第一课土木工程学

1第一课土木工程学土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学标准的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的根底公共设施。他们也建造私有设施，比方飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。土木一词来源于拉丁文词“公民〞。在1782年，英国人JohnSmeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。领域。因为包含范围太广，土木工程学又被细分为大量的技术专业。不同类型的工程需要多种不同土木工程专业技术。一个工程开始的时候，土木工程师要对场地进行测绘，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和电力线。岩土工程专家那么进行土力学试验以确定土壤能否承受工程荷载。环境工程专家研究工程对当地的影响，包括对空气和地下水的可能污染，对当地动植物生活的影响，以及如何让工程设计满足政府针对环境保护的需要。交通工程专家确定必需的不同种类设施以减轻由整个工程造成的对当地公路和其他交通网络的负担。同时，结构工程专家利用初步数据对工程作详细规划，设计和说明。从工程开始到结束，对这些土木工程专家的工作进行监督和调配的那么是施工管理专家。根据其他专家所提供的信息，施工管理专家计算材料和人工的数量和花费，所有工作的进度表，订购工作所需要的材料和设备，雇佣承包商和分包商，还要做些额外的监督工作以确保工程能按时按质完成。

贯穿任何给定工程，土木工程师都需要大量使用计算机。计算机用于设计工程中使用的多数元件〔即计算机辅助设计，或者CAD〕并对其进行管理。计算机成为了现代土木工程师的必备品，因为它使得工程师能有效地掌控所需的大量数据从而确定建造一项工程的最正确方法。

结构工程学。在这一专业领域，土木工程师规划设计各种类型的结构，包括桥梁，大坝，发电厂，设备支撑，海面上的特殊结构，美国太空方案，发射塔，庞大的天文和无线电望远镜，以及许多其他种类的工程。结构工程师应用计算机确定一个结构必须承受的力：自重，风荷载和飓风荷载，建筑材料温度变化引起的胀缩，以及地震荷载。他们也需确定不同种材料如钢筋，混凝土，塑料，石头，沥青，砖，铝或其他建筑材料等的复合作用。

水利工程学。土木工程师在这一领域主要处理水的物理控制方面的种种问题。他们的工程用于帮助预防洪水灾害，提供城市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，维护河滩及其他滨水设施。此外，他们设计和维护海港，运河与水闸，建造大型水利大坝与小型坝，以及各种类型的围堰，帮助设计海上结构并且确定结构的位置对航行影响。

岩土工程学。专业于这个领域的土木工程师对支撑结构并影响结构行为的土壤和岩石的特性进行分析。他们计算建筑和其他结构由于自重压力可能引起的沉降，并采取措施使之减少到最小。他们也需计算并确定如何加强斜坡和填充物的稳定性以及如何保护结构免受地震和地下水的影响。漏

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清楼板茧。建居筑物卷中楼乱板的铁构造绪依赖壤于所犁使用娃的基脖本结吧构框沈架。论在钢谁结构娘中，纳楼板滚或是引搁置蓬在钢买梁上宋的混拾凝土伟板，坚或是裤外表火附有恰混凝锣土的乔波状诱钢组纠成的燃凹板皂。在乡混凝僚土结封构中我，楼俗板或挪是搁曲置在工混凝贝土梁粱上的匆混凝卧土板工，或程是一父系列聚顶端富有一葱个薄养板双忌向都遗近距绵离排往列的献混凝烫土梁谜，在户其下障部提魔供了悼一个枯多余脾的空原间。宋这种才类型银的板配的使帆用依掩赖于真支撑华柱或才墙间火的跨腊度和女空间煌的功紧能。永例如挣，在罩公寓殿中，下当墙赛和柱损的间怒距在元12资英尺区到1沫8英妄尺〔车3.纯7米万到5付.5彩米〕发，最歼常用晃的结裳构是怎无梁晴的实液心混椅凝土耐板。跪这种果板的惑下部乡可以愈用作双其下漆层空叹间的坝天花下板。慨办公闭大楼滴中常道使用腾波纹锹钢楼级板，受这是数因为耐波纹乏钢楼升板的昂波纹富当由裙另一嫁块金靠属板洋盖上阵时，宴可以稠形成混汗线和罪电线浅通道按。足

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惜机械挽和电倍力系梯统谷。一木个现掘代建忧筑不龟仅包窄括它徐所需慢要的贷空间穴〔办跑公室开，教骆室，诸公寓存〕，嗓还包竞括帮央助提刷供舒柱适环裁境的或机械怖与电么力系铲统的姿辅助甩空间恰。在夸摩天够办公蚁大楼脸中，扑这些握辅助胳空间耻可能腰构成盈总建老筑面经积的便25舍%。组在办恋公大撤楼中议，供饿暖，蜓通风布，电斧力和膀卫生芬管道阿系统掘的重省要性煌表达啊在工耻程预疏算的变40匆%被寺分配拖给它貌们。着因为深使用再带有异不能耍开窗麦的密伶封性埋建筑纹屋的脸增加同，精县细的否机械卫系统夏被用绒于通蔽风和农空调悦。渠柄道和烫管道扮携带冒来自阳中央劈风扇印室和惠空气刚调节机机的经新鲜华空气部。悬舰吊在谈上部涛楼板恰结构谁下面诵的天镰花板麻，隐愉藏着索管道垫系统董，还签包含挠照明警设备鱼。用猎于动默力和童何通讯绸的电撒力配紧线，鱼也被沙安置跌在天渠花板柏空间赛内，包或被伐埋置随在楼剑板结互构中教的管材道内沾。打

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紧地基再与基柴础润。所奏有的桌建筑绢物都如支撑拜在地汤面上杰，因俱此，棋土体猎的性迷质成驾为任扔何建数筑设数计中倾极端谎重要修的考携虑因窑素。溜根底壳的设生计依江赖于煤许多悔土体雄的要遍素，俊如土蜘的类采型，和土壤碍的层瓦理，鞋土层剧的厚固度和恼它的呢压缩联性，游以及南地下腿水的琴状态疯。土料壤很园少有凡一个庭单一付的成鲁分。糕它们俘通常砖是不职同厚念度土邻层的见混合率物。瑞为了僻评估名，土龙壤被陪按照科颗粒今大小卡分为纽不同障等级怪，它啄们从莲淤泥思到粘味土到攻砂到翅砂砾钻到岩畅石依扭次增准加。勉大体谋上，卫较大壶颗粒监土的路负载定能力谱将会欧强于摇较小叨的一正些。式最硬富的岩压石可文以高介达每俗平方扣英尺添10间0吨谎〔每替平方染米9袍76居.5鹊公吨榴〕的炉负载中，但坚是最昆软的半淤泥蒜所能菌承受印的负芹载只式有每各平方笔英尺殖0.忠25扔吨〔展每平蕉方米侦2.工44枪公吨狂〕。倍所有舰外表嫂以下铜的土招都处科在受妈压状编态中里，说梯得更援精确适一些纪，这局些土怕承受首与作水用在城其上吉的土亦柱重炕量相陷等的谅压力转。许湿多土古〔除葬了大影多数透的砂敬和砾罗石以尽外〕叔显示托出弹野性性某质超——狗在荷客载作膨用下雹受压俭变形溜，当确荷载施解除某后可墓以回列弹。专土壤汽的弹猜性常商常依收赖于据时间京，也坡就是石说，债土的头变形督可能盼发生术在荷到载作吓用后峡从数评分钟察到数未年的挂时间型长度筛上。款超过庆一个拣时段碍，如景果建亏筑物清作用艘在土漂体上慢的负吩载高不于土德的天锹然压嫂实重拜量，宏它可池能产早生沉舅降。框相反乒地，偏如果诉建筑鹿物作词用在粱土体洁上的钟负载胀小于遗土体胀的天匀然压吧实重海量，格它可探能隆凝起。晋土也尝可能靠在建奸筑物佣自重破作用博下产锁生流益动，公就是己说，棋它很拨容易楼被压猾挤出卸。辛

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