土木工程概论结课论文.doc

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土木工程概论

结课论文

题目：

土木工程的起源与发展

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土木工程的起源与发展

摘要：

土木工程是人类历史上年代最久远的“技术科学”，作为一种系统的产业活动，土木工程的实质是生产的过程，是一种技术过程。

随着社会的产生而产生，当今的土木工程已经得到了一定的发展，土木工程的发展应当与时俱进，去挖掘，去发现，去思考，去想象，去创新土木工程是不可缺少的存在形式。

关键词：

土木工程起源发展

1.引言

土木工程在英语中称为“CivilEngineering”,直译是民用工程。

它是建造各类工程设施的科学技术的总称。

它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，也指应用的材料、设备和进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术。

土木工程随着人类社会的发展，至今已经演变为大型综合性学科。

它的范围非常广泛,涵盖了关系到人类生存和发展的衣、食、住、行这四大基本要素。

成为人们生活中必不可少的基础学科之一。

土木工程为国家的经济发展和人民生活水平的提高提供了物质基础。

因此，建筑业和房地产业成为了许多国家的经济支柱之一。

2.土木工程的历史和现状

2.1古代土木工程

古代土木工程起源于公元前5000年至17世纪中叶。

最早只是当地的天然材料，如泥土、砾石、树枝、竹、茅草、芦苇等，后来发展了土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料如草筋、混合土等。

其最早只是利用石斧、石刀等简单工具，后来发展了斧、凿、钻、锯、铲等青铜和铁制工具，兴起了窑制和锻烧加工技术，以及打桩机、桅杆起重机等施工机械。

工程上的分工也日益细致，工种分化有木工、瓦工、泥工、土工、窑工、雕工、石工、彩画工等。

土木工程缺乏理论上的依据和指导，仅有一些经验总结和形象描述。

尽管如此，古人还是创造了许多让我们惊叹的杰作!

例如公元8世纪建的山西五台山南禅寺正殿和公元9世纪建的佛光寺大殿,是遗留至今较完整的中国木构架建筑。

古代中国的水利工程也取得了举世瞩目的成就。

秦代初期，李冰父子主持建造的都江堰，使在当时被称为蛮荒之地的巴蜀成为如今的天府之国。

2.2近代土木工程

近代土木工程起源于17世纪中叶至20世纪中叶，历时300余年。

近代土木工程有力学和结构理论作为指导，伽利略建立的梁的设计理论、牛顿总结的力学三大定律、欧拉建立的柱的压曲理论等为土木工程的发展奠定了基础。

在材料上砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用，混凝土、钢筋混凝土以及早期的预应力混凝土得到发展，工业发展给建筑业带来新型建筑材料。

施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建造速度大大加快。

但是由于近代中国的闭关锁国，土木技术发展缓慢。

直到清朝末期才引进一些西方技术，并建造了一些对中国经济发展有影响的工程。

如全长200KM的京张铁路，公路铁路两用的双层钢结构的钱塘江大桥。

2.3土木工程的现状

从20世纪中叶第二次世界大战结束后至今。

土木工程的设计理论日趋完善，尤其随着计算机技术的发展，使得设计计算方法更加精确，设计手段自动化程度不断提高。

钢材、混凝土、预应力混凝土等材料应用更为成熟和广泛，铝合金、塑料、纤维等新材料迅速发展，建筑材料呈现轻质高强的发展趋势。

施工技术和设备更为先进，大型吊装设备、混凝土搅拌运输车、盾构机等设备的出现解决了大型工程、高难工程的建造问题，施工效率显著提高。

土木工程建设更注重节能、环保和可持续发展。

中国的土木工程近些年来也在飞速发展，为满足能源、交通、环保及大众公共活动的需要，许多大型公共土木工程建成并投入使用。

北京建设一大批大跨超长建筑，像国家体育场“鸟巢”结构、国家游泳中心“水立方”、国家大剧院等。

大型的桥梁建设发展迅速，取得了辉煌成就。

广州的丫髻沙大桥为跨度最大的中承式钢管混凝土拱桥。

截至2009年底，我国铁路营业里程达到8.6万公里，居世界第4位，亚洲之首。

到2009年底，中国高速公路的通车总里程达6.5万公里。

在大坝建设方面，三峡水电站总装机容量达1820万千瓦，超过世界上发电量最大的伊泰普水电站50%而跃居世界第一。

3.土木工程未来的发展趋势

3.1工程项目向更高，更深，更快的方向发展

　　由于人类生产生活的需求，或者因为商业聚集效应的需要，建筑工程项目会向更高更深的方向发展；为适应城市开发，水上通航，海上跨越的需要，桥梁的跨度越来越大，种类越来越多，正向着长距离，大跨度的径向发展；铁路，公路和隧道工程的快速发展，上海磁悬浮列车已提到日程。

然而，此发展需要高新的科学技术，所以学科的交叉发展很重要。

3.2工程材料向轻质、高强、多功能方面发展

随着建筑要求的提高，工程材料所要承担的作用也有进一步的要求。

21世纪在工程材料方面希望有较大突破。

由于建筑向高层发展，底层的基础构建所承受的压力也就会越来越大，所以轻质高强的工程材料的出现就是人们所乐见的。

目前的化学合成材料主要用于门窗、管材、装饰材料,今后的发展方向是向大面积围护材料及结构骨架材料发展。

一些化工制品具有耐高温、保温隔声、耐磨耐压等优良性能,用于制造隔板等非承重功能构件很理想。

3.3土木工程的可持续发展

“中国是世界上人口最多的国家，向来大资源被13亿一除即变得微不足道，而一个小问题乘以13亿就成了大问题。

”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。

我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平。

人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。

走可持续发展迫在眉睫。

而土木工程，也必当立足长远，走出一条可持续发展之路。

3.4防震抗风与减灾建筑结构的发展

随着超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建，结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。

许多情况下风荷载和地震荷载已成为结构设计的控制因素。

因此大型复杂结构体系抗风抗震的设计理论及其相关问题将被进一步关注。

相关的研究课题将包括设计地震动及灾害性风荷载的作用机理；超高层建筑结构体系的抗风与抗震，特大跨度桥梁的结构体系及抗风抗震。

同时，以柔克刚的抗震思想在结构振动控制技术中将进一步得到体现，现代振动控制将向自适应控制、智能控制、吸震减震技术研究方向发展；土木结构健康监测、灾害结构响应控制等基础性的研究将会进一步加强。

3.5建筑空间向地下发展

土木工程的可持续发展除绿色建筑外，开发“城市地下空间”是一个重要途径，它可以有效地解决用地紧张，生存空间拥挤，交通堵塞，基础设施薄弱，生态失衡，环境恶化等一系列的“城市病”。

现在人类已经认识到“地下空间，宇宙，海洋”三者都是颇具开阔前景的人类新的生活空间领域。

而开发地下空间资源要比开发宇宙，海洋空间容易得多，并且更易同城市原有地下空间协调发展。

3.6计算机技术在土木工程中的发展

　　计算机技术已经在各类土木工程的设计，计算，施工和研究，开发的领域中得到广泛的应用。

尽管如此，大力发展计算机技术在土木工程中的应用，仍是今后土木工程发展的一大趋势。

推广计算机在土木工程中的应用，发展智能建筑；发展土木工程的计算机仿真分析进行洪水，火灾，核事故，地震等灾害的原型模拟实验。

信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重点不仅仅限于CAD方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集，分析，整理；对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。

这些也是主动控制和智能化实现的基础。

全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。

比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整个建筑物的状态。

我国现在正是基本建设的高潮，20~30年后，现在这些建筑物逐渐进入维护期。

如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对今后维护也大有帮助。

信息化也成为专家系统技术的基础。

程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。

要使一个程序具有智能，必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。

3.7主动控制技术在工程中的发展

迄今，绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的，被动的物体。

对周围环境的影响，如风动，温度变化，突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。

显得缺少灵活性和应变能力。

今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。

运用计算机技术和模糊控制技术，以及一些预设的控制结构，使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。

4新形势下的土木工程师应具备的条件

4.1知识结构

成为一个工程师必须具备相当的知识，主要是专业知识，也同时应该具有其他方面的相关知识，土木工程的具体实践也决定了我们所应该的掌握的知识。

大致如下：

基础课的阶段包括了政治，法律，人文等社会科学内容，这些是基本的应有的素质，数学，物理，化学等于今后的专业课关系较为密切，也是常用的工具。

语言，计算机，信息等科目则是侧重于实用性。

专业基础课涵盖了本专业可能涉及的各个方面的内容，是专业课的前奏。

包括了工程数学，工程力学，建筑材料等理论知识，也包括了工程测量，工程制图等实践技能。

由于土木工程的社会属性，所以也应该具有施工技术，工程经济，建筑管理等与社会相关的科目。

专业课阶段则是向深度发展，力求在一个专业方向上达到相当的深度。

4.2应用能力

自学能力，业务能力，公共关系能力这是土木工程师所应具有的最基本的能力。

自学能力包括独立获取和分析信息的能力，总结和综合的能力等，这是保持跟上时代发展的必然要求，在现在这个知识更新相当快速的年代，学校学习的知识显然不足以满足实际运用的需要，通过自学获得这些知识是一个必要的途径。

业务能力主要是侧重于专业素质方面，这是无庸质疑的，包括工程测量，测试与实验，结构分析与设计等，业务能力的提高主要来自于不断的实践和总结。

公共关系能力则是土木工程社会化的需要，包括表达能力，协调能力等。

除了这三中基本的能力之外，还有一些能力因为所从事的工作不同而有不同的侧重，从事研究工作的特别强调创新能力，创新是科学进步的动力。

对于从事具体施工实践，应变能力显得较为重要，因为在施工实践中经常会有各种出人意料的事件，及时调整策略应付这些事件对保证工程的质量和工期有直接的作用。

而主要从事管理工作的将要求有更多的组织能力，以保证管理工作的顺利进行，这些能力都属于高级能力，是一个综合的体现。

一个人的一生都对从事多种的工作，所要求的能力也不是一成不变的。

这要求一个合格的工程师应该在各个方面都有所准备，良好的基本能力将有助于这些准备和转变。

4.3人格素质

同济大学提出了“知识，能力，人格”，人格在工程师的素质是一个关键的因素，对前面两者起着类似正负因子的作用。

一个合格的工程师首先应该是一个合格的个人。

除此之外，由于土木工程师的特殊性，还应具有一些更高的品质。

首先的是踏实严谨，土木工程建筑构造一般都是直接服务于人们的，要求极高的安全性和可靠性。

一旦破坏，可能造成严重的后果。

作为一个工程师，应牢记自己的职责，细致严谨的完成工作。

同时也应该具有怀疑的精神和不断进取的态度。

工程师作为一个科学工作者，应该保持着这种对科学的追求。

同时工程师也是一门职业，必须恪守工程师的职业道德，保持诚信，不弄虚作假。

5结论

土木工程既是一门科学，同时也是一门应用技术，是为人服务的的职业，它建设了整个文明的物质基础。

土木工程的根本工作目的是不断的提高生活的质量。

所以我们不仅仅是一个工程技术人员，也是社会的建设者,积极的投身社会建设是我们应尽的责任。

本文只是简单论述了土木工程的历史发展和未来发展方向的猜测。

土木工程未来的发展会和“科技”紧密相连。

科学的进步，将带领土木工程快速的发展。

参考文献:

[1]阎兴华，黄新《土木工程概论》[M].人民交通出版社，2005

[2]孙世国《21世纪土木工程发展趋势刍议》[M].上海科技出版社，2006

[3]葛晓虹,油新华《知识经济时代下土木工程之进展》[M].人民教育出版社，1997

[4]李健《土木工程的发展》[M].科学出版社，2004

[5]吕志清《新世纪的土木工程与可持续发展》[M].高等教育出版社，2008

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