土木工程专业概论罗福午-1绪论1.ppt
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1、,土木工程概论,An Introduction to Civil Engineering,第一章 绪 论,1.为什么学习土木工程概论 2.何谓土木工程概论 3.土木工程发展的回顾 4.土木工程的发展趋势 5.土木工程的学习建议,1.为什么学习土木工程概论?,1.1 为什么学习土木工程概论? 1.2 学习土木工程概论的任务?,1.实际工作的需要: 对于将来从事土木行业的工程师,无论是做设计还是施工方面的,可能会遇到不同的实际工程问题。如修建一条铁路,涉及到桥梁工程、隧道工程、材料工程、路基工程、线路工程等多专业方面的知识。这就要求我们对专业外的相关的学科的内容有所了解,使我们能更好地适应未来的工
2、作。这就是我们学习这门课程的一个目的。,1.为什么学习土木工程概论?,2.进一步学习深造的需要: 如果我们想进一步地考研究生,进行深造。学习这门课程,可以更好地了解一下土木的各个专业方向学习的内容,以及各个专业目前的发展前景,便于找到适合自己的、或自己感兴趣的具体专业。,1.为什么学习土木工程概论?,1.2 土木工程概论学习的主要任务,1. 基本概念的学习: 主要学习土木工程学不同分支学科的基本概念,对不同分支学科有一个概貌的了解,扩大我们的视野;同时掌握各个学科的基本术语,便于与同行之间的交流。,1.2 土木工程概论学习的主要任务,2. 力求建立大土木观念 同时在讲课过程中讲解一下不同土木分
3、支学科与现在所学基础学科的联系,尽量帮助我们建立起基础课程与专业课程之间的联系。便于大家以后能在工作和学习中学以致用!,2 何谓土木工程概论,2.1 何 为 土 木 工 程 2.2 土木工程的范围,2.1 何为土木工程,中国国务院学位委员会在学科简介中定义为: 土木工程:建造各类工程设施的科学技术的总称。 对象:(1)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; (2)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。,土木工程学的范围非常广泛,包括: 它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程,铁道工程,桥梁工程,遂道工程,机场工程,地下工程, 给水排水工程,港
4、口、码头工程等。国际上,运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。,2.1 何为土木工程,房屋建筑,2.2 土木工程的范围,道路工程,2.2 土木工程的范围,铁路工程,武广,2.2 土木工程的范围,城市公路,2.2 土木工程的范围,水利工程,2.2 土木工程的范围,码头,港口工程,2.2 土木工程的范围,给排水工程,2.2 土木工程的范围,3.土木工程发展的回顾,3.1古代史 3.2 近代史 3.3 现代土木工程,3.1古代史,远古时代的建筑是由土、石头和木头等建造的,这也就是”土木“一词的由来。 大规模的建筑活动是从奴隶社会开始的。以金字塔为代表的埃及古代建筑反映了当时的几何、测
5、量和起重机械知识已达到了相当高的水平。,我国是世界上的文明古国之一,留下了很多有影响的土工建筑物,如: 战国时期的许多城市遗址,反映了当时城市建设的发达。例如中国古代规模最宏大的防御工程西起临洮、东至辽东的万里长城.,3.1古代史,此外我国早在秦汉时期就已广泛修建石桥。河北赵州桥(又称安济桥),是我国古代石拱桥的杰出代表。 春秋战国时期,中国已建成了一些相当规模的水利工程。像四川都江堰、关中的郑国渠。,3.1古代史,都江堰水利工程,3.1古代史,总的来说古代土木工程有以下几种主要结构形式:,石结构木结构砖结构,3.1古代史,一位叫戴维杜维斯法国化学家提出了一个关于金字塔建造的全新见解,他认为,
6、建造的巨石不是天然的,而是人工浇筑的。他从一位考古学家那里,得到块从埃及胡夫金字塔上取下的小石块,对它们逐个加以化验。出乎意料的是,化验结果证明,这些石块由贝壳石灰石组成。尽管考古证明,人类在几千年前就已掌握混凝土制作技术,但这些贝壳石灰石浇筑得如此坚如磐石,以致很难将它们与花岗岩区别开来,实在使人难以相信。,埃及金字塔,石结构,3.1古代史,山西应县木塔,塔位于山西省应县西街北侧,建于辽清宁二年(公元1056年)。原名“佛宫寺释迦塔”,因塔身全部用木质构成,俗称木塔。 塔为楼阁式,用优质松木建成,高67.13米,底层直径30米,平面呈八角形。塔刹高10米,塔的第一层有高10米的释迦像。塔壁上
7、有6幅如来佛像。像及壁画为辽代风格。应县木塔结构设计精巧,保存至今已近千年,是我国现存木构建筑之最。,木结构,3.1古代史,佛光寺,在山西省五台县东北32公里佛光山佛光寺内。塔建于北魏孝文帝时期(公元471-499年),是创建佛光寺的初祖禅师的墓塔,砖结构。,砖结构,3.1古代史,17世纪中叶第二次世界大战前后(历时约300年)这个时期,土木工程形成独立学科(civil engineering) 1.理论发展: 1683年,伽利略首次用公式表达了梁的设计理论 1687年,牛顿力学创立奠定了土木工程的力学分析基础; 1825年,纳斯建立结构设计的容许应力法。,3.2近代史,2.材料发展: 182
8、4年 发明了波特兰水泥, 1859年 转炉炼钢法,钢材大量生产并用于土木; 1867年 钢筋混凝土开始应用 1928年 预应力混凝土发明,3.2近代史,(1)铁路、地铁的诞生,(2)高层建筑和大跨桥梁的出现,(3)水利建设的发展-苏伊士和巴拿马运河,3.近代建筑的发展,3.2近代史,(1)铁路诞生,4.近代案例,1825年英国人史蒂文生制造的“运动一号”蒸汽机车,在斯托克顿至达林顿间开始营业,从此世界第一条铁路正式诞生。,3.2近代史,(2)地铁诞生,1863年伦敦修建了第一条地铁线。,3.2近代史,(3)芝加哥家庭保险公司大厦,建于18831885年,共10层,高55米,是世界上第一幢按现代
9、钢框架结构原理建造的高层建筑,摩天大楼建造之先河。,3.2近代史,(4)苏伊士运河,1869年完成的苏伊士运河沟通红海与地中海,使大西洋、地中海与印度洋联结起来,大大缩短了东西方航程。从欧洲大西洋沿岸各国到印度洋缩短5,5008,009公里;从地中海各国到印度洋缩短8,00010,000公里;对黑海沿岸来说,则缩短了12,000公里。,3.2近代史,(4)苏伊士运河,3.2近代史,(5)大跨和高层建筑出现,1931年 美国帝国大厦。102层,378米,保持世界纪录40年,1936年 美国金门大桥。世界上第一座跨度过千的大桥,1280m,悬索桥,3.2近代史,所谓中国近代史是指从1840年鸦片战
10、争开始,到1949年中华人民共和国建立这一时间范围。近代中国的土木建筑史深深地打上了半殖民地半封建社会的烙印。总的说来,这一时期我国内忧外患频繁,土木建筑业进展缓慢。 解放前, 我国在大江大河建桥极少。在长江上没有一座铁路桥梁,京广线被切断于武汉;京沪线在浦口靠轮渡过江。在黄河上也仅有两座铁路桥梁。,3.2近代史,中国近代典型建筑,1909 詹天佑主持修建京张铁路;,3.2近代史,1934 上海建24层国家饭店;,1937 茅以升主持建造钱塘江大桥;,中国近代典型建筑,3.2近代史,3.3 现代土木工程,随着社会的发展,土木工程达到一个新的高度,这一时期土木工程的主要特点: 1.功能要求多样化
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