Civil Engineering and Civil Engineers 举足轻重的土木工程行业-FU RUI

Unit1CivilEngineeringandCivilEngineers土木工程与土木工程师

FURUI1Units:16AssessmentMethod:TestAttendance:30%FinalTest:70%

AbouttheCourseFURUI2什么是土木工程土木工程是人类文明的载体土木工程前景广阔土木工程师-光荣的职业内容FURUI3

古代建筑材料主要是“土”与“木”，后各种与建造相关的生产活动称为“土木工程”1.什么是土木工程FURUI4土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设对象，包括建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备、和所进行的勘测、设计、施工、维修等专业技术国务院学位委员会的定义为：FURUI5房屋建筑道路、桥梁港口、码头水利工程给排水工程地下工程……土木工程包含的范围十分广泛FURUI61）它是人类最古老的工程技术有巢氏：中国古代传说中的氏族首领，教人们建造原始的住所，标志了土木工程的出现。土木工程的特点FURUI7土木工程随着人类社会的进步而发展，综合反映了各个历史时期经济、文化、科学技术的发展面貌，展示了人类的创造力。2）土木工程体现了人类改造自然的智慧，是人类文明的载体FURUI8人类的基本生活需求是土木工程发展的原始动力；随着社会经济的发展，各行各业都离不开作为基础设施的土木工程。3）土木工程与人类生活、生产息息相关FURUI9服装厂都江堰紫坪埔水库土木工程行业是重要的物质生产部门，在社会总产值和社会就业人数中占有相当大的比重；还对其他产业具有较强的关联性和带动性。4）土木工程行业是国民经济的支柱产业FURUI10土木工程行业带动主要产业比例什么是土木工程土木工程是人类文明的载体土木工程前景广阔土木工程师-光荣的职业内容FURUI11我国的古代土木工程成就辉煌，尤其在木建筑方面独树一帜，形成了特有的木构架建筑体系。古代土木工程FURUI12山西南禅寺FURUI13中国现存最古老的木结构建筑寺中雕塑精湛，堪称唐代雕塑艺术的珍品应县木塔（建于1056年）FURUI14山西应县木塔

故宫FURUI15视频：北京故宫中国古代在土-石-砖建筑方面也不乏优秀的工程创造FURUI16长城是世界七大奇迹之一赵州桥FURUI17世界上现存最早的敞肩式石拱桥，净跨37.02米中国古代在水利工程方面的成就也是十分显著的FURUI18FURUI19都江堰全景（视频）京杭大运河FURUI20全长约1794公里，春秋吴国开凿，隋朝大幅扩建，元朝全线通航。是世界上里程最长、工程最大、最古老的运河。我们古代出现了很多优秀的技术人才，并总结编写出一些优秀的著作FURUI21考工记欧洲的古代建筑多以砖、石材料为主FURUI22希腊的帕特农神庙

视频：埃及胡夫金字塔古罗马加尔渡槽桥FURUI231985年被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》FURUI24视频：土耳其索菲亚大教堂1）在材料方面：以土、木、石等天然材料和砖、瓦等烧制材料为主2）在工具方面：以斧、锤、刀和铲等手工工具为主3）在工程技术方面：主要凭借经验，缺少理论上的依据和指导古代土木工程的特点FURUI25近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。近代土木工程FURUI26转炉炼钢1859年，贝斯曼发明转炉炼钢法，钢材大量生产1825年，英国使用盾构技术开凿泰晤士河河底隧道1853年，美国人奥蒂斯发明带有安全装置的升降机FURUI27凿岩机——1825年英国建成世界第一条长21km的铁路——1863年伦敦又建造了世界第一条地下铁道——1932年德国建成世界上第一条高速公路土木工程的应用领域在这一时期也得到了极大拓展FURUI28

1883年，詹莱(B.Jenney)建造了11层住宅保险大楼，是世界最先用铁框架(部分钢架)承受全部大楼的重力，外墙仅为自承重墙的高层建筑。意大利科学家伽利略在1638年出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首先用公式表达了梁的设计理论；英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律，它们是土木工程设计理论的基础；瑞士数学家欧拉在1744年出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。1825年纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法；19世纪末里特尔等人提出了极限平衡的概念。这为土木工程的结构理论分析打下了基础。在理论方面，近代力学的发展为土木工程奠定了理论基础FURUI29近代土木工程的代表FURUI301889年，法国在巴黎建造了高300m的埃菲尔铁塔，用钢8000t。这是近代高层建筑结构的萌芽。纽约帝国大厦FURUI31帝国大厦共102层，高378m，钢骨架总重超过50000t，内装67部电梯。建筑高度保持世界纪录达40年之久。美国金门大桥FURUI32第一次世界大战后，许多大跨、高耸和宏大的工程相继建成(视频：旧金山金门大桥）苏伊士运河&巴拿马运河FURUI33世界上最具有战略意义的两条人工水道巴拿马运河航线34地中海红海红海直通印度洋苏伊士运河胡佛水坝FURUI35混凝土拱坝，坝高221.4米，世界闻名的水利工程。中国近代土木工程相对落后，直到十九世纪末，随着西方技术的引进，开始有所发展FURUI36南京中山陵中国近代建筑史上第一陵京张铁路（1909年）FURUI37全长约200公里，是首条由中国人自行设计、施工的干线铁路。钱塘江大桥（1937年）FURUI38全长1453米，由桥梁专家茅以升主持设计，是我国自行设计、建造的第一座铁路公路两用桥。1)材料方面：由木、石、砖瓦天然材料为主，过渡到以钢和钢筋混凝土为主2)理论方面：材料力学、理论力学、结构力学、土力学等工程设计基础理论基本形成3）施工方面：新工艺和新机械不断出现，施工技术进步，建造规模扩大，建造速度加快4）应用领域：铁路、地铁、高速公路、高层建筑等新领域出现并逐渐发展该阶段土木工程总体呈现如下特征：FURUI3920世纪中叶以来，城市建设有三个趋向。——高层建筑的大量兴起。由于城市人口大量积聚，密度猛增，用房紧张，地价昂贵，建筑物向空间发展。美国的高层建筑最多，高度在160～200m的就有100多幢。近年来，我国、马来西亚、新加坡等东南亚国家的高层建筑有很大发展。1）城市建设立体化FURUI40FURUI41上海环球金融中心工程是一幢大型超高层建筑，位于浦东陆家嘴，与金茂大厦相距仅40米。塔楼地上101层，地面以上主体净高492米。比金茂大厦高72米，2008年春季建成。包括高速公路、高铁、航空、航海在内的交通网络快速发展，并促进了桥梁、隧道和大型交通枢纽设施建设。2）交通网络化、高速化FURUI42视频：世界最长跨海大桥-胶州湾大桥即土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。3）工程设施功能化FURUI43巴西国会大厦。建于1957～1959年。由国会上下议院、办公楼和各部分厅室、服务房间等组成。1）材料轻质高强化2）分析理论精细化3）施工过程工业化随着现代科学技术在工程领域的渗透，土木工程技术呈现出如下新特点：FURUI44钢、混凝土等传统材料的强度和耐久性进一步提高。铝合金、建筑膜材。玻璃钢等新型工程材料发展迅速。1）材料轻质高强化FURUI45现代力学、数学理论与计算机技术及先进实验急速相结合，使我们对各种工程设施的分析和设计能力大为增强2）理论研究精细化FURUI46鸟巢分析图构件标准化、结构装配化、施工机械化在工程建设中日益普及；信息技术发展迅速；现代施工技术使复杂工程的建设成为可能。3）施工过程工业化FURUI47装配式房屋现代土木工程的代表FURUI481996年亚特兰大奥运会主场馆，轮廓尺寸241米*192米，是世界上最大的室内体育馆哈利法塔（2010年）FURUI49高828米（附视频）英吉利海峡隧道FURUI50全长50.5公里（海底部分37公里），由两条单向铁路隧道和中间辅助隧道组成阿联酋迪拜棕榈岛FURUI51世界最大的人工岛（岛屿面积12平方公里，伸入大海5.5公里），由一亿立方米沙石堆积而成，被誉为“世界第八大奇迹”。FURUI52自改革开放以来，我国的土木工程发展迅速，不仅在建设总量上居世界首位，在大型复杂工程的建造能力方面，也居国际前列。在全球已建成的超过400米的超高层建筑中，中国约占六成，且呈持续增长的趋势FURUI53中国的超大跨桥梁数量超过世界总量的一般，且全部为自主设计施工。FURUI54苏通大桥，主跨1088米港珠澳大桥，全长50公里（在建）世界上规模最大的城市地铁系统。截至2013年，共有17条运营线路，270座车站、456千米运营里程、北京地铁FURUI55三峡工程FURUI56世界上规模最大的水电站青藏铁路FURUI57天路国家体育馆-鸟巢FURUI58土木工程既是最古老的工程技术，也在不断与时俱进，发展成为以先进科技武装的现代工程技术，同时也必将为人类社会的未来发展做出重要贡献FURUI59随着科技进步与人类生存空间的拓展需求，未来土木工程将呈现以下发展趋势：可持续发展土木工程超级土木工程新环境土木工程FURUI60中国人口占世界人口的19%，但耕地占7%，淡水占6%，森林占4%，石油占2%我国建材行业每年消耗原材料达50亿吨，二氧化碳排放量占全国总量的40%我国建筑能耗占全国能耗总量的27%我国建筑垃圾占城市垃圾总量的1/3以上可持续发展土木工程FURUI61可持续发展土木工程是在工程全寿命期间内，最大限度节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境，与自然和谐共生。第一，以绿色、生态、低碳理念，统领工程设计、施工、使用和拆除的全过程FURUI62节地：合理布局，提高土地利用效率；开发城市地下空间；禁用粘土砖节材：推广高性能材料，可循环利用的材料；加上施工废弃物的回收利用节水：降低供水管网漏损；推广节水器具；推进污水再生和雨水利用第二，合理利用自然资源，开发利用再生资源FURUI63尽量采用节能型建筑材料、产品和设备合理设计建筑围护结构加强设备运行管理、提高采暖、制冷、照明、通风、给排水等系统的运行效率开发利用太阳能、风能、地热等清洁能源第三，提高能源的利用效率，开发利用绿色能源FURUI64在工程设计中，充分考虑周围自然生态环境和人文环境，做到与环境协调统一。提倡应用绿色建筑材料和建筑技术，减少建造、使用过程对自然环境和生态的破坏。第四，注重环境保护，与自然和谐共生FURUI65屋顶绿化施工围挡汉诺威世博会日本馆（2000年）可持续发展土木工程：FURUI66可持续发展土木工程：FURUI67上海世博会主题馆（2010年）太阳能覆盖率最高的单位建筑生态墙英国伊甸园（2001年）可持续发展土木工程：FURUI68人类与自然和谐共生的典范生态城市（EcoCity)ECOCITY代表了一种城市建设新理念，即强调以人为本，重视环境、社会和经济三者之间的协调发展。可持续发展土木工程：FURUI69环保材料超低能耗设计技术高能效的外墙材料渤海湾海底隧道超级土木工程构想FURUI70计划投资2000亿，连接山东半岛和辽东半岛超级土木工程构想FURUI71休斯顿穹顶为解决人口增长、环境恶化、资源紧张等问题，向地下、还有、荒漠和太空等新领域拓展，是未来土木工程发展的一个趋势新环境土木工程FURUI72地下城市开发不仅可以环境城市拥挤，而且可以提供战时庇护，是未来城市发展趋势新环境土木工程构想FURUI73阿姆斯特丹地下城新环境土木工程构想FURUI74水下摩天大楼新环境土木工程构想FURUI75外星基地

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