8土木工程的辉煌成就和发展趋势

土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。通过学习本章,要求学生了解历史上和快速发展时期土木工程的辉煌成就;了解为土木工程发展做出巨大贡献的土木工程领域的泰斗和大师;掌握土木工程的可持续发展和建筑产业现代化的内容;熟悉土木工程的信息化及智能化的发展;熟悉BIM技术在土木工程中的应用;了解土木工程向高空、向地下、向海洋、向沙漠和向太空的发展现实和趋势。８．１

土木工程的辉煌成就８．２

土木工程的发展趋势８．３

土木工程未来的拓展空间8.1.1历史上的土木工程这一时期，许多著名的工程设施显示出人类在相应历史时期的创造力。代表性土木工程：埃及的金字塔、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场)、中国的应县木塔、长城、赵州桥、都江堰、大运河、希腊的巴台农神庙、罗马的给水工程以及其他许多著名的教堂和宫殿等。8.1

土木工程的辉煌成就历史上的土木工程埃及金字塔罗马大斗兽场罗浮宫万里长城赵州桥北京故宫8.1

土木工程的辉煌成就8.1.2快速发展的土木工程

20世纪开始,随着建筑材料(钢材和水泥)工业化生产的实现,机械和能源技术以及设计理论的进展,土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦、核电站、高速公路、铁路、高速铁路、大跨桥梁、大直径运输管道、长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港和海洋工程等。8.1

土木工程的辉煌成就帝国大厦金门大桥哈利法塔上海中心大厦台北101大厦8.1

土木工程的辉煌成就8.1.3土木工程大师许多著名的工程设施显示出人类在相应历史时期的创造力,也造就了土木工程大师。鲁班达芬奇约翰·斯米顿詹天佑李国豪8.1

土木工程的辉煌成就8.2.1土木工程的可持续发展土木工程的可持续发展其本质是生态或自然的可持续发展、经济的可持续发展,社会的可持续发展以及三者的协调发展。土木工程领域的可持续发展探索,从建筑物的角度主要集中在绿色建筑、生态建筑和可持续建筑等方面。土木工程的可持续发展必须着眼于土木工程的全寿命周期,必须从工程的绿色建材开发、绿色设计、绿色施工、绿色运营与维护、拆除与循环再利用的工程建设全过程实施可持续发展。8.2土木工程的发展趋势1.绿色建材绿色建材,又称生态建材、环保建材和健康建材,指健康型、环保型、安全型的建筑材料。8.2土木工程的发展趋势2.绿色设计绿色建材,绿色设计也称生态设计、环境设计或环境意识设计。在产品整个生命周期内,着重考虑产品环境属性(可拆卸性,可回收性、可维护性和可重复利用性等)并将其作为设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求

“3R”的原则8.2土木工程的发展趋势3.绿色施工土木工程绿色施工是将设计意图付诸实施,建成最终产品的过程。8.2土木工程的发展趋势4.绿色运营与维护就是在运行和维护环节,积极地采取对土木工程建筑物的监测、养护与维修,定期对外界人为损坏、地震和火灾等各种因素造成的建筑和结构的破坏进行修缮。同时,提高能源利用效率,积极开发和利用可再生能源,尽量采用自然通风和天然采光,节约和循环用水,利用风能发电等。8.2土木工程的发展趋势5.拆除与循环再利用对建筑物的拆除应进行严格控制和论证。循环再利用是将建筑垃圾和废弃物转化为再生资源和再生产品。8.2土木工程的发展趋势8.2.2土木工程的信息化及智能化土木工程信息化土木工程信息化是一个利用信息技术对土木工程建设与管理水平整体提升的过程。涵盖了政府监管、企业管理、教育培训、勘测、设计、施工、监理和质量监督等诸多领域。8.2土木工程的发展趋势土木工程智能化土木工程智能化是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术和智能控制技术汇集而成的土木工程的应用技术。智能化是在信息化的基础上对设备进行控制,来实现达到的目的。8.2土木工程的发展趋势8.2.3土木工程中的BIM技术建筑信息模型简称BIM,是以工程建设项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟实体所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性的特点。１．实现各参建各方高效沟通２．实现开工前的虚拟施工３．解决传统碰撞检查难题４．实现精细化的施工管理５．为工程后期维护提供准确数据8.2土木工程的发展趋势8.2.4建筑产业现代化建筑产业现代化的内涵建筑产业现代化是针对整个建筑产业链的产业化,是一个发展过程,是解决全产业链、全寿命期的发展问题,重点解决房屋建造过程的连续性,使资源优化、效益最大化。建筑产业现代化的基本内涵是最终产品绿化、生产过程的工业化、建筑过程精益化、全产业链集成化和产业工人技能化。8.2土木工程的发展趋势装配式建筑装配式建筑是指用工厂生产的部品在现场装配而成的建筑。包括装配式混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构。装配式建筑应用最多的还是装配式混凝土结构体系。国家现行标准中主要应用的有装配式框架结构体系、装配式框架-现浇剪力墙结构体系、装配式剪力墙结构体系和装配式密柱核心筒结构体系。8.2土木工程的发展趋势8.2土木工程的发展趋势8.3.1向高空延伸各种新型复杂体型及复杂结构体系大量出现，如框架-核心筒、框筒-核心筒、巨型框架-核心筒和巨型框架-核心筒-巨型支撑等结构体系,使建筑向高空发展成为了可能，超高层建筑得到了长足的发展。8.3土木工程未来的拓展空间沙特王国塔武汉绿地中心东京天空树天津117大厦8.3.2向地下发展地下空间的开发利用作为城市空间的一个整体部分,可以容纳和吸收相当一部分城市功能和城市活动,如居住、商业、文化娱乐、交通、生产、贮存和防灾等。地下空间不仅有地铁、隧道、地下广场和地下道路等几种形式,还包括地下街、市政隧道(共同沟)、大型地下储气设施、地下雨水储存设施、地下垃圾站房、地下车库、地下变电站以及大型绿地、居住区和大型活动场馆的地下空间的开发利用等形式。8.3土木工程未来的拓展空间8.3土木工程未来的拓展空间8.3.3向海洋拓宽随着科学技术的发展和时代的进步,在土木工程方面,人类已经在海洋中取得了一些可喜的成就。内容：建造人工岛和建造海上机场。8.3土木工程未来的拓展空间8.3.4向沙漠进军沙漠大面积绿化,将改变沙漠气候,可更好地拓展人类的生存空间。8.3土木工程未来的拓展空间8.3.5向太空迈进美籍华裔科学家林柱铜博士利用从月球带回来的岩石，成功烧制成了水泥，这表明未来人类在月球上就地取材开展土木工程建设成为可能，这使人们的生活空间大大扩展。8.3土木工程未来的拓展空间8.3.6重大土木工程项目陆续兴建随着社会经济的发展,城市化进程的加深,在我国各城市陆续开始兴建了城市综合体、地下管廊和海绵城市,这给土木工程学科带来新的发展机遇空间。8.3土木工程未来的拓展空间城市综合体城市综合体是以建筑群为基础,融合了商业零售、商务办公、酒店餐饮、公寓住宅和综合娱乐五大核心功能于一体的“城中之城”。城市综合体可以划分为四类:城市CBD中心的城市综合体、交通枢纽型城市综合体、城市副中心城市综合体和城郊结合部城市综合体。8.3土木工程未来的拓展空间城市综合体具有如下典型特征:（1）超大空间尺度；（2）通道树型体系；（3）现代城市设计；（4）高科技设施。8.3土木工程未来的拓展空间地下综合管廊地下综合管廊也称为市政综合沟是指在地下建造一个共同空间,将两种以上管线集中布置于其中,从而构成以管廊为平台的市政管线敷设系统。地下综合管廊可分为干线综合管廊、支线综合管廊和缆线管廊等。8.3土木工程未来的拓展空间海绵城市海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和