现代土木工程 第1章 绪论.ppt

《现代土木工程 第1章 绪论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代土木工程 第1章 绪论.ppt（90页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.1 1.1 土木工程定义及属性土木工程定义及属性 土木工程概念：土木工程概念：土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解:一层含义是是指与一层含义是是指与人类生人类生活、生产活动活、生产活动有关的各类有关的各类工程设施；工程设施；另一层含义是指为了建造工另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的在土地上所进行的勘察勘察、设设计计、施工施工等等工程技术活动工程技术活动。高楼林立的城市、现高楼林立的城市、现代化的工厂、标志性代化的工厂、标志性的公共建筑，都与土的公共建筑，都与土木工程戚戚相关。木工程戚戚相关

2、。土木工程需要解决的问题及其要素和目的：土木工程需要解决的问题及其要素和目的：建筑工程建筑工程 位于台北市信义区的位于台北市信义区的一幢摩天大楼，楼高一幢摩天大楼，楼高508508米，米，地上地上101101层，是目前全球最层，是目前全球最高的摩天大楼之一。高的摩天大楼之一。桥梁工程桥梁工程道路工程道路工程一种带状的三维空间人一种带状的三维空间人工构造物。早期仅对道工构造物。早期仅对道路提出了排水良好，密路提出了排水良好，密实地基的要求。而随着实地基的要求。而随着汽车的出现及车辆速度汽车的出现及车辆速度的不断提高，使路面承的不断提高，使路面承受荷载的要求不断提高，受荷载的要求不断提高，对道路也

3、提出了更高要对道路也提出了更高要求。道路是对所有各种求。道路是对所有各种公路或干线的统称。公路或干线的统称。铁路工程铁路工程水利水电工程水利水电工程三峡工程三峡工程都江堰都江堰港口工程港口工程现代港口向现代港口向物流服务物流服务物流服务物流服务中心中心中心中心转化，其装卸运转化，其装卸运输向输向多样化多样化多样化多样化、协调化协调化协调化协调化、一体化一体化一体化一体化方向发展。方向发展。海洋及机场工程海洋及机场工程(1).(1).土木工程的建设目的和意义：土木工程的建设目的和意义：典型的建筑工程就是房屋工程。它是兴建房屋的典型的建筑工程就是房屋工程。它是兴建房屋的规划、规划、勘察、设计勘察、

4、设计（建筑、结构和设备（建筑、结构和设备)施工施工的总称的总称,目的是为人类目的是为人类生产与生活的提供场所。土木工程的生产与生活的提供场所。土木工程的根本目的根本目的和和出发点出发点是形是形成人类成人类生产或生活所需要生产或生活所需要的、的、功能良好功能良好且且舒适美观舒适美观的的空间和空间和通道通道。它既是物质方面的需要，也有精神方面的需求。它既是物质方面的需要，也有精神方面的需求。一方面，人们的生活离不开土木工程，其一方面，人们的生活离不开土木工程，其社会需求社会需求推动推动土土木工程木工程的的不断向前发展不断向前发展；另一方面，另一方面，社会的进步社会的进步进一步推动进一步推动工程技术

5、的工程技术的创新和发展创新和发展，随着社会的发展，工程结构越来越随着社会的发展，工程结构越来越大型化、复杂化大型化、复杂化，超高层建，超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统等不断涌现，既筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统等不断涌现，既满足人们的满足人们的生活需求生活需求，同时也演变为，同时也演变为社会实力的象征社会实力的象征。(2).(2).土木工程存在的根本原因：土木工程存在的根本原因：地球上有各种各样的地球上有各种各样的荷载荷载和和作用力作用力，而土工工程存在的，而土工工程存在的根本原因根本原因是使结构能够抵抗各种自然或人为的作用力。任何是使结构能够抵抗各种自然或人为的作用

6、力。任何一个工程结构都要承受一个工程结构都要承受自身重量自身重量、使用荷载使用荷载、风力风力等荷载的等荷载的作用和作用和温度变化温度变化对土木工程结构对土木工程结构产生力的作用产生力的作用。2000.7.132000.7.13一场一场特大龙特大龙卷风卷风袭击苏北部分乡镇，袭击苏北部分乡镇，大批房屋倒塌、树木折大批房屋倒塌、树木折断，交通中断，经济损断，交通中断，经济损失超过失超过1.51.5亿元。亿元。同时，由于环境的同时，由于环境的持续恶化持续恶化，导致的，导致的自然灾害频发自然灾害频发，如，如地震灾害地震灾害、风灾害风灾害、洪水灾害洪水灾害、泥石流灾害泥石流灾害、虫灾虫灾(如白蚁成如白蚁成

7、灾对木结构的房屋和桥梁损害极大灾对木结构的房屋和桥梁损害极大)等也对人们的生命及生活等也对人们的生命及生活质量构成严重威胁，据联合国统计，近百年来，全世界死于质量构成严重威胁，据联合国统计，近百年来，全世界死于各种灾害的人口约各种灾害的人口约458458万人万人。时间国家及地区灾害类型死亡人数1900，9美国德克萨斯州加尔维斯敦飓风死亡8000人至12000人1920，12，16中国甘肃8.6级地震死亡20万多人1923，9，1日本的横滨和东京一带东京大地震引起的大火死亡人数达到7.1万多人，其中大火烧死5.6万多人1931，61931，7淮河流域持续暴雨溃堤引起的洪水死亡7.5万多人1970

8、，11，13孟加拉的恒河三角洲飓风死亡30万多人1976，7，28中国唐山7.8级地震死亡24万多人2004，12，26东南亚海啸死亡22万多人2006，2，17菲律宾南莱特省泥石流死亡1800多人2008，5，12中国汶川8.0级地震死亡8万多人因此，自然环境的变化也要求土木工程能够抵御自然灾因此，自然环境的变化也要求土木工程能够抵御自然灾害，提供安全、可靠的活动空间、通道等等。害，提供安全、可靠的活动空间、通道等等。2000.12.252000.12.25日日晚晚2121时时3535分左分左右，河南洛阳右，河南洛阳市东都商厦发市东都商厦发生特大火灾，生特大火灾，据悉，火灾死据悉，火灾死亡人

9、数已达亡人数已达309309人，多数属窒人，多数属窒息死亡。根据息死亡。根据初步调查分析，初步调查分析，这次火灾是因这次火灾是因该大厦地下该大厦地下该大厦地下该大厦地下室二层施工室二层施工室二层施工室二层施工不慎不慎不慎不慎引起的引起的.(3).(3).土木工程的建设条件：土木工程的建设条件：材料材料、土地土地、人财物人财物等都是实现土木工程建造的等都是实现土木工程建造的基本物基本物质条件质条件，而，而材料的选择材料的选择、数量的确定数量的确定是土木工程建设过程中是土木工程建设过程中必须解决的必须解决的最重要内容最重要内容。材料费往往占土木工程投资大部分，土木工程造价主要取决于材料所需的资金。

10、土木工程的任务就是要充分发挥材料的作用，在保证结构安全的前提下实现最经济的建造。土木工程材料是随着人类社会生产力和科学技术水平的提高而逐渐发展起来的。土木工程材料的发展与土木工程技术的进步有着不可分土木工程材料的发展与土木工程技术的进步有着不可分割的联系，它们相互制约、相互依赖和相互推动，新型割的联系，它们相互制约、相互依赖和相互推动，新型建筑材料的诞生推动了土木工程设计方法和施工工艺的建筑材料的诞生推动了土木工程设计方法和施工工艺的变革，而新的土木工程设计方法和施工工艺对建筑材料变革，而新的土木工程设计方法和施工工艺对建筑材料品种和质量提出更高和更为多样化的要求。品种和质量提出更高和更为多样

11、化的要求。(4).(4).土木工程的项目管理：土木工程的项目管理：土木工程的土木工程的最终归宿最终归宿是将社会所需的是将社会所需的工程项目建造成功工程项目建造成功，投入使用，除了有最优设计还不够，还需要把蓝图变为现实。因投入使用，除了有最优设计还不够，还需要把蓝图变为现实。因此需要研究如何利用现有的物资设备条件，通过有效的此需要研究如何利用现有的物资设备条件，通过有效的技术途径技术途径和和组织手段组织手段来进行施工，将社会所需的工程设施建造成功。来进行施工，将社会所需的工程设施建造成功。对工程项目全过程进行对工程项目全过程进行有序有序、全面全面、科学科学和和目标明确目标明确的管理，的管理，发挥

12、计划职能、组织职能、控制职能、协调职能和监督职能发挥计划职能、组织职能、控制职能、协调职能和监督职能等。土木工程的工程项目管理必须紧紧围绕项目目标进行管等。土木工程的工程项目管理必须紧紧围绕项目目标进行管理，其中管理目标主要包括理，其中管理目标主要包括工程进度工程进度、工程质量工程质量、工程费用工程费用、安全安全、资源资源等目标。等目标。由此可见，土木工程是一项系统工程，涉及方方由此可见，土木工程是一项系统工程，涉及方方面面的知识和技术，对工程实践的依赖性很强，具有面面的知识和技术，对工程实践的依赖性很强，具有综合性综合性、社会性社会性、实践性实践性及及技术、经济和建筑艺术的技术、经济和建筑艺

13、术的统一性统一性四个基本属性。四个基本属性。综合性综合性土木工程是一门涵盖范围广阔的综合性学科，一般土木工程是一门涵盖范围广阔的综合性学科，一般要经过勘测、设计和施工三个阶段。要经过勘测、设计和施工三个阶段。土木工程的施工与勘测土木工程的施工与勘测 社会性社会性土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的，土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的，是随社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展，工程设施是随社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展，工程设施能反映各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌。能反映各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌。如图所示的是我国不同时期房

14、屋建筑，其早期的房屋建筑以如图所示的是我国不同时期房屋建筑，其早期的房屋建筑以砌体结构砌体结构为主，施工简便，房屋主要以中低层为主，采用的为主，施工简便，房屋主要以中低层为主，采用的黏土砖价格低廉；而现在的房屋建筑多以黏土砖价格低廉；而现在的房屋建筑多以框架结构框架结构为主，随为主，随着钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的运用，房屋向着钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的运用，房屋向更大跨径更大跨径及及更高楼层更高楼层发展，对发展，对设备、技工水平设备、技工水平等要求也更高。等要求也更高。实践性实践性由于影响土木工程由于影响土木工程的因素错综复杂，使土木工程的因素错综复杂，使土木工程对实践的依赖性很强。对

15、实践的依赖性很强。在土木工程的发展过程在土木工程的发展过程中，工程中，工程实践经验常先行于实践经验常先行于理论理论。此外，土木工程中的。此外，土木工程中的实践经验实践经验和和教训教训往往能显示往往能显示出未能预见的新因素，触发出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。至今新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理，在很不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。大程度上仍然依靠实践经验。上海环球金融中心已在上海环球金融中心已在395395米的第米的第9090层安装了层安装了两台风阻尼器两台风阻尼器，以大幅度降低超高层建筑物由于强风引起的摇晃。风阻尼器外部是以大幅度降低超高层建筑物由于强

16、风引起的摇晃。风阻尼器外部是3 3层蓝色的钢质框架，中间桔红色的是用钢索悬吊的重层蓝色的钢质框架，中间桔红色的是用钢索悬吊的重100100多吨多吨的配的配重物。据了解，配重物是与环球金融中心本身自振频率相一致的振重物。据了解，配重物是与环球金融中心本身自振频率相一致的振动体，而在配重物的下面安装了驱动装置，将能使强风时加在建筑动体，而在配重物的下面安装了驱动装置，将能使强风时加在建筑物上的加速度物上的加速度(重力重力)降低降低40%40%左右，可抗左右，可抗1212级级以上台风。以上台风。为了减少强风对建筑物的影响，目前世界已建成的最高建为了减少强风对建筑物的影响，目前世界已建成的最高建筑台北

17、筑台北101大厦在大厦在8792楼安装了一个巨大的钢球风阻尼器。楼安装了一个巨大的钢球风阻尼器。这是世界上目前最大的大楼风阻尼器这是世界上目前最大的大楼风阻尼器，本身重量，本身重量660吨吨，系统，系统总重量总重量730吨，由四十一层吨，由四十一层12.5公分厚钢板结合为球形，直径公分厚钢板结合为球形，直径5.5米，总造价约米，总造价约三千万人民币三千万人民币，可以减少因地震、风吹所引起，可以减少因地震、风吹所引起的摆幅。的摆幅。技术、经济和艺术的统一性技术、经济和艺术的统一性 土木工程是为人类需要服务的，它必然是每个历史土木工程是为人类需要服务的，它必然是每个历史时期时期技术、经济、艺术统一

18、技术、经济、艺术统一的见证。的见证。悬悬空空寺寺，全全国国重重点点文文物物保保护护单单位位，是是佛佛、道道教教合合一一的的独独特特寺寺庙庙。位位于于山山西西省省浑浑源源县县城城南南5km5km金金龙龙峡峡半半崖崖峭峭壁壁间间。始始建建于于北北魏魏后后期期，至今已有至今已有14001400多年历史。多年历史。巴西的马拉卡纳体育场，巴西的马拉卡纳体育场，这座能容纳这座能容纳20万人万人的体育场的体育场长长110米，宽米，宽75米，建筑面米，建筑面积达到了积达到了11.85万平方米万平方米，不仅是世界上最大的体育场，不仅是世界上最大的体育场，同时也是世界上最现代化的同时也是世界上最现代化的体育场之一

19、。体育场之一。古罗马竞技场是古罗马古罗马竞技场是古罗马时期时期最大的圆形角斗场最大的圆形角斗场，以，以宏伟、独特的造型闻名于世，宏伟、独特的造型闻名于世，庞大的竞技场可以容纳近庞大的竞技场可以容纳近九九万人万人。五棵松籃球館五棵松籃球館 北京工人体育馆北京工人体育馆武汉长江大桥武汉长江大桥江阴长江大桥江阴长江大桥 土木工程为国民经济的发展土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础物质技术基础，其发展水平充分，其发展水平充分体现体现国民经济的综合实力国民经济的综合实力，反映，反映一个国家的一个国家的现代化水平现代化水平。土木工程的发展简史经历了三

20、个历史发展时期 古代土木工程古代土木工程 （约公元前（约公元前500017500017世纪中叶）世纪中叶）土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料天然建筑材料的束缚。的束缚。近代土木工程近代土木工程 （17 17世纪中叶至世纪中叶至2020世纪中叶）世纪中叶）是土木工程发展史中迅猛前进的阶段。这个时期土木工程的主要特征是土木工程发

21、展史中迅猛前进的阶段。这个时期土木工程的主要特征体现在体现在材料方面材料方面、理论方面理论方面及及施工方面施工方面。现代土木工程现代土木工程 （2020世纪中叶至今）世纪中叶至今）现代土木工程的特点是：以现代土木工程的特点是：以社会生产力的现代发展社会生产力的现代发展为动力，以为动力，以现代科现代科学技术学技术为背景，以为背景，以现代工程材料现代工程材料为基础，以为基础，以现代工艺与机具现代工艺与机具为手段高为手段高速度地向前发展。速度地向前发展。早期的土木工程人们只能依靠泥土、木料及其它早期的土木工程人们只能依靠泥土、木料及其它天然材料天然材料从事营从事营造活动，后来出现了造活动，后来出现了

22、砖和瓦这种人工建筑材料砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。古代土木工程的时间跨度，大致从旧石器时代天然建筑材料的束缚。古代土木工程的时间跨度，大致从旧石器时代(约公元前约公元前50005000年起年起)到到1717世纪中叶。古代土木工程所用的材料，最早世纪中叶。古代土木工程所用的材料，最早为当地的天然材料，如泥土、石块、树枝、竹、茅草、芦苇等，后来为当地的天然材料，如泥土、石块、树枝、竹、茅草、芦苇等，后来开发出土坯、石材、木材、砖、瓦、青铜、铁，以及混合材料如草筋开发出土坯、石材、木材、砖、瓦、青铜、铁，以及混合材料如草筋泥、混合土等。如图所示的

23、是人类早期居住的房屋。泥、混合土等。如图所示的是人类早期居住的房屋。1.2 1.2 古代土木工程古代土木工程 古代土木工程所用的材料，最早为当地的天然材料，如泥土、古代土木工程所用的材料，最早为当地的天然材料，如泥土、石块、树枝、竹、茅草、芦苇等，后来开发出土坯、石材、木材、石块、树枝、竹、茅草、芦苇等，后来开发出土坯、石材、木材、砖、瓦、青铜、铁、铅，以及混合材料如草筋泥、混合土等。砖、瓦、青铜、铁、铅，以及混合材料如草筋泥、混合土等。古代土木工程所用的工具，最早只是古代土木工程所用的工具，最早只是石斧、石刀石斧、石刀等简单工具，等简单工具，后来开发出斧、凿、锤、钻、铲等后来开发出斧、凿、锤

24、、钻、铲等青铜和铁制工具青铜和铁制工具，以及打桩机、，以及打桩机、桅杆起重机等桅杆起重机等简单施工机械简单施工机械。古代土木工程的建造主要依靠。古代土木工程的建造主要依靠实际实际生产经验生产经验、缺乏设计理论缺乏设计理论的指导。的指导。古代土木工程的发展大体上可分为萌芽古代土木工程的发展大体上可分为萌芽时期、形成时期和发达时期。时期、形成时期和发达时期。萌芽时期萌芽时期 大致在新石器时代，原始人为避风雨、防兽害，利用大致在新石器时代，原始人为避风雨、防兽害，利用天然天然的掩蔽物的掩蔽物，例如山洞和森林作为住处。，例如山洞和森林作为住处。形成时期形成时期 随着生产力的发展，随着生产力的发展，农业

25、、手工业开始分工农业、手工业开始分工。发达时期发达时期 由于由于铁制工具铁制工具的普遍使用，提高了工效；工程材料中逐渐的普遍使用，提高了工效；工程材料中逐渐增添增添复合材料复合材料；工程内容则根据社会的发展，道路、桥梁、；工程内容则根据社会的发展，道路、桥梁、水利、排水等工程日益增加，大规模营建了宫殿、寺庙，水利、排水等工程日益增加，大规模营建了宫殿、寺庙，萌芽时期萌芽时期 当人们学会播种收获、驯养动物以后，天然的山洞和森当人们学会播种收获、驯养动物以后，天然的山洞和森林已不能满足需要，于是使用简单的林已不能满足需要，于是使用简单的木、石、骨木、石、骨制工具，伐制工具，伐木采石，以黏土、木材和

26、石头等，木采石，以黏土、木材和石头等，模仿天然掩蔽物建造居住模仿天然掩蔽物建造居住场所场所，开始了人类最早的土木工程活动。，开始了人类最早的土木工程活动。在陕西西安附近，距今在陕西西安附近，距今60006000余年前新余年前新石器时代的村落，有居民石器时代的村落，有居民住房住房、制陶制陶窑场窑场、公共仓库公共仓库、圈栏圈栏、窖穴窖穴、墓葬墓葬等的聚落布局，在浐河东岸的台地上等的聚落布局，在浐河东岸的台地上遗存有密集排列的遗存有密集排列的40-5040-50座住房，在其座住房，在其中心部分有一座规模相当大中心部分有一座规模相当大(平面约为平面约为12.51412.514米米)房屋，可能是房屋，可

27、能是会堂会堂。中国西安半坡村遗址中国西安半坡村遗址我国黄河流域的仰我国黄河流域的仰韶文化（约公元前韶文化（约公元前50003000）遗址。）遗址。形成时期形成时期 随着生产力的发展，农业、手工业开始分工。在这个随着生产力的发展，农业、手工业开始分工。在这个时期，土木工程的发展可以体现在材料、构造、工具、工时期，土木工程的发展可以体现在材料、构造、工具、工程内容等方面。程内容等方面。在材料方面在材料方面，开始出现经过烧制加工的，开始出现经过烧制加工的瓦和砖；瓦和砖；在构造方面在构造方面，形成木构架、石梁柱、券拱等结，形成木构架、石梁柱、券拱等结构体系；构体系；在工程内容方面在工程内容方面，有宫室

28、、陵墓、庙堂，还有，有宫室、陵墓、庙堂，还有许多较大型的道路、桥梁、水利等工程；许多较大型的道路、桥梁、水利等工程；在工具方面在工具方面，美索不达米亚美索不达米亚(两河流域两河流域)和埃及在公元前三千年，中国在和埃及在公元前三千年，中国在商代已开始使用青铜制的斧、凿、钻、锯、刀、铲等工具。商代已开始使用青铜制的斧、凿、钻、锯、刀、铲等工具。建于公元建于公元1420年的故宫占地面积年的故宫占地面积72万平方米，共有万平方米，共有各式宫室各式宫室8千余间，千余间，是世界上规模最大、是世界上规模最大、保存最完整的宫殿保存最完整的宫殿建筑群。建筑群。发达时期发达时期 由于由于铁制工具铁制工具的普遍使用

29、，提高了工效；工程材料的普遍使用，提高了工效；工程材料中逐渐增添中逐渐增添复合材料复合材料；工程内容工程内容则根据社会的发展，道路、则根据社会的发展，道路、桥梁、水利、排水等工程日益增加，大规模营建了宫殿、桥梁、水利、排水等工程日益增加，大规模营建了宫殿、寺庙，因而专业分工日益细致，技术日益精湛，从设计到寺庙，因而专业分工日益细致，技术日益精湛，从设计到施工已有一套成熟的经验。施工已有一套成熟的经验。故故宫宫佛宫寺释迦塔 佛光寺祖师塔古代土木工程有以下几种主要结构形式：木结构 石结构 砖结构金字塔万里长城万里长城长城的历史要追溯到二千多年前的春秋战国长城的历史要追溯到二千多年前的春秋战国时代，

30、它以雄伟的气魄和悠久的历史著称于时代，它以雄伟的气魄和悠久的历史著称于世，被列为世界奇迹，世，被列为世界奇迹，19871987年被联合国教科年被联合国教科文组织列为文组织列为“世界文化和自然遗产保护项目世界文化和自然遗产保护项目”。是世界上最著名的游览胜地之一。是世界上最著名的游览胜地之一。最早修筑长城的是楚国，最早修筑长城的是楚国，称为称为“方城方城”。公元前。公元前214214年，年，由秦始皇扩建完成。随后，由秦始皇扩建完成。随后，各朝代都进行过修筑、扩建。各朝代都进行过修筑、扩建。其中以明代修筑规模最大，其中以明代修筑规模最大，工程技术水平也最高，通常工程技术水平也最高，通常称的明长城。

31、称的明长城。约约公元前公元前256前前251年（战国年（战国时期）始建于秦昭王末年的四川时期）始建于秦昭王末年的四川都江堰大型引水枢纽都江堰大型引水枢纽，是世界历，是世界历史上最长的无坝引水工程。史上最长的无坝引水工程。四川都江堰大型引水枢纽，建于四川都江堰大型引水枢纽，建于公元前公元前256251年，是世界历史上年，是世界历史上最长的无坝引水工程。以灌溉为最长的无坝引水工程。以灌溉为主，兼有防洪、水运、供水等多主，兼有防洪、水运、供水等多种效益，一直沿用至今。种效益，一直沿用至今。都江堰由都江堰由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三部三部分组成。分组成。鱼嘴鱼嘴是江心的分水堤坝，把是江

32、心的分水堤坝，把岷江分成外江和内江，外江排洪，内岷江分成外江和内江，外江排洪，内江灌溉；江灌溉；飞沙堰飞沙堰起泄洪、排沙和调节起泄洪、排沙和调节水量的作用；水量的作用；宝瓶口宝瓶口控制进水流量控制进水流量 世界上最长的京杭大运河，北与海河相连，世界上最长的京杭大运河，北与海河相连，南与钱塘江相接，将海河、黄河、淮河、长江和南与钱塘江相接，将海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系，连成了统一的水运网。这是我钱塘江五大水系，连成了统一的水运网。这是我国古代劳动人民改造大自然的一项奇迹。国古代劳动人民改造大自然的一项奇迹。目前国外著名目前国外著名的大运河有的大运河有苏伊士苏伊士运河运河、巴拿马运河巴

33、拿马运河、前苏联前苏联土库曼运河土库曼运河等。这些运河的长等。这些运河的长度不但都比我国的度不但都比我国的大运河短得多，且大运河短得多，且也都比隋朝开凿南也都比隋朝开凿南北大运河的时间晚北大运河的时间晚10001000多年。多年。京杭大运河京杭大运河京杭大运河开凿于春秋战国时期，公元京杭大运河开凿于春秋战国时期，公元610610年年全部完成，迄今已有全部完成，迄今已有24002400多年历史。京杭大运多年历史。京杭大运河由北京到杭州流经河北、山东、江苏、浙河由北京到杭州流经河北、山东、江苏、浙江四省，沟通江四省，沟通海河、黄河、长江、淮河、钱塘海河、黄河、长江、淮河、钱塘江江五大水系，全长五大

34、水系，全长1794km 1794km 据史料记载，约据史料记载，约30003000年前，我年前，我们的祖先就曾在们的祖先就曾在渭河上渭河上架设过架设过浮桥浮桥。在中国，吊桥具有悠久的历史，早期在中国，吊桥具有悠久的历史，早期的缆索是由藤条或竹子做成的，随着的缆索是由藤条或竹子做成的，随着冶炼技术水平的提高，后来发展为用冶炼技术水平的提高，后来发展为用铁链铁链代替，并在前秦时代出现了代替，并在前秦时代出现了铁制铁制的桥墩的桥墩。公元公元6060年前后就有年前后就有了铁链悬索桥。至今保留了铁链悬索桥。至今保留下来的古代吊桥有四川省下来的古代吊桥有四川省泸定县的泸定县的大渡河铁索桥大渡河铁索桥，建成

35、于建成于17061706年，桥跨年，桥跨100m100m，桥宽约，桥宽约2.8m2.8m。泸定河铁索桥泸定河铁索桥 在秦汉时期我国己广在秦汉时期我国己广泛修建石梁桥和石拱桥。其泛修建石梁桥和石拱桥。其中中福建泉州的万安桥福建泉州的万安桥、漳州漳州虎波桥、四川省泸州龙脑桥虎波桥、四川省泸州龙脑桥等等都是我国古代石梁桥的代都是我国古代石梁桥的代表，其石梁运输、安装都需表，其石梁运输、安装都需要很高的技术。要很高的技术。龙脑桥龙脑桥万安桥万安桥 四川省泸州龙脑桥，四川省泸州龙脑桥，位于泸州市附近的九曲河上，位于泸州市附近的九曲河上，建于明代洪武年间，由建于明代洪武年间，由块长块长.米的青石板组成。米

36、的青石板组成。中间个桥墩上分别雕有中间个桥墩上分别雕有龙、龙、象和麒麟象和麒麟的头像，石雕艺术的头像，石雕艺术精湛，造型别致，布局奇特。精湛，造型别致，布局奇特。因石雕中有个龙头故名因石雕中有个龙头故名龙龙脑桥脑桥。万安桥位于福建省泉州东郊的洛阳江万安桥位于福建省泉州东郊的洛阳江上，修建于公元上，修建于公元10591059年年 ，我国现存最，我国现存最早的跨海梁式大石桥。桥全系花岗岩早的跨海梁式大石桥。桥全系花岗岩石砌筑，现桥长石砌筑，现桥长731.29731.29米、宽米、宽4.54.5米、米、高高7.37.3米，有米，有4444座船形桥墩座船形桥墩 河北赵州桥河北赵州桥(又称安济桥又称安济

37、桥)，是中国古代石拱桥的杰出，是中国古代石拱桥的杰出代表。该桥为隋朝工匠李春所建，其特点是代表。该桥为隋朝工匠李春所建，其特点是跨度大跨度大(37.47m)(37.47m)，其跨度当时居世界之最，其跨度当时居世界之最，矢跨比小矢跨比小，在拱圈两，在拱圈两肩各设两个跨度不等的腹拱，既肩各设两个跨度不等的腹拱，既减轻了桥身自重减轻了桥身自重，又，又节省节省了材料，了材料，还还便于排洪便于排洪。赵赵州州桥桥主要特征早期土木工程采用的只是当地的天然材料，如泥早期土木工程采用的只是当地的天然材料，如泥土、砾石、树干、树枝、竹、茅草、芦苇等土、砾石、树干、树枝、竹、茅草、芦苇等。后来发展到土坯、石材、砖、

38、瓦、木、青铜、铁、后来发展到土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅、以及混合材料如草筋、混合土等。铅、以及混合材料如草筋、混合土等。最早只是利用石斧、石刀等简单工具。最早只是利用石斧、石刀等简单工具。后来发展了斧、凿、钴、铲、锯等青铜和制铁工后来发展了斧、凿、钴、铲、锯等青铜和制铁工具，兴起了窑制和煅烧加工技术，以及打桩机、具，兴起了窑制和煅烧加工技术，以及打桩机、桅杆起重机等施工机械。桅杆起重机等施工机械。木工、瓦工、泥工、土工、窑工、雕工、石工、彩木工、瓦工、泥工、土工、窑工、雕工、石工、彩画工等。画工等。理论著作：理论著作：考工记考工记、营造法式营造法式、论建筑论建筑施工材料施工材料工艺技

39、术工艺技术工程分工工程分工 1.3 1.3 近代土木工程近代土木工程 近代土木工程逐渐发展到包括房屋、道路、桥梁、铁路、近代土木工程逐渐发展到包括房屋、道路、桥梁、铁路、隧道、港口、市政、卫生等工程建筑和工程设施，不仅能够隧道、港口、市政、卫生等工程建筑和工程设施，不仅能够在地面，而且有些工程还能在地下或水域内修建。土木工程在地面，而且有些工程还能在地下或水域内修建。土木工程在这一时期的发展可分为奠基时期、进步时期和成熟时期三在这一时期的发展可分为奠基时期、进步时期和成熟时期三个阶段。个阶段。奠基时期奠基时期 1717世纪到世纪到1818世纪下半叶是近代科学的奠基时期世纪下半叶是近代科学的奠基

40、时期进步时期进步时期 1818世纪下半叶，世纪下半叶，J.J.瓦特对蒸汽机作了根本性的瓦特对蒸汽机作了根本性的改进改进成熟时期成熟时期 第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段熟阶段 近代土木工程逐渐发展到包括近代土木工程逐渐发展到包括房屋、道路、桥梁、铁路、房屋、道路、桥梁、铁路、隧道、港口、市政、卫生隧道、港口、市政、卫生等工程建筑和工程设施，不仅能够在等工程建筑和工程设施，不仅能够在地面，而且有些工程还能在地下或水域内修建。如图所示的是地面，而且有些工程还能在地下或水域内修建。如图所示的是世界上第一条铁路是英国在世界上第一条铁路是英国在182

41、51825年修建的年修建的斯托克顿斯托克顿达林顿铁达林顿铁路路及及18631863年在伦敦建造的世界第一条年在伦敦建造的世界第一条地下铁道地下铁道。奠基时期奠基时期 伽利略的伽利略的梁设计理论梁设计理论论述了建筑材料的力学性质论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，是弹性体力学史的开端，它与牛顿的和梁的强度，是弹性体力学史的开端，它与牛顿的力力学三大定律学三大定律为土木工程奠定了为土木工程奠定了力学分析的基础力学分析的基础。欧拉。欧拉柱的柱的压屈理论压屈理论给出了柱临界压曲荷载的计算公式，在给出了柱临界压曲荷载的计算公式，在分析工程构筑物的弹性稳定方面得到了广泛的应用。分析工程构筑物的弹性稳定方面

42、得到了广泛的应用。18251825年纳维建立了土木工程年纳维建立了土木工程中结构设计的中结构设计的容许应力法容许应力法；1919世纪末里特尔等人提出了世纪末里特尔等人提出了极限极限平衡的概念平衡的概念。这为土木工程的。这为土木工程的结构理论分析打下了基础。结构理论分析打下了基础。18241824年英国人阿斯普丁取年英国人阿斯普丁取得了得了波特兰水泥波特兰水泥的专利权，的专利权，18501850年开始生产。年开始生产。2020世纪初，世纪初，有人发表了水灰比等学说，才有人发表了水灰比等学说，才初步初步奠定了混凝土强度的理论奠定了混凝土强度的理论基础基础。18591859年发明了年发明了贝塞麦转炉

43、贝塞麦转炉炼钢法炼钢法，使钢材得以大量生，使钢材得以大量生产，并广泛应用于土木工程。产，并广泛应用于土木工程。18671867年法国人年法国人莫尼埃莫尼埃用用铁铁丝加固混凝土制成花盆丝加固混凝土制成花盆，并推，并推广到工程中，建造了一座蓄水广到工程中，建造了一座蓄水池，池，这是应用钢筋混凝土的开这是应用钢筋混凝土的开端端。18751875年，他主持建造了第年，他主持建造了第一座长一座长16m16m的钢筋砼桥。的钢筋砼桥。进步时期进步时期 1818世纪下半叶，世纪下半叶，瓦特对蒸汽机瓦特对蒸汽机作了根本性的改进，蒸汽作了根本性的改进，蒸汽机的使用推进了产业革命。规模宏大的产业革命，为土木工机的使

44、用推进了产业革命。规模宏大的产业革命，为土木工程提供了多种性能优良的建筑材料及施工机具，也对土木工程提供了多种性能优良的建筑材料及施工机具，也对土木工程提出新的需求，从而促使土木工程以空前的速度向前迈进。程提出新的需求，从而促使土木工程以空前的速度向前迈进。从材料方面来讲，从材料方面来讲，波特兰水泥波特兰水泥的发明及的发明及钢筋混凝土钢筋混凝土开始应开始应用是近代土木工程发展史上的重大事件。用是近代土木工程发展史上的重大事件。贝塞麦转炉炼钢法贝塞麦转炉炼钢法的的成功使得钢材得以大量生产并应用于房屋与桥梁的建设。混凝成功使得钢材得以大量生产并应用于房屋与桥梁的建设。混凝土及钢材的推广应用，使得土

45、木工程师可以运用这些材料建造土及钢材的推广应用，使得土木工程师可以运用这些材料建造更为复杂的工程设施。更为复杂的工程设施。这一时期内，蒸汽机等产业革命促进了工业、交通运输这一时期内，蒸汽机等产业革命促进了工业、交通运输业的发展，对土木工程设施提出了更多的要求，同时也为土业的发展，对土木工程设施提出了更多的要求，同时也为土木工程的建造提供了新的木工程的建造提供了新的施工机械施工机械和和施工方法施工方法。18251825年英国首次使用盾构开凿年英国首次使用盾构开凿泰晤士河河底隧道泰晤士河河底隧道；19061906年瑞士修筑通往意大利的年瑞士修筑通往意大利的19.819.8公里长的公里长的辛普朗隧道

46、辛普朗隧道，使用了，使用了大量大量黄色炸药黄色炸药以及以及凿岩机凿岩机等先进设备。等先进设备。产业革命还从交通方面推动了土木工程的发展，铁路与产业革命还从交通方面推动了土木工程的发展，铁路与地下铁道相继出现，公路方面明确了地下铁道相继出现，公路方面明确了碎石路的施工工艺碎石路的施工工艺和和路面路面锁结理论锁结理论，促进了近代公路的发展。，促进了近代公路的发展。铁路和公路的空前发展也促进了桥梁工程的进步。铁路和公路的空前发展也促进了桥梁工程的进步。现代桥梁的三种基本形式：拱桥、悬索桥、梁式桥相继出现。现代桥梁的三种基本形式：拱桥、悬索桥、梁式桥相继出现。该桥（英国的科尔布鲁克代尔桥）建于该桥（英

47、国的科尔布鲁克代尔桥）建于17791779年。桥跨约年。桥跨约30.5m30.5m，矢高矢高13.7m13.7m，由五片半圆形拱肋组成。该桥完全模仿木拱桥的形状。钢材的出由五片半圆形拱肋组成。该桥完全模仿木拱桥的形状。钢材的出现，把铸铁（以及锻铁）桥送进了桥梁历史博物馆。科尔布鲁克代尔桥现，把铸铁（以及锻铁）桥送进了桥梁历史博物馆。科尔布鲁克代尔桥曾使用曾使用170170年。年。世界最古老的铸铁拱桥世界最古老的铸铁拱桥（科尔布鲁克代尔桥（科尔布鲁克代尔桥（科尔布鲁克代尔桥（科尔布鲁克代尔桥)1779年英国用铸铁建成跨度为年英国用铸铁建成跨度为30.5m的拱桥的拱桥梅奈海峡桥，位于英国的威尔士，

48、梅奈海峡桥，位于英国的威尔士，18261826年建成。该桥是英国用铸铁建成的年建成。该桥是英国用铸铁建成的第一座悬索桥，主跨第一座悬索桥，主跨177177米，为当时世界上最大跨度的桥梁，现仍存在。米，为当时世界上最大跨度的桥梁，现仍存在。梅奈海峡桥梅奈海峡桥1826年英国用锻铁建成建造了第一座跨度为年英国用锻铁建成建造了第一座跨度为177m的悬索桥的悬索桥18901890年由贝格（年由贝格（B.Baker)B.Baker)设计并建成的福斯桥（设计并建成的福斯桥（Forth Bridge)Forth Bridge)位于英国爱位于英国爱丁堡附近，两孔主跨达丁堡附近，两孔主跨达521m,521m,耗

49、钢耗钢5000050000吨。属于悬臂式桁架梁桥。吨。属于悬臂式桁架梁桥。福斯桥福斯桥（ForthBridge)1890年英国又建成两孔主跨的悬臂式桁架梁桥年英国又建成两孔主跨的悬臂式桁架梁桥主要特征有力学和结构理论作为指导；砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用；混凝土、钢材、钢筋混凝土以及早期的预应力混凝土得到发展；施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建造速度大大加快。成熟时期成熟时期 第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段。这个第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是时期的一个标志是道路、桥梁、房屋道路、桥梁、房屋大规模建设的出现。大规模建设的出现

50、。在交通运输方面，在交通运输方面，沥青和混凝土沥青和混凝土开始用于铺筑高级路面。由开始用于铺筑高级路面。由于汽车在陆路交通中具有快速和机动灵活的特点，道路工程的地位于汽车在陆路交通中具有快速和机动灵活的特点，道路工程的地位日益重要。日益重要。1931-19421931-1942年德国首先修筑了长达年德国首先修筑了长达3860km3860km的高速公路网，的高速公路网，美国和欧洲美国和欧洲些国家也纷纷开始高速公路的修建些国家也纷纷开始高速公路的修建 从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压抗压强度都很高强度都很高、延性好延性好、质量均匀质量均匀