土木课件土木概论

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土木学院土木专业2012级新同学!

WelcometoHohaiUniversity!《土木水利专业导论》课程土木水利专业导论

Introductiontocivilandwaterconservancyengineering

主讲：沈德建主要联系方式E-mail:shendejian@；办公电话：83786183QQ：9672986手机级信箱：hohaicivil@密码：civil2012《土木水利专业导论》课程安排时间：4-7周，周二上午第二大节；周五下午第一大节教材：《土木工程概论》(第二版)

罗福午主编，武汉工业大学出版社参考书：《土木工程概论》1989.3

丁大钧、蒋永生编著，东南大学出版社

《土木工程概论》2001.7

江见鲸、叶志明主编，高等教育出版社

《土木工程概论》2004，张立伟主编，机械工业出版社作业写一份自我介绍主要内容：

1、介绍自己的基本情况，可以包括家庭、高考情况、个人爱好，成长的种种值得记忆与怀念的事；

2、为什么选择土木工程，对土木工程了解多少；

3、对老师上课的要求，希望能得到关于土木工程的那些方面的信息。主要要求：

1、说明自己的特点，能让别人通过你的介绍记住你；

2、文体不限，字数不限，图文并茂，纸张请用河海大学信笺或A4纸；

3、学习班委按学号收齐后，9月21日上课时交；

4、不少于1页纸。基本要求上课时不准开手机。提前进教室。不得无故缺课与迟到、早退。记录下上课中提到的问题，在最后的学习报告中回答。课程考试方式1、课程结束写报告，占60%；2、平时表现，占20%；包括上课情况，有无违纪情况，课堂回答问题情况。3、所写的自我介绍等，占20%。课程目的对土木工程专业有一个初步了解对大学的学习方法有一个初步的了解对大学的学习目的有一个初步的了解对自己的人生做好规划第一讲土木工程的历史、现状和未来土木工程的定义(内涵)土木工程的发展历史(古代、近代、现代)土木工程的未来土木工程的学习建议土木工程的定义(1)中国国务院学位办在学科简介中的定义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术总称。

既指工程建设的对象，即建在地上、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、保养、维修等技术。土木工程的定义(2)一般认为：土木工程是指采用工程材料，如土、石、砖、木、混凝土、钢材、塑料、塑钢和铝合金等材料，修建房屋、道路、铁路、桥涵、隧道、运河、堤坝、港口、特种工程和市政卫生工程等的生产活动和工程技术。

这种生产活动和工程技术包括对上述各类工程的勘测、设计、施工、维修等活动以及它们所需要的相应工程技术.土木工程的定义(3)土木工程与衣、食、住、行的关系：住：直接关系。建造各种类型的建筑物。衣、食、行：直接和间接关系并存。

行，建造铁路、道路、桥梁(直接)；制造汽车、轮船、飞机(间接)。

食，打井取水、兴修水利、农田灌溉、城市供水和排水。

衣，制衣车间，纺纱、织布(间接)。发射人造卫星、生产钢铁、科学研究、举行晚会等都离不开建筑物、构筑物和各种工程设施。

解决目前的电力紧张离不开土木工程!

因此，土木工程具有民用性。土木工程的定义(4)土木工程名词的由来：

CivilengineeringMilitaryengineering土木工程机械工程化工工程电气工程电气、机械、化工工程独立金、木、水、火、土土木工程的定义(5)土木工程的抵御能力：土木工程爆炸风地震温度重力撞击土木工程人员的任务？土木工程的定义(6)土木工程的物质基础：土木工程学科的出发点和归宿土木工程学科对人类社会肩负的职责经济美观实用土木工程的发展历史古代的土木工程近代的土木工程现代的土木工程古代的土木工程17世纪中叶时间：新石器时代公元前5000年约6650年没有理论依靠经验石块、草筋、土坯、砖斧、锤、刀、铲和石夯古代的土木工程万里长城：勤劳和智慧的结晶古代灿烂文明的代表世界闻名的旅游胜地长城的保护问题问题：万里长城是如何定位的？东起山海关西至嘉峪关砖石结构古代的土木工程赵州桥：

时间：公元590-608年间，隋代早于欧洲同类桥约1000年

地点：河北省洨河上

结构：敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥

尺寸：全长50.82米，桥面宽约10米，跨度37.02米，拱圈矢高7.32米，组成：28条并列的石条砌成拱圈地位：材料使用、结构受力、艺术造型、经济都达到极高成就，世界上最早的敞肩式拱桥。单孔圆弧弓形赵州桥小拱作用：减轻自重、便于排洪、美观、节省材料古代的土木工程山西应县木塔：时间：公元1056年尺寸：塔高67.3米、八角形底层直径30.27米结构：塔共九层

3米左右长木柱支顶重叠内外两环柱网

交圈扶壁双层套筒结构

地位：中国唯一现存的木塔应县木塔古代的土木工程故宫：时间：明永乐五年持续时间14年

用途：明、清

两代皇宫结构：砖石、木结构

故宫古代的土木工程都江堰：时间：公元前256-前251年地点：成都平原西部的岷江上地位：年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。组成：鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰作用：防洪、水运、供水、灌溉特点：江水自动分流、

自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患，使川西平原成为“水旱从人”的“天府之国”。

http:///china/dujiangyan内江金刚堤外江都江堰都江堰—飞沙堰都江堰—宝瓶口古代的土木工程布达拉宫：

地点：拉萨市西部的布达拉山上用途：政治和宗教合一

时间：建于公元7世纪，达赖五世先后花了50年的时间重建这座宫殿

特点：是一座色彩对比十分强烈的建筑。在高原凛冽、清新的空气和蓝天的衬托下，确实有一种令人震撼的力量。这使得布达拉宫在建筑艺术上成为世界屋脊的奇宝。

古代的土木工程巴黎圣母院：时间：公元1163－1250结构：砖石拱圈用途：宗教与世俗生活地位：教堂建筑的代表（西欧）古代的土木工程埃及的金字塔：时间：公元前2700年至前2600年特点：神权和王权的结合地位：东方四大奇迹之一东方四大奇迹：中国的万里长城，印度尼西亚的婆罗浮屠，柬埔寨的吴哥古迹

古代的土木工程吴哥古迹凡尔赛宫巴比伦古城

近代的土木工程时间：17世纪中叶至20世纪中叶300年间特点：1.有力学和结构理论作指导

2.砖、瓦、木、石等广泛的使用；

3.混凝土、钢材、钢筋混凝土、早期的预应力混凝土得到发展

4.施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建造速度大大加快近代的土木工程近代土木工程的大事：意大利学者伽利略在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，首次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1744年出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论，得到计算柱的临界受压力的公式，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极限平衡的概念。他们都为土木工程结构理论分析打下了基础。近代的土木工程近代土木工程的大事：1859年发明了贝赛麦转炉炼钢法，使得钢材得以大量生产，并能越来越多的应用于土木工程。1824年英国人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，1850年开始生产。这是形成混凝土的主要材料，使得混凝土在土木工程中得到广泛应用。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。1867年法国人莫尼埃用钢丝加固混凝土制成花盆，并把这种方法推广到工程，建造了一座蓄水池，这是应用钢筋混凝土的开端。1875年，他主持建造了第一座长16米的钢筋混凝土桥。1883年美国在芝加哥建造的11层保险公司大楼，是世界上最先用铁框架（部分钢梁）承受全部大楼里的重力，外墙仅为自承重墙的高层建筑。1889年法国在巴黎建成的高300米的埃菲尔铁塔，使用材料约8000吨，它是近代钢高层建筑结构的萌芽。1886年美国人杰克逊首先应用预应力混凝土制作建筑配件，后又用它制作楼板。1930年法国工程师弗涅希内将高强度钢丝用于预应力混凝土，克服了因混凝土徐变造成所施加的预应力完全丧失的问题。于是，预应力混凝土在土木工程中得到广泛应用。近代的土木工程土木工程在铁路、公路、桥梁建设中的发展：1779年英国用铸铁建成跨度为30.5米的拱桥；1826年英国用锻铁建成第一座跨度为177米悬索桥；1890年英国又建成两孔主跨达521米的悬臂式桁架桥。现代桥梁的三种基本形式（梁式桥、拱桥、悬索桥）相继出现。

1825年英国人斯蒂芬森在英格兰北部斯多克斯和达林顿之间修筑了世界第一条长21公里的铁路；1863年，英国又在伦敦建成了世界第一条地下铁路。1931-1942年，德国率先修筑了长达3860公里的高速公路网。1906年美国旧金山大地震，1923年日本关东大地震，自然灾害推动了结构动力学和工程抗震技术的发展。现代的土木工程时间：20世纪中叶第二次世界大战结束后至今的土木工程

现代土木工程的特征现代土木工程的发展趋势现代土木工程的特征

土木工程功能化(功能要求多样化）

Mall，IntelligentHouse，SmartHouse

城市建设立体化

上天入地

交通运输高速化

ExpressWay，FreeWay，HighWay

水利工程大型化

三峡大坝，水库，水电站土木工程功能化－特征之一现代土木工程超出挖土盖房，架梁为桥的范围。公共和住宅建筑物要求建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备结合成整体，而不仅仅要求土木工程提供“徒有四壁”、“风雨不浸”的房屋骨架。工业建筑物往往要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高（低）温、耐高（低）湿，并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。发展高技术和新技术对土木工程提出高标准要求。如发展核工业需要建造安全度极高的核反应堆和核电站；研究微观世界需要建造技术要求极高的加速度工程；发展海洋采、炼、贮油事业要求建造多功能的海洋工程，如海上钻井平台、海上炼油厂、海底油库等。城市建设立体化－特征之二高层建筑的大量兴起地下工程的高速发展城市高架公路、立交桥大量出现高层建筑的大量兴起由于不少国家城市人口大量聚集，密度猛增，造成城市用房紧张、地价昂贵，因此就迫使建筑物向空中发展，不少国家的高层建筑物几乎占整个城市建筑面积的30-40%。美国的高层建筑数量最多，高度在160-200米的建筑就有100多栋。近十年来，中国、马来西亚、新加坡、韩国的高层建筑有了很大的发展。目前世界排名前十的高层建筑中，亚洲有6幢。

高层建筑的大量兴起自1885年美国兴建第一幢高层建筑－－芝加哥家庭保险公司大楼（11层，55米）以来，高层建筑的发展是很快的。1931年建成的纽约帝国大厦（102层，381米），保持世界最高建筑的记录达41年之久。1972年建造的两幢世界贸易中心大厦（110层，417米，415米），打破了帝国大厦高度的记录。1974年美国又建成了芝加哥西尔斯大厦（110层，443米），它的高度保持世界最高水平达22年。1996年马来西亚双塔石油大厦（452米）建成。1998年建成的金茂大厦（88层，420.5米）。上海建造的环球金融中心（492米）。台北101大楼(高508米)。台北101大楼台北101大楼拿下了“世界高楼”四项指标中的三项世界之最，“最高建筑物”（508米）；“最高使用楼层”（438米）；“最高屋顶高度”（448米）；“世界最高天线高度”；美国芝加哥的西尔斯大楼所保有。

上海金茂大厦

金茂大厦是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5.6亿美元建设的一座88层的超高层大厦，建筑高度420.5米，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。她是中国改革开放、经济腾飞的象征之一。金茂大厦主楼1～52层为办公用房，53～87层为五星级宾馆，88层为观光层，裙楼为金融、商业、服务、康乐等多功能设施。设计者为美国S.O.M事务所。大厦充分体现了中国传统的文化与现代高新科技相融合的特点，既是中国古老塔式建筑的延伸和发展，又是海派建筑风格在浦东的再现。地下工程的高速发展地下铁路地下商场地下停车场地下体育馆地下影剧院地下厂房地下仓库城市高架公路、立交桥交通运输高速化－特征之三高速公路的大规模修建电气化铁路形成和发展长距离海底隧道的出现高速公路的大规模修建铁路电气化1964年10月世界铁路运营史上第一块高速金牌在日本东京至大阪的“新干线”上诞生，它的行车时速达310公里，为普通铁路的三倍。1983年建成的法国巴黎到里昂的高速铁路运行时速高达270公里，把高速铁路的发展推向新阶段。上海的磁悬浮列车设计时速505公里京沪高速铁路也已运行。上海的磁悬浮列车长距离海底隧道的出现日本越过津轻海峡连接本川与北海道的青函海底铁路隧道长达53.85公里，是世界上最长的海底铁路隧道，它的埋深为140米。1990年贯通的英法海峡隧道长

50.5公里。我国1970年建成通车的第一条水底隧道(上海黄埔江隧道)全长2.76公里。

水利工程大型化－特征之四最高的重力坝是瑞士的大狄克逊坝，坝高285米；最高的拱坝是前苏联于1981年建成的英古里坝，坝高为271.5米；最高的土石坝是塔吉克共和国的罗贡坝，坝高325米。我国建国以来对水利工程的建设非常重视，经过50多年的努力，已取得辉煌的成绩，兴建了86000多座水库，是世界上水库最多的国家之一；已建成的高重力坝有刘家峡实体重力坝，高147米；乌江渡拱形重力坝，高165米；已建成的拱坝有青海龙羊峡拱坝，坝高178米；湖北省清江隔河岩拱坝，坝高151；已建成的高土石坝为陕西省石头河坝，坝高105米。三峡大坝三峡大坝位置现代土木工程的发展趋势建筑材料的轻质、高强化

施工过程的工业、装配化

设计理论的精确、科学化土木工程的未来未来房屋海上城市月球工厂太空新居未来房屋未来的房屋将再也找不到砖、瓦等古老的材料，而是用各种各样的塑料、玻璃、轻金属以及许多新型轻金属材料建造的。盖房子将是一件十分简单的事情，因为建筑材料大都是预制的，用机器人盖房子就象小孩子搭积木一样。打不碎并不沾尘的玻璃；根据温度差改变色彩的墙壁