時(shí)間:2023-08-29 16:28:19
序論:在您撰寫古代土木工程特點(diǎn)時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1土木工程發(fā)展歷史
1.1古代土木工程公元前5000年開始至17世紀(jì)中葉時(shí)期,稱為古代土木工程階段。土木工程的古代時(shí)期是從新石器時(shí)代開始的。人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動(dòng),后來出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。磚和瓦的出現(xiàn)使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。直至18~19世紀(jì),在長達(dá)兩千多年時(shí)間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了偉大的貢獻(xiàn),甚至在目前還被廣泛采用。歷經(jīng)漫長的古代大型土木工程的發(fā)展,土木工程建設(shè)內(nèi)容更加豐富,建設(shè)工具有了新的發(fā)展,同時(shí)人們積累了豐富的土木工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),為大型土木工程建設(shè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2近代土木工程產(chǎn)業(yè)革命的開始是近代土木工程發(fā)展的開端。隨著近代工業(yè)的發(fā)展,人類的生活需求也不斷增長,這些不僅反映在吃穿行上,還反映在房屋建筑及市政工程方面。而電力的應(yīng)用,使高層建筑實(shí)用化成為可能;電氣照明、給水排水、供熱通風(fēng)、道路橋梁等市政設(shè)施與房屋建筑結(jié)合配套,開始了市政建設(shè)和居住條件的近代化;在結(jié)構(gòu)上要求安全和經(jīng)濟(jì),在建筑上要求美觀和適用。隨著大型土木工程近代工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展,在19世紀(jì)中葉為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展和分工的需要,土木和建筑開始分成為各有側(cè)重的兩個(gè)單獨(dú)學(xué)科分支。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累促進(jìn)了理論的發(fā)展。材料力學(xué)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科逐步形成,各種靜定和超靜定桁架內(nèi)力分析方法和圖解法得到很快的發(fā)展。這為大型土木工程建設(shè)的理論提供了很好的交流平臺(tái),有利于促進(jìn)土木工程建設(shè)理論的進(jìn)一步發(fā)展。理論上的突破,反過來極大地促進(jìn)了工程實(shí)踐的發(fā)展,這樣就使近代土木工程這個(gè)工程學(xué)科日臻成熟。第一次世界大戰(zhàn)以后,近代土木工程發(fā)展到成熟階段。這個(gè)時(shí)期的一個(gè)標(biāo)志是道路、橋梁、房屋等大規(guī)模建設(shè)的出現(xiàn)。另一個(gè)標(biāo)志是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的廣泛應(yīng)用。
1.3現(xiàn)代土木工程時(shí)期第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束剛好是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的開端。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新的飛躍,現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)取得了全面勝利?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),土木工程進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。在近40年中,前20年土木工程的特點(diǎn)是進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)化,而后20年的特點(diǎn)則是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)土木工程的進(jìn)一步滲透。首先,現(xiàn)代主義的高層建筑在理論計(jì)算方面有了新的發(fā)展,高層建筑結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算已基本告別傳統(tǒng)的手工計(jì)算而采用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算,基本上都采用三維空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序。其次,高層建筑由于對(duì)抗震、抗風(fēng)的要求高,且建筑多樣化,層數(shù)、高度日益提高。再者,現(xiàn)代主義的高層建筑反對(duì)外部包裝、建筑含義和歷史風(fēng)格,強(qiáng)調(diào)形式追隨功能和技術(shù),技術(shù)上升到藝術(shù)層次。
2土木工程理論、材料及技術(shù)的發(fā)展
通過多年來實(shí)踐探索,土木工程的發(fā)展日臻完善。在科學(xué)理論方面,理論研究精密化,計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過程論、濾波理論的成果,隨著計(jì)算機(jī)的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也已發(fā)展完備,荷載不再是靜止的和確定性的,而被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程來處理。靜態(tài)的、確定的、線性的、單個(gè)的分析,逐步被動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的、非線性的、系統(tǒng)與空間的分析所代替。電子計(jì)算機(jī)使高次超靜定的分析成為可能,進(jìn)而使得高層建筑中框架-剪刀墻體系、筒中筒體系空間工作和大跨度的橋梁得以實(shí)現(xiàn)。大跨度建筑的形式層出不窮,薄殼、懸索、網(wǎng)架和充氣結(jié)構(gòu)覆蓋大片面積,滿足種種大型社會(huì)公共活動(dòng)的需要。從材料特性、結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算到極限狀態(tài)理論,在土木工程各個(gè)分支中都也得到了充分發(fā)展。理論研究的日益深入,使現(xiàn)代土木工程取得了許多質(zhì)的進(jìn)展。在工程材料方面,標(biāo)號(hào)為500~600號(hào)的混凝土已在工程中普遍應(yīng)用,而輕質(zhì)、高強(qiáng)化的混凝土成為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程的新要求。高強(qiáng)鋼材與高強(qiáng)混凝土的結(jié)合使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)得到較大的發(fā)展,先張法和后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁和空心板在工業(yè)建筑和民用建筑中廣泛使用。同時(shí)鋁合金、鍍膜玻璃、石膏板、玻璃鋼等工程材料以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為背景發(fā)展迅速,為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程建設(shè)提供了全新的支持。在施工技術(shù)方面,種種現(xiàn)場機(jī)械化施工方法發(fā)展得特別快。同步液壓千斤頂,滑模,直升機(jī)安裝天線,用一群小提升機(jī)同步提升大面積平板的升板結(jié)構(gòu)等一系列施工方法廣泛應(yīng)用。此外,鋼制大型吊裝設(shè)備與混凝土自動(dòng)化攪拌樓、輸送泵等相結(jié)合,形成了一套現(xiàn)場機(jī)械化施工工藝,使傳統(tǒng)的現(xiàn)場灌筑混凝土方法獲得了新生命,在高層、多層房屋和橋梁中部分地取代了裝配化,成為一種發(fā)展很快的方法。精密化的理論研究、全新的工程材料和先進(jìn)的施工技術(shù),使得大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型土木工程的建設(shè)成為可能。
關(guān)鍵詞:發(fā)展階段;大型土木工程
中圖分類號(hào): K826.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
土木工程的建設(shè)由來已久。由原來的伐木采石,模仿天然掩蔽物建造居住場所,到現(xiàn)在的美輪美奐的超高層建筑、雄偉的水利水電工程和超高超長跨度的橋梁,土木工程經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展歷程。在這個(gè)漫長的發(fā)展歷程中,無論是土木工程結(jié)構(gòu)的理論方法、力學(xué)分析、施工手段 , 還是土木工程的地基基礎(chǔ)處理 , 都有了非常大的突破和發(fā)展。
一、土木工程發(fā)展歷史
1.古代土木工程
公元前 5000 年開始至 17 世紀(jì)中葉時(shí)期,稱為古代土木工程階段。土木工程的古代時(shí)期是從新石器時(shí)代開始的。人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動(dòng),后來出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。磚和瓦的出現(xiàn)使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。直至 18 ~ 19 世紀(jì),在長達(dá)兩千多年時(shí)間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了偉大的貢獻(xiàn),甚至在目前還被廣泛采用。歷經(jīng)漫長的古代大型土木工程的發(fā)展,土木工程建設(shè)內(nèi)容更加豐富,建設(shè)工具有了新的發(fā)展,同時(shí)人們積累了豐富的土木工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),為大型土木工程建設(shè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2. 近代土木工程
產(chǎn)業(yè)革命的開始是近代土木工程發(fā)展的開端。隨著近代工業(yè)的發(fā)展,人類的生活需求也不斷增長,這些不僅反映在吃穿行上,還反映在房屋建筑及市政工程方面。而電力的應(yīng)用,使高層建筑實(shí)用化成為可能;電氣照明、給水排水、供熱通風(fēng)、道路橋梁等市政設(shè)施與房屋建筑結(jié)合配套,開始了市政建設(shè)和居住條件的近代化;在結(jié)構(gòu)上要求安全和經(jīng)濟(jì),在建筑上要求美觀和適用。隨著大型土木工程近代工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展,在 19 世紀(jì)中葉為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展和分工的需要,土木和建筑開始分成為各有側(cè)重的兩個(gè)單獨(dú)學(xué)科分支。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累促進(jìn)了理論的發(fā)展。材料力學(xué)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科逐步形成,各種靜定和超靜定桁架內(nèi)力分析方法和圖解法得到很快的發(fā)展。這為大型土木工程建設(shè)的理論提供了很好的交流平臺(tái),有利于促進(jìn)土木工程建設(shè)理論的進(jìn)一步發(fā)展。理論上的突破 , 反過來極大地促進(jìn)了工程實(shí)踐的發(fā)展,這樣就使近代土木工程這個(gè)工程學(xué)科日臻成熟。第一次世界大戰(zhàn)以后,近代土木工程發(fā)展到成熟階段。這個(gè)時(shí)期的一個(gè)標(biāo)志是道路、橋梁、房屋等大規(guī)模建設(shè)的出現(xiàn)。另一個(gè)標(biāo)志是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的廣泛應(yīng)用。
3. 現(xiàn)代土木工程時(shí)期
第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束剛好是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的開端。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新的飛躍,現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)取得了全面勝利。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),土木工程進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。在近 40 年中,前 20 年土木工程的特點(diǎn)是進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)化,而后 20 年的特點(diǎn)則是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)土木工程的進(jìn)一步滲透。
二、土木工程理論、材料及技術(shù)的發(fā)展
通過多年來實(shí)踐探索,土木工程的發(fā)展日臻完善。在科學(xué)理論方面,理論研究精密化,計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過程論、濾波理論的成果,隨著計(jì)算機(jī)探討土木工程發(fā)展趨勢的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也已發(fā)展完備,荷載不再是靜止的和確定性的,而被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程來處理。靜態(tài)的、確定的、線性的、單個(gè)的分析,逐步被動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的、非線性的、系統(tǒng)與空間的分析所代替。電子計(jì)算機(jī)使高次超靜定的分析成為可能,進(jìn)而使得高層建筑中框架 -剪刀墻體系、筒中筒體系空間工作和大跨度的橋梁得以實(shí)現(xiàn)。大跨度建筑的形式層出不窮,薄殼、懸索、網(wǎng)架和充氣結(jié)構(gòu)覆蓋大片面積,滿足種種大型社會(huì)公共活動(dòng)的需要。從材料特性、結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算到極限狀態(tài)理論,在土木工程各個(gè)分支中都也得到了充分發(fā)展。理論研究的日益深入,使現(xiàn)代土木工程取得了許多質(zhì)的進(jìn)展。在工程材料方面,標(biāo)號(hào)為 500 ~ 600 號(hào)的混凝土已在工程中普遍應(yīng)用,而輕質(zhì)、高強(qiáng)化的混凝土成為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程的新要求。高強(qiáng)鋼材與高強(qiáng)混凝土的結(jié)合使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)得到較大的發(fā)展,先張法和后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁和空心板在工業(yè)建筑和民用建筑中廣泛使用。同時(shí)鋁合金、鍍膜玻璃、石膏板、玻璃鋼等工程材料以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為背景發(fā)展迅速,為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程建設(shè)提供了全新的支持。在施工技術(shù)方面,種種現(xiàn)場機(jī)械化施工方法發(fā)展得特別快。同步液壓千斤頂,滑模,直升機(jī)安裝天線,用一群小提升機(jī)同步提升大面積平板的升板結(jié)構(gòu)等一系列施工方法廣泛應(yīng)用。此外 , 鋼制大型吊裝設(shè)備與混凝土自動(dòng)化攪拌樓、輸送泵等相結(jié)合,形成了一套現(xiàn)場機(jī)械化施工工藝,使傳統(tǒng)的現(xiàn)場灌筑混凝土方法獲得了新生命,在高層、多層房屋和橋梁中部分地取代了裝配化,成為一種發(fā)展很快的方法。
三、土木工程發(fā)展新方向
飛速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使得大城市及超級(jí)大城市的數(shù)量急劇上升,人們對(duì)空間的概念日趨強(qiáng)烈,寸土寸金普遍成為人們的共識(shí)。因此為了滿足人們對(duì)日益發(fā)展的空間需求,高層、超高層建筑的建設(shè)得到普遍重視。同時(shí)高層、超高層建筑的建設(shè)也是解決人們空間日趨緊張問題的重要途徑。飛速經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅僅是空間需求的問題,更有電力、能源等多方面的需求。大型水利水電工程的建設(shè),大型礦山資源的開發(fā),石油、天然氣等重要能源的運(yùn)輸?shù)榷汲蔀橛绊懡?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此,大型公益土木工程的修建,顯得極為重要。而鑒于我國能源、電力多分布于西南地區(qū),多為山區(qū)、丘陵、高原等復(fù)雜地形,同時(shí)該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜。為使水利水電建設(shè)、礦山資源開發(fā)以及重要能源運(yùn)輸?shù)却笮屯聊竟こ痰慕ㄔO(shè)得以實(shí)現(xiàn),大跨度橋梁、隧洞等工程成為整個(gè)工程中的關(guān)鍵。由上述可知,高層、超高層建筑的建設(shè),水利水電設(shè)、礦山資源的開發(fā)、重要能源的運(yùn)輸?shù)却笮凸嫱聊竟こ痰慕ㄔO(shè)以及配套的大跨度橋梁、超長隧洞等工程將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必須。而精密化的理論研究、全新的工程材料和先進(jìn)的施工技術(shù),又使得大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型土木工程的建設(shè)得以實(shí)現(xiàn)??梢?,大型土木工程的普及建設(shè)必將成為未來土木工程發(fā)展的新方向。
關(guān)鍵詞:發(fā)展階段;大型土木工程
中圖分類號(hào):K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
土木工程的建設(shè)由來已久。由原來的伐木采石,模仿天然掩蔽物建造居住場所,到現(xiàn)在的美輪美奐的超高層建筑、雄偉的水利水電工程和超高超長跨度的橋梁,土木工程經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展歷程。在這個(gè)漫長的發(fā)展歷程中,無論是土木工程結(jié)構(gòu)的理論方法、力學(xué)分析、施工手段 , 還是土木工程的地基基礎(chǔ)處理 , 都有了非常大的突破和發(fā)展。
一、土木工程發(fā)展歷史
1.古代土木工程
公元前 5000 年開始至 17 世紀(jì)中葉時(shí)期,稱為古代土木工程階段。土木工程的古代時(shí)期是從新石器時(shí)代開始的。人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動(dòng),后來出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。磚和瓦的出現(xiàn)使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。直至 18 ~ 19 世紀(jì),在長達(dá)兩千多年時(shí)間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了偉大的貢獻(xiàn),甚至在目前還被廣泛采用。歷經(jīng)漫長的古代大型土木工程的發(fā)展,土木工程建設(shè)內(nèi)容更加豐富,建設(shè)工具有了新的發(fā)展,同時(shí)人們積累了豐富的土木工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),為大型土木工程建設(shè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2. 近代土木工程
產(chǎn)業(yè)革命的開始是近代土木工程發(fā)展的開端。隨著近代工業(yè)的發(fā)展,人類的生活需求也不斷增長,這些不僅反映在吃穿行上,還反映在房屋建筑及市政工程方面。而電力的應(yīng)用,使高層建筑實(shí)用化成為可能;電氣照明、給水排水、供熱通風(fēng)、道路橋梁等市政設(shè)施與房屋建筑結(jié)合配套,開始了市政建設(shè)和居住條件的近代化;在結(jié)構(gòu)上要求安全和經(jīng)濟(jì),在建筑上要求美觀和適用。隨著大型土木工程近代工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展,在 19 世紀(jì)中葉為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展和分工的需要,土木和建筑開始分成為各有側(cè)重的兩個(gè)單獨(dú)學(xué)科分支。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累促進(jìn)了理論的發(fā)展。材料力學(xué)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科逐步形成,各種靜定和超靜定桁架內(nèi)力分析方法和圖解法得到很快的發(fā)展。這為大型土木工程建設(shè)的理論提供了很好的交流平臺(tái),有利于促進(jìn)土木工程建設(shè)理論的進(jìn)一步發(fā)展。理論上的突破 , 反過來極大地促進(jìn)了工程實(shí)踐的發(fā)展,這樣就使近代土木工程這個(gè)工程學(xué)科日臻成熟。第一次世界大戰(zhàn)以后,近代土木工程發(fā)展到成熟階段。這個(gè)時(shí)期的一個(gè)標(biāo)志是道路、橋梁、房屋等大規(guī)模建設(shè)的出現(xiàn)。另一個(gè)標(biāo)志是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的廣泛應(yīng)用。
3. 現(xiàn)代土木工程時(shí)期
第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束剛好是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的開端。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新的飛躍,現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)取得了全面勝利?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),土木工程進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。在近 40 年中,前 20 年土木工程的特點(diǎn)是進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)化,而后 20 年的特點(diǎn)則是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)土木工程的進(jìn)一步滲透。
二、土木工程理論、材料及技術(shù)的發(fā)展
通過多年來實(shí)踐探索,土木工程的發(fā)展日臻完善。在科學(xué)理論方面,理論研究精密化,計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過程論、濾波理論的成果,隨著計(jì)算機(jī)探討土木工程發(fā)展趨勢的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也已發(fā)展完備,荷載不再是靜止的和確定性的,而被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程來處理。靜態(tài)的、確定的、線性的、單個(gè)的分析,逐步被動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的、非線性的、系統(tǒng)與空間的分析所代替。電子計(jì)算機(jī)使高次超靜定的分析成為可能,進(jìn)而使得高層建筑中框架 、剪刀墻體系、筒中筒體系空間工作和大跨度的橋梁得以實(shí)現(xiàn)。大跨度建筑的形式層出不窮,薄殼、懸索、網(wǎng)架和充氣結(jié)構(gòu)覆蓋大片面積,滿足種種大型社會(huì)公共活動(dòng)的需要。從材料特性、結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算到極限狀態(tài)理論,在土木工程各個(gè)分支中都也得到了充分發(fā)展。理論研究的日益深入,使現(xiàn)代土木工程取得了許多質(zhì)的進(jìn)展。在工程材料方面,標(biāo)號(hào)為 500 ~ 600 號(hào)的混凝土已在工程中普遍應(yīng)用,而輕質(zhì)、高強(qiáng)化的混凝土成為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程的新要求。高強(qiáng)鋼材與高強(qiáng)混凝土的結(jié)合使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)得到較大的發(fā)展,先張法和后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁和空心板在工業(yè)建筑和民用建筑中廣泛使用。同時(shí)鋁合金、鍍膜玻璃、石膏板、玻璃鋼等工程材料以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為背景發(fā)展迅速,為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程建設(shè)提供了全新的支持。在施工技術(shù)方面,種種現(xiàn)場機(jī)械化施工方法發(fā)展得特別快。同步液壓千斤頂,滑模,直升機(jī)安裝天線,用一群小提升機(jī)同步提升大面積平板的升板結(jié)構(gòu)等一系列施工方法廣泛應(yīng)用。此外 , 鋼制大型吊裝設(shè)備與混凝土自動(dòng)化攪拌樓、輸送泵等相結(jié)合,形成了一套現(xiàn)場機(jī)械化施工工藝,使傳統(tǒng)的現(xiàn)場灌筑混凝土方法獲得了新生命,在高層、多層房屋和橋梁中部分地取代了裝配化,成為一種發(fā)展很快的方法。
三、土木工程發(fā)展新方向
飛速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使得大城市及超級(jí)大城市的數(shù)量急劇上升,人們對(duì)空間的概念日趨強(qiáng)烈,寸土寸金普遍成為人們的共識(shí)。因此為了滿足人們對(duì)日益發(fā)展的空間需求,高層、超高層建筑的建設(shè)得到普遍重視。同時(shí)高層、超高層建筑的建設(shè)也是解決人們空間日趨緊張問題的重要途徑。飛速經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅僅是空間需求的問題,更有電力、能源等多方面的需求。大型水利水電工程的建設(shè),大型礦山資源的開發(fā),石油、天然氣等重要能源的運(yùn)輸?shù)榷汲蔀橛绊懡?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此,大型公益土木工程的修建,顯得極為重要。而鑒于我國能源、電力多分布于西南地區(qū),多為山區(qū)、丘陵、高原等復(fù)雜地形,同時(shí)該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜。為使水利水電建設(shè)、礦山資源開發(fā)以及重要能源運(yùn)輸?shù)却笮屯聊竟こ痰慕ㄔO(shè)得以實(shí)現(xiàn),大跨度橋梁、隧洞等工程成為整個(gè)工程中的關(guān)鍵。由上述可知,高層、超高層建筑的建設(shè),水利水電設(shè)、礦山資源的開發(fā)、重要能源的運(yùn)輸?shù)却笮凸嫱聊竟こ痰慕ㄔO(shè)以及配套的大跨度橋梁、超長隧洞等工程將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必須。而精密化的理論研究、全新的工程材料和先進(jìn)的施工技術(shù),又使得大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型土木工程的建設(shè)得以實(shí)現(xiàn)。可見,大型土木工程的普及建設(shè)必將成為未來土木工程發(fā)展的新方向。
關(guān)鍵詞:發(fā)展階段;大型土木工程
土木工程的建設(shè)由來已久。 由原來的伐木采石,模仿天然掩蔽物建造居住場所,到現(xiàn)在的美輪美奐的超高層建筑、雄偉的水利水電工程和超高超長跨度的橋梁,土木工程經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展歷程。 在這個(gè)漫長的發(fā)展歷程中,無論是土木工程結(jié)構(gòu)的理論方法、力學(xué)分析、施工手段, 還是土木工程的地基基礎(chǔ)處理, 都有了非常大的突破和發(fā)展。
二十一世紀(jì)的今天隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展和人民生活水平的日益提高,人們對(duì)土木工程的發(fā)展提出了新的要求。 因此,詳細(xì)探討二十一世紀(jì)土木工程發(fā)展新方向顯得十分必要。
一、土木工程發(fā)展歷史
1、古代土木工程
公元前 5000 年開始至 17 世紀(jì)中葉時(shí)期, 稱為古代土木工程階段。土木工程的古代時(shí)期是從新石器時(shí)代開始的。人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動(dòng),后來出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。 磚和瓦的出現(xiàn)使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。 由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。直至 18~19 世紀(jì),在長達(dá)兩千多年時(shí)間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了偉大的貢獻(xiàn),甚至在目前還被廣泛采用。歷經(jīng)漫長的古代大型土木工程的發(fā)展,土木工程建設(shè)內(nèi)容更加豐富,建設(shè)工具有了新的發(fā)展,同時(shí)人們積累了豐富的土木工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),為大型土木工程建設(shè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、近代土木工程
產(chǎn)業(yè)革命的開始是近代土木工程發(fā)展的開端。隨著近代工業(yè)的發(fā)展,人類的生活需求也不斷增長,這些不僅反映在吃穿行上,還反映在房屋建筑及市政工程方面。而電力的應(yīng)用,使高層建筑實(shí)用化成為可能;電氣照明、給水排水、供熱通風(fēng)、道路橋梁等市政設(shè)施與房屋建筑結(jié)合配套,開始了市政建設(shè)和居住條件的近代化;在結(jié)構(gòu)上要求安全和經(jīng)濟(jì),在建筑上要求美觀和適用。
隨著大型土木工程近代工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展, 在 19 世紀(jì)中葉為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展和分工的需要,土木和建筑開始分成為各有側(cè)重的兩個(gè)單獨(dú)學(xué)科分支。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累促進(jìn)了理論的發(fā)展。材料力學(xué)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科逐步形成,各種靜定和超靜定桁架內(nèi)力分析方法和圖解法得到很快的發(fā)展。這為大型土木工程建設(shè)的理論提供了很好的交流平臺(tái),有利于促進(jìn)土木工程建設(shè)理論的進(jìn)一步發(fā)展。 理論上的突破,反過來極大地促進(jìn)了工程實(shí)踐的發(fā)展,這樣就使近代土木工程這個(gè)工程學(xué)科日臻成熟。
第一次世界大戰(zhàn)以后,近代土木工程發(fā)展到成熟階段。 這個(gè)時(shí)期的一個(gè)標(biāo)志是道路、橋梁、房屋等大規(guī)模建設(shè)的出現(xiàn)。另一個(gè)標(biāo)志是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的廣泛應(yīng)用。
3、現(xiàn)代土木工程時(shí)期
第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束剛好是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的開端。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新的飛躍,現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)取得了全面勝利。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),土木工程進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。 在近 40 年中,前 20 年土木工程的特點(diǎn)是進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)化,而后 20 年的特點(diǎn)則是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)土木工程的進(jìn)一步滲透。
首先,現(xiàn)代主義的高層建筑在理論計(jì)算方面有了新的發(fā)展,高層建筑結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算已基本告別傳統(tǒng)的手工計(jì)算而采用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算,基本上都采用三維空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序。
其次,高層建筑由于對(duì)抗震、抗風(fēng)的要求高,且建筑多樣化,層數(shù)、
高度日益提高。再者,現(xiàn)代主義的高層建筑反對(duì)外部包裝、建筑含義和歷史風(fēng)格,強(qiáng)調(diào)形式追隨功能和技術(shù),技術(shù)上升到藝術(shù)層次。
二、土木工程理論、材料及技術(shù)的發(fā)展
通過多年來實(shí)踐探索,土木工程的發(fā)展日臻完善。在科學(xué)理論方面,理論研究精密化,計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過程論、濾波理論的成果,隨著計(jì)算機(jī)的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也已發(fā)展完備,荷載不再是靜止的和確定性的,而被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程來處理。 靜態(tài)的、確定的、線性的、單個(gè)的分析,逐步被動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的、非線性的、系統(tǒng)與空間的分析所代替。 電子計(jì)算機(jī)使高次超靜定的分析成為可能,進(jìn)而使得高層建筑中框架-剪刀墻體系、 筒中筒體系空間工作和大跨度的橋梁得以實(shí)現(xiàn)。 大跨度建筑的形式層出不窮,薄殼、懸索、網(wǎng)架和充氣結(jié)構(gòu)覆蓋大片面積,滿足種種大型社會(huì)公共活動(dòng)的需要。 從材料特性、結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算到極限狀態(tài)理論,在土木工程各個(gè)分支中都也得到了充分發(fā)展。 理論研究的日益深入,使現(xiàn)代土木工程取得了許多質(zhì)的進(jìn)展。
在工程材料方面,標(biāo)號(hào)為 500~600 號(hào)的混凝土已在工程中普遍應(yīng)用,而輕質(zhì)、高強(qiáng)化的混凝土成為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程的新要求。 高強(qiáng)鋼材與高強(qiáng)混凝土的結(jié)合使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)得到較大的發(fā)展,先張法和后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁和空心板在工業(yè)建筑和民用建筑中廣泛使用。 同時(shí)鋁合金、鍍膜玻璃、石膏板、玻璃鋼等工程材料以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為背景發(fā)展迅速,為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程建設(shè)提供了全新的支持。
在施工技術(shù)方面,種種現(xiàn)場機(jī)械化施工方法發(fā)展得特別快。 同步液壓千斤頂,滑模,直升機(jī)安裝天線,用一群小提升機(jī)同步提升大面積平板的升板結(jié)構(gòu)等一系列施工方法廣泛應(yīng)用。 此外,鋼制大型吊裝設(shè)備與混凝土自動(dòng)化攪拌樓、輸送泵等相結(jié)合,形成了一套現(xiàn)場機(jī)械化施工工藝,使傳統(tǒng)的現(xiàn)場灌筑混凝土方法獲得了新生命,在高層、多層房屋和橋梁中部分地取代了裝配化,成為一種發(fā)展很快的方法。
精密化的理論研究、全新的工程材料和先進(jìn)的施工技術(shù),使得大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型土木工程的建設(shè)成為可能。
三、土木工程發(fā)展新方向
飛速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展, 使得大城市及超級(jí)大城市的數(shù)量急劇上升,人們對(duì)空間的概念日趨強(qiáng)烈,寸土寸金普遍成為人們的共識(shí)。 因此為了滿足人們對(duì)日益發(fā)展的空間需求,高層、超高層建筑的建設(shè)得到普遍重視。 同時(shí)高層、超高層建筑的建設(shè)也是解決人們空間日趨緊張問題的重要途徑。
飛速經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅僅是空間需求的問題,更有電力、能源等多方面的需求。 大型水利水電工程的建設(shè),大型礦山資源的開發(fā),石油、天然氣等重要能源的運(yùn)輸?shù)榷汲蔀橛绊懡?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。 因此,大型公益土木工程的修建,顯得極為重要。
而鑒于我國能源、電力多分布于西南地區(qū),多為山區(qū)、丘陵、高原等復(fù)雜地形,同時(shí)該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜。 為使水利水電建設(shè)、礦山資源開發(fā)以及重要能源運(yùn)輸?shù)却笮屯聊竟こ痰慕ㄔO(shè)得以實(shí)現(xiàn), 大跨度橋梁、隧洞等工程成為整個(gè)工程中的關(guān)鍵。
【關(guān)鍵詞】土木工程的歷史;現(xiàn)狀;發(fā)展
引言
土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱。土木工程對(duì)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關(guān)系到人類賴以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,為人類提供住宅、賓館、公寓、衣料生產(chǎn)貯藏基地、食品冷庫、公路、機(jī)場、鐵路、港口、碼頭、廠房、實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)代人類生活和發(fā)展的必要場所空間。
1 土木工程的歷史
1.1中國土木工程的歷史:遠(yuǎn)在上古時(shí)期,中國古人類就在野處穴居,為了避免野獸侵襲,有巢氏(中國的傳說中的巢居的發(fā)明者),才教古人離開天然巖洞、構(gòu)木為巢,居于樹上。我國古代土木工程多采用土、石、木等材料建造,建造技術(shù)和藝術(shù)造型達(dá)到當(dāng)時(shí)極高的成就。像長城、趙州橋、都江堰等都是具有代表性的中國古代土木工程的杰作。
1.2 世界土木工程發(fā)展歷史:在歐洲,大約8000年前已開始采用曬干的磚;鑿琢自然石的采用,大約在5000~6000年前;至于在建筑中采用燒制的磚,亦有3000年的歷史。世界古代的偉大建筑,以公認(rèn)的七大奇跡最為引人注目,它們都建于公元前600年~公元前200年,且均為石材建造,大都用于宗教、軍事和航海。且都是建于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和科技非常發(fā)達(dá)的地區(qū),說明土木工程的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)繁榮和科技進(jìn)步是密不可分的。
2土木工程的現(xiàn)狀
2.1世界現(xiàn)狀:隨著19世紀(jì)中葉鋼材及混凝土在土木工程中的開始使用,以及20世紀(jì)20年代后期預(yù)應(yīng)力混凝土的制造成功,建造摩天大樓、大跨度建筑和跨海峽1000m以上的大橋成為可能。目前,世界上最高建筑是中國臺(tái)北的101大廈,總高度為508m。近代體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展也使得大跨度房屋在世界各地如雨后春筍般涌現(xiàn)。
2.2 中國現(xiàn)狀:回顧20世紀(jì)特別是改革開放20年來,我國建設(shè)取得舉世矚目的輝煌成就。改革開放后在我國大陸建造了許多高層建筑,目前我國最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大廈。其他具有代表性的高層建筑還有深圳的地王大廈。在特種結(jié)構(gòu)方面,我國有4所電視塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海東方明珠電視塔以468m的高度排在世界第三位。為迎接2008年的奧運(yùn)會(huì),北京將建設(shè)一大批大跨超長建筑,像國家體育場“鳥巢”結(jié)構(gòu)、國家游泳中心“水立方”、國家大劇院等。無論在工程結(jié)構(gòu)的改革、建筑功能使用、新技術(shù)和新材料的采用上及合理組織施工方面,還是在抗震分析和計(jì)算機(jī)程序應(yīng)用上及有關(guān)抗震控制試驗(yàn)研究上,我國均達(dá)國際先進(jìn)水平。
3未來土木工程的發(fā)展
3.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,使得對(duì)復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實(shí)。力學(xué)也會(huì)突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。另一方面,土木工程學(xué)科將向周圍繼續(xù)發(fā)散,與材料,環(huán)境,化學(xué),電子信息,機(jī)械。城市規(guī)劃,建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉,融合,互相支持,互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科。
3.2工程實(shí)現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長的工程實(shí)現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計(jì),沒有好的工程實(shí)踐,一樣不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)秀的作品。
信息時(shí)代正在迎面走來,其他學(xué)科和其他方面的新觀點(diǎn)新技術(shù),必然的也會(huì)影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟(jì)理論等等。
全過程信息化。信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來的土木工程中,重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面,也包含對(duì)工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對(duì)建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對(duì)策的決策等。這些也是主動(dòng)控制和智能化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會(huì)的發(fā)展要求更加充分地合理的利用資源,社會(huì)生活水平的提高也提高了對(duì)土木建筑設(shè)施人性化的要求。整個(gè)土木工程過程是建立在對(duì)資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個(gè)社會(huì)的主題的時(shí)候,土木工程也必然地要面對(duì)這個(gè)問題。對(duì)資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個(gè)方向,這要求有良好的設(shè)計(jì)和有效的運(yùn)作管理機(jī)制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個(gè)壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計(jì),建造到建成后的使用,維護(hù),拆除都要盡量的將對(duì)環(huán)境的影響降到最小,同時(shí)盡可能大發(fā)揮它的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對(duì)土木工程提出了新的要求。
3.3主動(dòng)控制技術(shù)。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)做一個(gè)靜態(tài)的,被動(dòng)的物體。對(duì)周圍環(huán)境的影響,如風(fēng)動(dòng),溫度變化,突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù),以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
4結(jié)束語
土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類智慧的成果,土木工程是為了人類存在而存在.堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路,努力創(chuàng)新,土木工程定會(huì)走向新的高峰!
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關(guān)鍵詞:災(zāi)害;嚴(yán)重性;土木工程屬性;防災(zāi)減災(zāi);重要性
災(zāi)害是人類社會(huì)中的一種特殊現(xiàn)象,全球每年各類災(zāi)害的損失多達(dá)上千億萬美元,它的發(fā)生給人類社會(huì)帶來了嚴(yán)重的人財(cái)損失,加劇了社會(huì)的不穩(wěn)定因素。面對(duì)種類繁多的災(zāi)害,土木工程在防災(zāi)減災(zāi)中具有明顯的作用,其通過一定的工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)的目的。土木工程防災(zāi)涉獵的眾多學(xué)科以及自身的屬性成為當(dāng)今防災(zāi)減災(zāi)的重要力量,同時(shí),國務(wù)院委員也將“防災(zāi)減災(zāi)”隸屬于土木工程這個(gè)一級(jí)學(xué)科以下的一個(gè)二級(jí)學(xué)科。由此可見,防災(zāi)減災(zāi)是全球性的問題,需要受到人們的關(guān)注,而土木工程更是要在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮自身的優(yōu)勢。
一、災(zāi)害的屬性及其嚴(yán)重性
(一)災(zāi)害屬性。災(zāi)害的屬性主要體現(xiàn)在七個(gè)方面,具體體現(xiàn)如下:第一,災(zāi)害具有普遍性和永恒性。災(zāi)害的發(fā)生不會(huì)因?yàn)橐粫r(shí)間的控制而消失,它具有永恒的意義,且災(zāi)害的發(fā)生范圍波及到世界的各個(gè)國家。第二,災(zāi)害具有全球性和區(qū)域性。災(zāi)害的發(fā)生遍及全球的各個(gè)區(qū)域,無論是發(fā)展快的地區(qū),還是發(fā)展落后的地區(qū),都會(huì)不定期的發(fā)生災(zāi)害。第三,災(zāi)害具有多樣性和差異性。災(zāi)害的種類繁多,不僅包括自然災(zāi)害,還包括人為災(zāi)害、煤氣泄漏等災(zāi)害,不同災(zāi)害的影響不同。第四,災(zāi)害具有隨機(jī)性和預(yù)測性難的特點(diǎn)。比如災(zāi)害中的地質(zhì)災(zāi)害,其發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度不好預(yù)測。第五,災(zāi)害具有緩慢性和突發(fā)性。比如災(zāi)害中的地震、火山都具有突發(fā)的特點(diǎn),而水土流失則是在緩慢中造成的。第六,災(zāi)害具有滯后性和遷移性。災(zāi)害的發(fā)生會(huì)給人口的遷移帶來影響,會(huì)導(dǎo)致地區(qū)的人口膨脹的滯后性問題,災(zāi)害中的大氣污染則是具有很強(qiáng)的遷移性。第七,災(zāi)害具有聯(lián)系性和伴生性。比如暴雨災(zāi)害會(huì)帶來滑坡、泥石流。
(二)災(zāi)害的嚴(yán)重性1.自然災(zāi)害呈上升的發(fā)展趨勢。災(zāi)害中,特別是自然災(zāi)害在近幾年隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)自然環(huán)境的影響,呈現(xiàn)了不斷增加的發(fā)展趨勢、比如,被人們較為熟悉的全球變暖和冰川融化,這些災(zāi)害的發(fā)生不僅嚴(yán)重影響了動(dòng)植物的生長,也嚴(yán)重制約了人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,甚至對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的人財(cái)損失。2.人為災(zāi)害頻發(fā)。人為災(zāi)害包括核戰(zhàn)爭、恐怖襲擊、生態(tài)失衡、人口膨脹等方面。戰(zhàn)爭方面比如日本、等,這種非正義的戰(zhàn)爭不僅給經(jīng)濟(jì)上帶來損失,還會(huì)對(duì)人們的心靈健康帶來傷害。生態(tài)失衡主要是由于人們對(duì)資源的不合理開發(fā)導(dǎo)致的,這種不加節(jié)制、非科學(xué)的資源開采導(dǎo)致了資源緊缺以及環(huán)境污染等問題的產(chǎn)生,對(duì)人們的生存環(huán)境帶來了威脅。
二、土木工程在防災(zāi)減災(zāi)中的重要性
防災(zāi)減災(zāi)作為一個(gè)二級(jí)學(xué)科是在一級(jí)學(xué)科土木工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,因此土木工程在防災(zāi)減災(zāi)中具有重要的作用,是一個(gè)科學(xué)的防災(zāi)減災(zāi)工程。其中,土木工程屬性的個(gè)別屬性決定了其在防災(zāi)減災(zāi)中的重要性,具體體現(xiàn)如下:
(一)防護(hù)性。反觀土木工程發(fā)展演變的歷程可以發(fā)現(xiàn),土木工程的出現(xiàn)最開始就是為了進(jìn)行抵御自然災(zāi)害的。最早土木工程的建設(shè)是為了幫助人們防范風(fēng)雨、防御猛獸、構(gòu)筑巢穴,后來發(fā)展演變成防御敵人的襲擊,開始具有防護(hù)性的功能。土木工程的防護(hù)、抵御等屬性一直延伸到現(xiàn)代,我國所說的防震減災(zāi)也和土木工程的這個(gè)屬息相關(guān)?,F(xiàn)代意義上土木工程的防護(hù)屬性體現(xiàn)在新技術(shù)的開發(fā)和使用,比如核電站的出現(xiàn)、核電站通過形成了混凝土為主體的反應(yīng)堆,來實(shí)現(xiàn)防核泄漏的功能。
(二)超前性。土木工程的防護(hù)設(shè)施具有超前性的特點(diǎn),比如從原始的防風(fēng)雨、古代的長城、近代的人防工事到現(xiàn)代的核電站的建立,均體現(xiàn)了其在災(zāi)害到來前的預(yù)先防范功能。原始的防風(fēng)雨需要事先構(gòu)建巢穴;古代的長城建需要防范匈奴的侵襲;事先修建核電站的安全外殼才能防范反應(yīng)堆事故。另外,近代工程的超前性還表現(xiàn)在航運(yùn)方面,比如要先開通蘇伊士運(yùn)河才能實(shí)現(xiàn)由紅海到地中海的運(yùn)輸;要先建筑三峽大壩才能實(shí)現(xiàn)對(duì)長江下游的洪水控制??偠灾聊竟こ淘谏鐣?huì)發(fā)展中扮演先行者的角色,同樣,在社會(huì)的防災(zāi)減災(zāi)中也具有先知的能力,從而提早對(duì)災(zāi)害進(jìn)行防控。
(三)恒久性。人類社會(huì)是不斷發(fā)展的,人類的生活、生產(chǎn)都需要土木工程的配合,土木工程的存在和人類社會(huì)的存在一樣,具有恒久性的屬性。人類社會(huì)是物質(zhì)社會(huì),物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的,災(zāi)害也是運(yùn)動(dòng)的,土木工程在運(yùn)動(dòng)的災(zāi)害面前能夠利用自身恒久的屬性對(duì)其進(jìn)行長遠(yuǎn)的監(jiān)控。比如,颶風(fēng)、洪水等氣象災(zāi)害我們是無法在短期內(nèi)用肉眼看見的,那么就需要通過土木工程加強(qiáng)防波堤、修大壩的建設(shè);地殼運(yùn)動(dòng)所帶來的地質(zhì)災(zāi)害也是具有突現(xiàn)性的,無法提前預(yù)見,因此就需要通過土木工程加強(qiáng)房屋建筑的穩(wěn)固性及一些必要減震裝置的配置。
總結(jié)
全球每天都在發(fā)生或大或小的災(zāi)害,大到火山、地震、海嘯,小到燃煤污染、資源緊缺。由此可見,防災(zāi)減災(zāi)是一項(xiàng)長期復(fù)雜的工作,需要涉及多種科學(xué)、復(fù)雜的學(xué)科技術(shù),隨著近幾年災(zāi)害的加劇,防災(zāi)減災(zāi)逐漸發(fā)展成為一門學(xué)科,其下又涉及到了關(guān)于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等學(xué)科,相互之間體現(xiàn)了一種依存、滲透。因此,防災(zāi)減災(zāi)工作需要有關(guān)人員不斷提升技術(shù)研究,因地制宜地分析各種災(zāi)害的發(fā)生及影響,并要將土木工程充分的應(yīng)用到防災(zāi)減災(zāi)中,從而實(shí)現(xiàn)在最大程度上對(duì)災(zāi)害的控制,減輕災(zāi)害給人們社會(huì)帶來的人財(cái)損失。
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關(guān)鍵詞:砌體 ;結(jié)構(gòu);地震;設(shè)計(jì);未來
中圖分類號(hào):TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言:
砌體的結(jié)構(gòu)在我國有著悠久的歷史,秦磚漢瓦和萬里長城都是我們引以為豪的象征。砌體結(jié)構(gòu)的材料有極強(qiáng)地方性,且取材容易、加工簡單,砌筑工藝也易掌握,經(jīng)過長時(shí)間改進(jìn)與發(fā)展,形成具有地方特色傳統(tǒng)制作方式、砌筑方法。據(jù)統(tǒng)計(jì),在全國墻體材料中,以砌體為承重或非承重(填充、圍護(hù))材料大約占到85%左右,因而,砌體材料在另一方面也是我國主要墻體材料。
一、砌體介紹
多層砌體房屋是我國民用建筑中數(shù)量最多,分布最廣的一種類型。今后相當(dāng)一段時(shí)期,雖框架,剪力墻及其他結(jié)構(gòu)迅猛發(fā)展,不過由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口環(huán)境等現(xiàn)實(shí)情況,多層砌體房屋仍是多數(shù)城鎮(zhèn)民用建筑的主要結(jié)構(gòu)形式,經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)更是如此。但這類房屋建筑,因?yàn)橛纱嘈圆牧险惩链u及砂漿砌筑成,若未合理抗震設(shè)計(jì),其抗震性能一般是較差的。
(一)土木工程歷史
中國土木工程歷史
上古時(shí)期,中國古人類在野處穴居,為避免野獸侵襲,有巢氏(中國傳說中巢居的發(fā)明者),教古人離開天然巖洞并構(gòu)木為巢,居樹上。古代土木工程多用土、石、木材料筑造,建造技術(shù)、藝術(shù)造型達(dá)到極高成就。如長城、趙州橋和都江堰等都是具代表性的我國古代土木工程杰作。
世界土木工程的發(fā)展歷史
在歐洲,約8000年前就已開始用曬干的磚;鑿琢自然石采用,大約5000~6000年前;談到建筑中采用的磚,亦有3000年歷史。世界古代偉大的建筑,以公認(rèn)七大奇跡最引人注目,它們也都建于公元前600年~公元前200年,且均是石材建造,大都用于宗教、軍事、航海。而且都建于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)科技極發(fā)達(dá)地區(qū),這說明土木工程的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)繁榮科技進(jìn)步密不可分。
(二)土木工程現(xiàn)狀
隨著在19世紀(jì)中葉鋼材、混凝土在土木工程中的使用,及20世紀(jì)20年代的后期預(yù)應(yīng)力混凝土制造成功,造摩天大樓、大跨度建筑及跨海峽1000m以上大橋成為可能。目前,世界上最高的建筑是中國臺(tái)北101大廈,總高度508m。在近代體育事業(yè)蓬勃發(fā)展,使大跨度房屋在世界各地亦如雨后春筍般地涌現(xiàn)。
二、震害分析
(一)震害調(diào)查 歷次的震害表明,多層混合結(jié)構(gòu)的房屋最易受地震破壞,1976年唐山地震,一千余棟多層砌體的房屋中,倒塌率70%~90%;1991年新疆柯坪地震,1993年云南普洱地震,多層砌體房屋破壞率達(dá)75%。其中,未設(shè)防老舊建筑比縱橫墻的承重房屋破壞更急嚴(yán)重,平面形狀不規(guī)則建筑物震害比簡單體型建筑嚴(yán)重,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的不合理,縱橫墻拉結(jié)的不充分,以及整體剛度差,這些都是為地震破壞之隱患。
(二)影響震害主要因素 地震造成房屋破壞,影響因數(shù)是多方面的。由于砌體結(jié)構(gòu)布置形式,結(jié)構(gòu)反應(yīng)及動(dòng)力特性的不同,抗震性能也各不同,且還與地震烈度、地基條件、建筑體型、房屋的質(zhì)量、剛度、空間整體性、構(gòu)造措施及施工質(zhì)量等有關(guān)。
(三)結(jié)構(gòu)在地震中的主要特點(diǎn)
地震是以波的形式,從震源向周圍傳播,通過巖土及地基,使建筑物基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不規(guī)則往復(fù)振動(dòng)和激烈變形。結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)稱地震反應(yīng),包括位移、速度和加速度。同時(shí),在結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生大的內(nèi)力(應(yīng)力)和變形,當(dāng)它們超過材料構(gòu)件的各項(xiàng)極限值,結(jié)構(gòu)就將有各種程度的破壞,如混凝土裂縫、鋼筋屈服、顯著的殘余變形、局部的破損、碎塊或構(gòu)件墜落、整體結(jié)構(gòu)傾斜、甚至還會(huì)倒塌等等。
(四)震害的防治對(duì)策 對(duì)于近震中的地區(qū),可能會(huì)遭受較強(qiáng)水平豎向地震作用的房屋,要適當(dāng)加強(qiáng)在房屋的上部安全度。而對(duì)于彈性方案的房屋,可盡可能使各墻段有相近安全度,在縱橫兩向和各墻段間實(shí)現(xiàn)“等強(qiáng)”設(shè)計(jì)。
(五)設(shè)計(jì)建議 規(guī)范對(duì)多層砌體房屋的地震作用,一般只是考慮水平方向,所以,在現(xiàn)有程序的分析時(shí),房屋的上部結(jié)構(gòu)其抗震驗(yàn)算易滿足,這使工程設(shè)計(jì)人員對(duì)調(diào)整降低上部結(jié)構(gòu)砌體強(qiáng)度等級(jí)和砂漿強(qiáng)度等級(jí)時(shí)節(jié)約投資。
三、土木工程的未來
地球上可居住、生活及耕種的土地有限,反過來,人口增長速度在不斷加快。因此,人類為爭取生存,土木工程未來至少應(yīng)朝五個(gè)方向發(fā)展:向高空延伸、向地下發(fā)展、向海洋拓寬、向沙漠進(jìn)軍、向太空邁進(jìn)等。
四、結(jié)語
砌體結(jié)構(gòu)不僅是一種量大和面廣的結(jié)構(gòu)形式,也是一種抗震性能差的結(jié)構(gòu)形式。但我們不可能徹底地淘汰、摒棄它。只有面對(duì)現(xiàn)實(shí),并要孜孜不倦地深入研究,提高其抗震性能。不斷賦予砌體新內(nèi)容、新理念,使砌體有更好的抗震性和安全性,這也是我們研究的目的。
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