吨，北岸混凝土巨块缆索锚锭13万t，南岸5万t金门大桥1936年美国旧金山优秀近代土木工程杰作悬索桥、跨旧金山海湾51优秀近代土木工程杰作帝国大厦（1931年、美国纽约）

102层，高378m(雄居世界最高40年)钢骨架重5万多吨67部电梯优秀近代帝国大厦52

詹天佑（1861-1919），勤奋好学，12岁考取“出洋幼童”，中国近代第一官费留学生。留美九年专攻铁路，耶鲁大学土木系学士。京张铁路1909年，全长200km

闭关锁国，进展缓慢。清末洋务运动引进西方技术建些有影响工程

我国近代

土木工程杰作

詹天佑（1861-1919），勤奋好学，12岁考取“出洋53

钱塘江大桥（1933-1937年茅以升主持建设）我国第一座公铁两用双层钢结构桥我国近代土木工程杰作茅以升（1896—1989）留美硕、博士采用了“射水法”、“沉箱法”、“浮运法”等哈尔滨松花江桥（俄),云南河口桥（法），沈阳浑河桥（日）钱塘江大桥我国近代土木工程杰作茅以升54

上海国际饭店1934年建成24层、高81米30年代号称远东第一楼1980年广州白云宾馆建成前(保持纪录46年)一直是中国最高的建筑我国近代土木工程杰作我国近代土木工程杰作55——历时仅仅60余年经济起飞、时代文明、现代科技迅速发展，使新材料、新技术、新工艺、设计新理论不断涌现机械、信息、通讯、计算机等技术高速发展，使现代土木工程有了强大物资和需求基础、技术手段

形成特点：

①、功能多样化

②、建设立体化

③、交通快速化

④、设施大型化

现代土木工程

(1945年二战结束至今)

现代土木工程(1945年二战结束至今)56

超越传统意义的挖土盖房，架梁为桥范围

土木工程设施与周边环境协调

建筑在景观、环保、生态形成美感与协调

房屋建筑要智能化：

不仅仅提供“徒有四壁”、“风雨不浸”的房屋骨架

结构布置要与水、电、气应，室内温、湿度调节控制等现代设备相结合

电子技术，生物基因工程等高技术工业建筑必须满足恒湿、恒温、防微振，防腐蚀，防辐射、防磁、无微尘要求现代土木工程特点

—

①功能多样化超越传统意义的挖土盖房，架梁为桥范围现代土木工程特点—57现代土木工程特点

—

②建设立体化现代城建地面、空中、地下同时展开、立体发展

（城市现代化的一个重要标志）

美国高层建筑最多（高200m的100余幢）

发展中国家经济起飞中也争相建设；

近十年，中国、马来西亚、新加坡等高层建筑迅猛发展现代土木工程特点—②建设立体化现代城建地面、空中、地58世界最大最重的“风阻尼器”两台世界最高速电梯1楼到89楼仅39秒中国台北国际金融中心大厦101大楼101层、高508米世界第1现代土木工程特点

—

②建设立体化马来西亚吉隆坡国家石油双子星座大厦（双塔）88层、高451.9m，世界第22004年1996年世界最大最重的“风阻尼器”中国台北现代土木工程特点—②59

美国芝加哥西尔斯大楼110层、高443m世界第3

中国上海金茂大厦88层、高421.5m，世界第4现代土木工程特点

—

②建设立体化1998年1974年美国芝加哥中国上海金茂大厦现代土木工程特点—②60中国香港国际金融中心大厦2期现代土木工程特点

—

②建设立体化88层、高420米2003年建成世界第5中国香港现代土木工程特点—②建设立体化88层、高4261地面交通已无力解决城市交通问题

1、建地下交通网现代土木工程特点

—

②建设立体化2、建高架路网或高架轨道交通经济、能缓解交通且增添风采

地面交通已无力解决城市交通问题现代土木工程特点—②建62

地铁使地下商业街、地下停车场、地下仓库、地下工厂、地下旅店迅速发展天津南开中学旁的地铁地下商场入口现代土木工程特点

—

②建设立体化天津南开中学旁的地铁地下商场入口现代土木工程特点—②63

经挤繁荣要求运输系统快速、高效地球越来越小是运输高速化的结果

二战前高速公路出现，战后大规模兴建

50多个国家和地区有高速公路总长17万km沈大高速公路（1990）我国第一条、375km现代土木工程特点

—③交通快速化沈大高速公路（1990）现代土木工程特点—③交通快速化64日、法、德相继建成150—200km／h以上的高速铁路

现代土木工程特点

—③交通快速化

广深准高速铁路时速167km

上海磁悬浮铁路设计时速430km

台湾高速铁路网日、法、德相继建成现代土木工程特点—③交通快速化65现代土木工程特点

—③交通快速化许多国家和地区相继建设了先进的大型航空港巴黎戴高乐机场1974年，4跑道，占地面积299.5万m2，高峰时起降飞机2-3架/分

芝加哥国际机场年吞吐量4000万人次，高峰时起降飞机200架次/时，一直世界第一现代土木工程特点—③交通快速化许多国家和地区相继建巴黎66中国北京、上海、香港机场均属大型空港北京首都机场2005年年吞吐量达4100万人次超过美国芝加哥国际机场上海浦东机场2005年年吞吐量2366万人次,中国第2现代土木工程特点

—③交通快速化机场的导航系境，客货出入分流系统，安全检查系统，故障紧急救援系统要求严格

建设须有现代土木工程技术中国北京、上海、香港机场现代土木工程特点—③交通快速化67

能源、交通、环保及大众公共活动需要，大型工程陆续建设，现代技术使跨江、跨海成为现实现代土木工程特点

—

④工程大型化日本明石海峡大桥悬索桥主跨1991m1998年建、跨度世界第一能源、交通、环保及大现代土木工程特点—④工程68丹麦大贝尔特东桥跨度1624m，跨度世界第二第一座长江大桥1956年、武汉现代土木工程特点

—

④工程大型化丹麦大贝尔特东桥第一座长江大桥现代土木工程特点—④69现代土木工程特点

—

④工程大型化中国江阴长江大桥1999年，主跨1385m世界第四第一座长江大桥1956年、武汉现代土木工程特点—④工程大型化中国江阴长江大桥第一座70此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！71同学们好我们又见面了！可再生能源水利水电教研室王俊奇欢迎大家

同学们好我们又见面了！可再生能源72本课程的主要内容第一章绪论第二章土木工程材料第三章基础工程第四章建筑工程第五章交通土建工程第六章桥梁工程第七章港口工程第八章地下工程第九章水利水电工程第十章给排水工程第十一章土木工程施工第十二章建设项目管理第十三章工程防灾与减灾第十四章数字化技术在土木工程中的应用第十五章土木工程设计方法本课程的主要内容第一章绪论第九章水利水电工程73土

木

工

程的

现况和展望土木工程的现况和展望74

绿树阴中矗立的别墅，现代化池泳碧波荡漾献给未来的土木建设工程师绿树阴中矗立的别墅，献给未来的土木建设75

伴着蓝天白云、直插云霄摩天大厦献给未来的土木建设工程师伴着蓝天白云、献给未来的土木建设工程师76

斜拉大桥映照落日的余辉，满载金碧辉煌欢迎未来的土木建设工程师斜拉大桥映照落日的余辉，欢迎未来的土木77

大型立交桥为交通路网打上美妙的蝴蝶结献给未来的土木建设工程师大型立交桥为交通路网献给未来的土木建设工程师78《土木工程概论》第一章绪论

土木工程的现况和展望

1、“土木工程”包括哪些内容?

2、“土木工程”的发展简史、现状与未来展望

3、“土木工程”专业学生

要学习哪些知识？

掌握哪些基本技能？

具备哪些能力?

怎样才能学好等?

《土木工程概论》第一章绪论

土木79§1.1“土木工程”内涵及其重要性

——

包括哪些内容?

§1.1“土木工程”内涵及其重要性

——包括哪80建造各类工程设施的科学技术的总称土木工程(国务院学位委员会学科简介定义)内容广泛，与日常生活密切相关，在国民经济中起着重要的作用工程建设的对象地上、地下、水中的各种工程设施所用材料、设备勘测设计、施工，保养、维修等技术建造各类工程设施的科学技术的总称土木工程(国务院学位81西方（英语）

CivilEngineering

(民用工程)

除服务于战争的工程设施外，所有服务生活和生产需要的民用设施

现军用战壕、掩体、碉堡、浮桥、防空洞等防护工程也归入CivilEngineering范畴

MilitaryEngineering

（军事工程）东西方两种语言的不同发展过程东方（中国汉语）

五行学说：万物由五类物质组成（金、本、水、火、土）

几千年来工程建设材料：

“土”(石、砂、泥、灰及土烧成的砖、瓦、陶瓷等)

+

“木”(木材、茅草、藤条、竹子等)

大兴土木=大搞工程建设CivilEngineering

翻译成

土木工程

西方（英语）

CivilEngineering

(民用82

房屋建筑工程公路与城市道路工程

铁路工程桥梁工程

隧道工程机场与其他场站工程

地下工程给水排水工程

港口码头工程矿井工程

发射塔架工程电站与输变电工程

海洋平台工程市政管道与输送线路工程

防灾减灾与防护防御工程等土木工程范围

——非常广泛按国际惯例也包括运河、水渠、水库、堤坝、灌渠等水利工程房屋建筑工程公路与城市道路工程

铁路工程83

基本建设（CaipisalConstruction)：二十世纪五十年代我国第一个五年计划期间、对重点建设的一汽、一拖等数百重点基础性建设项目给出土木工程范围

——非常广泛

统指：工厂、矿井、铁道、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、体育场馆、展览厅、机场码头、堤坝灌渠、给水排水、供电供热供气和通讯线路等土木工程的建设活动大型项目由国家统一规划建设、中小型项目归口到省市地各级政府有关部门管理基本建设（CaipisalConstruction84

“住”在房屋建筑中，与土木工程直接有关“行”则需要建造铁道、公路、机场、码头等交通土木建筑工程，直接有关“食”需打井取水，筑渠灌溉，建水库蓄水，建粮食加工厂，粮食储仓等，间接有关“衣”的纺纱、织布、制衣要在工厂内进行，间接有关各种工业生产要建厂房航天要建发射塔架和航天基地土木工程对人类生存、国民经济、社会文明举足轻重生活离不开衣、食、住、行①、关乎人类生存的基础性产业“住”在房屋建筑中，与土木工程直接有关土木工程对人类85

◆

工程资金投入大、涉及行业多

（钢铁、材料、制造、运输等）◆

挖掘和吸纳劳力资源的重要平台◆

城市化进程的加速是生产力腾飞的重要标志

我国城市和社会主义新村镇蓬勃建设◆

行业贡献25%—30%，拉动国民经济增长

我国固定资产投资约GDP总量之半土木工程对人类生存、国民经济、社会文明举足轻重②、国民经济发展的带动性行业◆工程资金投入大、涉及行业多土木工程对人类生存、国86

时代进步，科学技术的发展使：

◆新理念、新要求、新方式应运提出◆新工具、新工艺、新技术、新结构的不断发明◆现代工程材料的变革◆现代力学分析理论的进步

◆计算机应用的推广土木工程对人类生存、国民经济、社会文明举足轻重③、内涵深邃的综合性学科时代进步，科学技术的发展使：土木工程对人类生存、87

土木工程专业学习和未来工作的核心内容—

各类土木工程设施的规划、勘测、设计、施工、管理和维修.管理维修设计勘测规划施工建造土木工程专业学习和未来工作的核心内容—管理维修设88

可行性研究

总体布局规划与方案构思

初步设计（扩大初步设计）力学分析、结构方案、构造设计施工图设计（绘图）

（柱网布置等、尺寸估计、受力分析、构造处理、绘施工图）土

木

建

筑

工

程

设

计

的

过程：可行性研究89§1.2

“土木工程”的

发展历史与现状

§1.2“土木工程”的

发展历史与现状90土木工程发展历史一、古代土木工程

（历时6、7000年）旧石器时代(约公元前5000年起)

17世纪中叶①、无设计理论，主要依靠经验②、建造材料主要取之于自然：（石块、草筋、土坯等）

公元前1000年左右开始有砖、瓦、陶瓷制品③、工具简单、尚无施工机械：只有斧；锤、刀、铲和石夯等手工工具三个阶段古代近代现代土木工程发展历史一、古代土木工程（历时6、7000年）三91西方古代有历史价值的宏伟建筑或遗址1、埃及金字塔

2、墨西哥奇琴伊扎城

3、法国加尔桥

4、希腊帕特农神庙

5、古罗马斗兽场

6、土耳其伊斯坦布尔索菲亚大教堂

7、埃塞俄比亚拉里贝拉独石教堂

8、罗马帝国道路网多是砖石结构西方古代有历史价值的宏伟建筑或遗址1、埃及金字塔92胡夫金字塔最大，边长230.5m的正方形塔基，高140m,230余万块巨石砌成人面狮身象（司克芬斯）人面用独石雕刻唯一未塌的世界古七大奇迹世界上朝向最精确的建筑（最大偏差0.015%)施工方法至今为迷埃及金字塔

（公元前2700至前2600年间)胡夫金字塔最大，边长230.5m的正方形塔基，高140m,93

古玛雅帝国中心城、占地600万平米—9000亩、有金字塔、文字厅、鹿厅、红厅、神庙、球场等数百座建筑墨西哥奇琴伊扎城

（始建于公元前600年)库儿坎金字塔（神庙兼天文台，可观测太阳、月亮、金星的运行与角度）古玛雅帝国中心城、占地600万平米—墨西哥奇琴伊扎城

（94

古罗马人为尼姆城修的引山泉水渠三层拱桥、拱门错落优雅、简洁实用法国加尔桥

（公元前500年左右)古罗马人为尼姆城修的引山泉水渠法国加尔桥

（公元前500年95

雅典守护女神雅典娜的供奉祭殿

欧洲古典建筑的典范、雅典的王冠希腊帕特农神庙

（公元前447至前448年)世界文化与自然遗产雅典守护女神雅典娜的供奉祭殿希腊帕特农神庙

（公元前44796古罗马斗兽场（科洛西莫斗兽场）

（建于公元75—85年)世界文化与自然遗产有50000个坐席和站席使用了雏形混凝土古罗马斗兽场（科洛西莫斗兽场）

（建于公元75—85年)97

砖砌直径31米、高55米圆形穹顶整体支承在四个用巨石砌成的拱门大柱(截面7米×l0米)上土耳其伊斯坦布尔

索菲亚大教堂

(公元532年一537年间)世界文化与自然遗产砖砌直径31米、高55米圆形穹顶土耳其伊斯坦布尔

98埃塞俄比亚

拉里贝拉

独石

教堂

(公元1200年）

由山体

直接凿建埃塞俄比亚

拉里贝拉

独石

教堂

(公元1200年）

由山体99欧洲罗马帝国的以罗马为中心的道路网：29条主干道和322条联系支线、总长度达8000km

欧洲古代优秀土木建筑杰作

—

交通设施欧洲罗马帝国的以罗马为中心的道路网：欧洲古代优秀100中国古代优秀建筑杰作—

木结构1、中国古代伟大的砖石结构--万里长城2、四川灌县的都江堰水利工程3、陕西秦皇陵兵马俑4、京杭(北京—杭州)大运河5、河北赵县交河赵州桥（安济桥）6、山西应县木塔(佛宫寺释伽塔)7、北京故宫、天坛8、秦朝全国郡县间驰道网（咸阳中心）多为木结构加砖墙中国古代优秀建筑杰作—木结构101中国古代伟大的砖石结构--万里长城（公元前4、500年前后战国时期的齐国楚国已有零星构建，公认从公元前220年秦代起开始大规模建设，、汉唐明均重建）

世界中古七大奇迹和新七大奇迹、世界文化与自然遗产

东起山海关，西至，跨越9省市自治区，翻山越岭、蜿蜒逶迤，全长6500(6700)余公里嘉峪关中国古代伟大的砖石结构--万里长城（公元前4、500年前102中国古代优秀建筑杰作——

水利工程

秦昭王时蜀太守李冰父子建,创意科学、设计巧妙、盖世无双,使成都平原成“沃野千里”的天府之乡,至今仍造福四川人民四川灌县都江堰(公元前306年一前251年)世界文化与自然遗产传说中的大禹治水中国古代优秀建筑杰作——水利工程四川灌县都江堰(公元103

阵势宏伟、规模庞大，7000多军俑、车马阵列有序、军容威严，被称为世界第八大奇迹秦皇陵兵马俑（公元前200年左右)中国古代优秀建筑杰作——

陵墓建筑秦皇陵中国古代优秀建筑杰作——陵墓建筑104中国古代优秀建筑杰作——

水利工程全长2500公里世界历史上最长的运河至今仍是江浙段重要的水运通道

京杭(北京—杭州)大运河(公元600年隋朝时开凿修建)中国古代优秀建筑杰作——水利工程全长2500公里京105中国古代优秀建筑杰作---砖石结构世界第一座敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥（28条并列石条拱砌成），桥长50.82m、桥面宽10m，单孔跨度37.02m（保持世界纪录800年）矢高7.23m（矢高跨比＜1：5、领先世界1000年）河北赵县交河赵州桥（安济桥）

（公元605年隋朝）

拱肩上4个小拱,既减轻桥重、便于泄洪，又显构造科学、美观颖脱，经千余年后仍能正常使用，引领风格数百年中国古代优秀建筑杰作---砖石结构世界第一座敞肩式单孔圆弧106天下第一塔（最古最高的木塔）

建于公元1056年塔高67.3m九层八角形横截面底层直径30.27m

经历多次大地震历时千年仍完好耸立

山西应县木塔(佛宫寺释伽塔)山西应县木塔(佛宫寺释伽塔)107中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京故宫（建于公元1406年、明永乐4年）占地72万m2

—

近1100余亩、房9000余间、红墙黄瓦、金碧辉煌四周宫墙长3400米，墙外护城河宽52米世界文化与自然遗产中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京故宫（建于公元140108中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京天坛

（建于公元1420年、明永乐18年）皇帝祭天场所，总占地270万m2、近000余亩，现存最大坛庙建筑，浑穆庄严、天圆地方世界文化与自然遗产中国古代优秀建筑杰作---砖石结构北京天坛（建于公元14109

以咸阳为中心通往全国各郡县的驰道主要干道宽59步（295尺）中国古代优秀土木建筑杰作

—

交通设施秦朝（公元前220年前后）形成全国交通网：以咸阳为中心中国古代优秀土木建筑杰110

经验总结和描述外形设计

《考工记》（公元前5世纪）

《营造法式》（北宋李诫著、公元11世纪）

《论建筑》（意大利文艺复兴时期贝蒂著

公元16世纪）

古代著名土木工程著作经验总结和描述外形设计

《考工记》111历时：300余年特点：①、土木工程逐步形成一门独立学科“关于两门新科学的对话”

（1683年意大利伽利略）首次用公式表达了梁的设计理论二、近代土木工程(17世纪中叶—1945年二战结束)历时：300余年二、近代土木工程(17世纪中叶—1945年二112牛顿力学三大定律

（1687年英国牛顿）

惯性、F=ma、作用反作用

土木工程的力学分析基础工程结构设计的容许应力法（1825年法国纳维）

结构反应（受到的应力）

≤

结构抗力（容许应力）极限平衡理论

（19世纪末，末利特尔等人）

以理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学和材料强度理论为基础

结构设计的较为系统理论指导

近代土木工程（17世纪中叶—

二战前后）牛顿力学三大定律（1687年英国牛顿）近代土木工程（17113

②、人工土木工程材料被发明

波特兰水泥发明（1824年英国阿斯普丁的专利）

钢筋混凝土应用（1867年法国莫尼埃加固花盆）

转炉炼钢法发明（1859年）

混凝土发明和钢材大量生产和应用，可建造复杂房屋、桥梁工程设施

大多数高耸、大跨、巨型、复杂的近代及现代工程结构都应用钢结构或钢筋混凝土结构建造近代土木工程—

水泥材料发明和钢材大量生产②、人工土木工程材料被发明近代土木工程—水泥材料发明和114近代土木工程—

新施工机械和施工方法被提供

③、新施工机械和施工方法被提供

打桩机，压路机，挖土机，掘进机，起重机，吊装机等应运而生，提供了快速高效建设土木工程的手段新施工技术不断发展、施工规模日益扩大、施工速度大大加快近代土木工程—新施工机械和施工方法被提供115近代土木工程—

社会需求日益广泛和深入

④、基础设施的社会需求日益广泛和深入

产业革命促进了工业、交通运输业发展，提出了更广泛深入的土木工程基础设施社会需求日益增长的土木工程基础设施社会需求进一步推动了土木工程的快速发展近代土木工程—社会需求日益广泛和深入116具有历史意义的土木工程很多

第一座钢筋混凝土梁桥

（1875年法国莫尼埃主持、长16m）

第一幢钢铁框架承重大楼

（现代高层建筑开端

—

11层、1883年

美国芝加哥保险公司大楼）

优秀近代土木工程杰作具有历史意义的土木工程很多优秀近代土木工程杰117优秀近代土木工程杰作巴黎、法国的标志性建筑，至今规光者络绎不绝法国巴黎艾菲尔铁塔（1889年）高300m18000多钢构件250万个铆钉铁塔总重8500t优秀近代土木工程杰作巴黎、法国的标志性建118优秀近代土木工程杰作钢筋混凝土楼板使用（1886年美国）预应力混凝土发明（1928年、法国弗雷西内）预应力空心板在世界各国广泛使用

第一条铁路（1825年英国、长21km）北美大陆铁路（1869年美国、横贯东西）优秀近代土木工程杰作钢筋混凝土楼板使用（119建成第一条地下铁道（1863年英国伦敦）

美、法、德、俄、日等国大城市相继建设地铁网优秀近代土木工程杰作—

地下建筑建成第一条美、法、德、俄、日等国大城市相继建设地铁网优秀120优秀近代土木工程杰作

苏伊士运河（1869年，连接地中海和印度洋，欧洲到亚洲不必再绕行南非）

水利建没—两条大运河建成通航在全球运输中发挥了巨大作用巴拿马运河（1914年，联系太平洋和大西洋）优秀近代土木工程杰作苏伊士运121优秀近代土木工程杰作

一战后，大跨、高耸和宏伟的土木工程相继建成悬索桥、跨旧金山海湾、1280m，首座单跨过千米桥，桥头塔高277m，主缆直径1.125m、主缆索27572根钢丝（每452根钢丝先成一股再61股组成）重1.1万吨，北岸混凝土巨块缆索锚锭13万t，南岸5万t金门大桥1936年美国旧金山优秀近代土木工程杰作悬索桥、跨旧金山海湾122优秀近代土木工程杰作帝国大厦（1931年、美国纽约）

102层，高378m(雄居世界最高40年)钢骨架重5万多吨67部电梯优秀近代帝国大厦123

詹天佑（1861-1919），勤奋好学，12岁考取“出洋幼童”，中国近代第一官费留学生。留美九年专攻铁路，耶鲁大学土木系学士。京张铁路1909年，全长200km

闭关锁国，进展缓慢。清末洋务运动引进西方技术建些有影响工程

我国近代

土木工程杰作

詹天佑（1861-1919），勤奋好学，12岁考取“出洋124

钱塘江大桥（1933-1937年茅以升主持建设）我国第一座公铁两用双层钢结构桥我国近代土木工程杰作茅以升（1896—1989）留美硕、博士采用了“射水法”、“沉箱法”、“浮运法”等哈尔滨松花江桥（俄),云南河口桥（法），沈阳浑河桥（日）钱塘江大桥我国近代土木工程杰作茅以升125

上海国际饭店1934年建成24层、高81米30年代号称远东第一楼1980年广州白云宾馆建成前(保持纪录46年)一直是中国最高的建筑我国近代土木工程杰作我国近代土木工程杰作126——历时仅仅60余年经济起飞、时代文明、现代科技迅速发展，使新材料、新技术、新工艺、设计新理论不断涌现机械、信息、通讯、计算机等技术高速发展，使现代土木工程有了强大物资和需求基础、技术手段

形成特点：

①、功能多样化

②、建设立体化

③、交通快速化

④、设施大型化

现代土木工