土木工程概論-第1章-緒論1課件

同學們好我們又見面了！可再生能源水利水電教研室王俊奇歡迎大家

同學們好我們又見面了！可再生能源1本課程的主要內(nèi)容第一章緒論第二章土木工程材料第三章基礎工程第四章建筑工程第五章交通土建工程第六章橋梁工程第七章港口工程第八章地下工程第九章水利水電工程第十章給排水工程第十一章土木工程施工第十二章建設項目管理第十三章工程防災與減災第十四章數(shù)字化技術在土木工程中的應用第十五章土木工程設計方法本課程的主要內(nèi)容第一章緒論第九章水利水電工程2土

木

工

程的

現(xiàn)況和展望土木工程的現(xiàn)況和展望3

綠樹陰中矗立的別墅，現(xiàn)代化池泳碧波蕩漾獻給未來的土木建設工程師綠樹陰中矗立的別墅，獻給未來的土木建設4

伴著藍天白云、直插云霄摩天大廈獻給未來的土木建設工程師伴著藍天白云、獻給未來的土木建設工程師5

斜拉大橋映照落日的余輝，滿載金碧輝煌歡迎未來的土木建設工程師斜拉大橋映照落日的余輝，歡迎未來的土木6

大型立交橋為交通路網(wǎng)打上美妙的蝴蝶結獻給未來的土木建設工程師大型立交橋為交通路網(wǎng)獻給未來的土木建設工程師7《土木工程概論》第一章緒論

土木工程的現(xiàn)況和展望

1、“土木工程”包括哪些內(nèi)容?

2、“土木工程”的發(fā)展簡史、現(xiàn)狀與未來展望

3、“土木工程”專業(yè)學生

要學習哪些知識？

掌握哪些基本技能？

具備哪些能力?

怎樣才能學好等?

《土木工程概論》第一章緒論

土木8§1.1“土木工程”內(nèi)涵及其重要性

——

包括哪些內(nèi)容?

§1.1“土木工程”內(nèi)涵及其重要性

——包括哪9建造各類工程設施的科學技術的總稱土木工程(國務院學位委員會學科簡介定義)內(nèi)容廣泛，與日常生活密切相關，在國民經(jīng)濟中起著重要的作用工程建設的對象地上、地下、水中的各種工程設施所用材料、設備勘測設計、施工，保養(yǎng)、維修等技術建造各類工程設施的科學技術的總稱土木工程(國務院學位10西方（英語）

CivilEngineering

(民用工程)

除服務于戰(zhàn)爭的工程設施外，所有服務生活和生產(chǎn)需要的民用設施

現(xiàn)軍用戰(zhàn)壕、掩體、碉堡、浮橋、防空洞等防護工程也歸入CivilEngineering范疇

MilitaryEngineering

（軍事工程）東西方兩種語言的不同發(fā)展過程東方（中國漢語）

五行學說：萬物由五類物質(zhì)組成（金、本、水、火、土）

幾千年來工程建設材料：

“土”(石、砂、泥、灰及土燒成的磚、瓦、陶瓷等)

+

“木”(木材、茅草、藤條、竹子等)

大興土木=大搞工程建設CivilEngineering

翻譯成

土木工程

西方（英語）

CivilEngineering

(民用11

房屋建筑工程公路與城市道路工程

鐵路工程橋梁工程

隧道工程機場與其他場站工程

地下工程給水排水工程

港口碼頭工程礦井工程

發(fā)射塔架工程電站與輸變電工程

海洋平臺工程市政管道與輸送線路工程

防災減災與防護防御工程等土木工程范圍

——非常廣泛按國際慣例也包括運河、水渠、水庫、堤壩、灌渠等水利工程房屋建筑工程公路與城市道路工程

鐵路工程12

基本建設（CaipisalConstruction)：二十世紀五十年代我國第一個五年計劃期間、對重點建設的一汽、一拖等數(shù)百重點基礎性建設項目給出土木工程范圍

——非常廣泛

統(tǒng)指：工廠、礦井、鐵道、公路、橋梁、農(nóng)田水利、商店、住宅、醫(yī)院、學校、體育場館、展覽廳、機場碼頭、堤壩灌渠、給水排水、供電供熱供氣和通訊線路等土木工程的建設活動大型項目由國家統(tǒng)一規(guī)劃建設、中小型項目歸口到省市地各級政府有關部門管理基本建設（CaipisalConstruction13

“住”在房屋建筑中，與土木工程直接有關“行”則需要建造鐵道、公路、機場、碼頭等交通土木建筑工程，直接有關“食”需打井取水，筑渠灌溉，建水庫蓄水，建糧食加工廠，糧食儲倉等，間接有關“衣”的紡紗、織布、制衣要在工廠內(nèi)進行，間接有關各種工業(yè)生產(chǎn)要建廠房航天要建發(fā)射塔架和航天基地土木工程對人類生存、國民經(jīng)濟、社會文明舉足輕重生活離不開衣、食、住、行①、關乎人類生存的基礎性產(chǎn)業(yè)“住”在房屋建筑中，與土木工程直接有關土木工程對人類14

◆

工程資金投入大、涉及行業(yè)多

（鋼鐵、材料、制造、運輸?shù)龋?/p>

挖掘和吸納勞力資源的重要平臺◆

城市化進程的加速是生產(chǎn)力騰飛的重要標志

我國城市和社會主義新村鎮(zhèn)蓬勃建設◆

行業(yè)貢獻25%—30%，拉動國民經(jīng)濟增長

我國固定資產(chǎn)投資約GDP總量之半土木工程對人類生存、國民經(jīng)濟、社會文明舉足輕重②、國民經(jīng)濟發(fā)展的帶動性行業(yè)◆工程資金投入大、涉及行業(yè)多土木工程對人類生存、國15

時代進步，科學技術的發(fā)展使：

◆新理念、新要求、新方式應運提出◆新工具、新工藝、新技術、新結構的不斷發(fā)明◆現(xiàn)代工程材料的變革◆現(xiàn)代力學分析理論的進步

◆計算機應用的推廣土木工程對人類生存、國民經(jīng)濟、社會文明舉足輕重③、內(nèi)涵深邃的綜合性學科時代進步，科學技術的發(fā)展使：土木工程對人類生存、16

土木工程專業(yè)學習和未來工作的核心內(nèi)容—

各類土木工程設施的規(guī)劃、勘測、設計、施工、管理和維修.管理維修設計勘測規(guī)劃施工建造土木工程專業(yè)學習和未來工作的核心內(nèi)容—管理維修設17

可行性研究

總體布局規(guī)劃與方案構思

初步設計（擴大初步設計）力學分析、結構方案、構造設計施工圖設計（繪圖）

（柱網(wǎng)布置等、尺寸估計、受力分析、構造處理、繪施工圖）土

木

建

筑

工

程

設

計

的

過程：可行性研究18§1.2

“土木工程”的

發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

§1.2“土木工程”的

發(fā)展歷史與現(xiàn)狀19土木工程發(fā)展歷史一、古代土木工程

（歷時6、7000年）舊石器時代(約公元前5000年起)

17世紀中葉①、無設計理論，主要依靠經(jīng)驗②、建造材料主要取之于自然：（石塊、草筋、土坯等）

公元前1000年左右開始有磚、瓦、陶瓷制品③、工具簡單、尚無施工機械：只有斧；錘、刀、鏟和石夯等手工工具三個階段古代近代現(xiàn)代土木工程發(fā)展歷史一、古代土木工程（歷時6、7000年）三20西方古代有歷史價值的宏偉建筑或遺址1、埃及金字塔

2、墨西哥奇琴伊扎城

3、法國加爾橋

4、希臘帕特農(nóng)神廟

5、古羅馬斗獸場

6、土耳其伊斯坦布爾索菲亞大教堂

7、埃塞俄比亞拉里貝拉獨石教堂

8、羅馬帝國道路網(wǎng)多是磚石結構西方古代有歷史價值的宏偉建筑或遺址1、埃及金字塔21胡夫金字塔最大，邊長230.5m的正方形塔基，高140m,230余萬塊巨石砌成人面獅身象（司克芬斯）人面用獨石雕刻唯一未塌的世界古七大奇跡世界上朝向最精確的建筑（最大偏差0.015%)施工方法至今為迷埃及金字塔

（公元前2700至前2600年間)胡夫金字塔最大，邊長230.5m的正方形塔基，高140m,22

古瑪雅帝國中心城、占地600萬平米—9000畝、有金字塔、文字廳、鹿廳、紅廳、神廟、球場等數(shù)百座建筑墨西哥奇琴伊扎城

（始建于公元前600年)庫兒坎金字塔（神廟兼天文臺，可觀測太陽、月亮、金星的運行與角度）古瑪雅帝國中心城、占地600萬平米—墨西哥奇琴伊扎城

（23

古羅馬人為尼姆城修的引山泉水渠三層拱橋、拱門錯落優(yōu)雅、簡潔實用法國加爾橋

（公元前500年左右)古羅馬人為尼姆城修的引山泉水渠法國加爾橋

（公元前500年24

雅典守護女神雅典娜的供奉祭殿

歐洲古典建筑的典范、雅典的王冠希臘帕特農(nóng)神廟

（公元前447至前448年)世界文化與自然遺產(chǎn)雅典守護女神雅典娜的供奉祭殿希臘帕特農(nóng)神廟

（公元前44725古羅馬斗獸場（科洛西莫斗獸場）

（建于公元75—85年)世界文化與自然遺產(chǎn)有50000個坐席和站席使用了雛形混凝土古羅馬斗獸場（科洛西莫斗獸場）

（建于公元75—85年)26

磚砌直徑31米、高55米圓形穹頂整體支承在四個用巨石砌成的拱門大柱(截面7米×l0米)上土耳其伊斯坦布爾

索菲亞大教堂

(公元532年一537年間)世界文化與自然遺產(chǎn)磚砌直徑31米、高55米圓形穹頂土耳其伊斯坦布爾

27埃塞俄比亞

拉里貝拉

獨石

教堂

(公元1200年）

由山體

直接鑿建埃塞俄比亞

拉里貝拉

獨石

教堂

(公元1200年）

由山體28歐洲羅馬帝國的以羅馬為中心的道路網(wǎng)：29條主干道和322條聯(lián)系支線、總長度達8000km

歐洲古代優(yōu)秀土木建筑杰作

—

交通設施歐洲羅馬帝國的以羅馬為中心的道路網(wǎng)：歐洲古代優(yōu)秀29中國古代優(yōu)秀建筑杰作—

木結構1、中國古代偉大的磚石結構--萬里長城2、四川灌縣的都江堰水利工程3、陜西秦皇陵兵馬俑4、京杭(北京—杭州)大運河5、河北趙縣交河趙州橋（安濟橋）6、山西應縣木塔(佛宮寺釋伽塔)7、北京故宮、天壇8、秦朝全國郡縣間馳道網(wǎng)（咸陽中心）多為木結構加磚墻中國古代優(yōu)秀建筑杰作—木結構30中國古代偉大的磚石結構--萬里長城（公元前4、500年前后戰(zhàn)國時期的齊國楚國已有零星構建，公認從公元前220年秦代起開始大規(guī)模建設，、漢唐明均重建）

世界中古七大奇跡和新七大奇跡、世界文化與自然遺產(chǎn)

東起山海關，西至，跨越9省市自治區(qū)，翻山越嶺、蜿蜒逶迤，全長6500(6700)余公里嘉峪關中國古代偉大的磚石結構--萬里長城（公元前4、500年前31中國古代優(yōu)秀建筑杰作——

水利工程

秦昭王時蜀太守李冰父子建,創(chuàng)意科學、設計巧妙、蓋世無雙,使成都平原成“沃野千里”的天府之鄉(xiāng),至今仍造福四川人民四川灌縣都江堰(公元前306年一前251年)世界文化與自然遺產(chǎn)傳說中的大禹治水中國古代優(yōu)秀建筑杰作——水利工程四川灌縣都江堰(公元32

陣勢宏偉、規(guī)模龐大，7000多軍俑、車馬陣列有序、軍容威嚴，被稱為世界第八大奇跡秦皇陵兵馬俑（公元前200年左右)中國古代優(yōu)秀建筑杰作——

陵墓建筑秦皇陵中國古代優(yōu)秀建筑杰作——陵墓建筑33中國古代優(yōu)秀建筑杰作——

水利工程全長2500公里世界歷史上最長的運河至今仍是江浙段重要的水運通道

京杭(北京—杭州)大運河(公元600年隋朝時開鑿修建)中國古代優(yōu)秀建筑杰作——水利工程全長2500公里京34中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構世界第一座敞肩式單孔圓弧弓形石拱橋（28條并列石條拱砌成），橋長50.82m、橋面寬10m，單孔跨度37.02m（保持世界紀錄800年）矢高7.23m（矢高跨比＜1：5、領先世界1000年）河北趙縣交河趙州橋（安濟橋）

（公元605年隋朝）

拱肩上4個小拱,既減輕橋重、便于泄洪，又顯構造科學、美觀穎脫，經(jīng)千余年后仍能正常使用，引領風格數(shù)百年中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構世界第一座敞肩式單孔圓弧35天下第一塔（最古最高的木塔）

建于公元1056年塔高67.3m九層八角形橫截面底層直徑30.27m

經(jīng)歷多次大地震歷時千年仍完好聳立

山西應縣木塔(佛宮寺釋伽塔)山西應縣木塔(佛宮寺釋伽塔)36中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京故宮（建于公元1406年、明永樂4年）占地72萬m2

—

近1100余畝、房9000余間、紅墻黃瓦、金碧輝煌四周宮墻長3400米，墻外護城河寬52米世界文化與自然遺產(chǎn)中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京故宮（建于公元14037中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京天壇

（建于公元1420年、明永樂18年）皇帝祭天場所，總占地270萬m2、近000余畝，現(xiàn)存最大壇廟建筑，渾穆莊嚴、天圓地方世界文化與自然遺產(chǎn)中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京天壇（建于公元1438

以咸陽為中心通往全國各郡縣的馳道主要干道寬59步（295尺）中國古代優(yōu)秀土木建筑杰作

—

交通設施秦朝（公元前220年前后）形成全國交通網(wǎng)：以咸陽為中心中國古代優(yōu)秀土木建筑杰39

經(jīng)驗總結和描述外形設計

《考工記》（公元前5世紀）

《營造法式》（北宋李誡著、公元11世紀）

《論建筑》（意大利文藝復興時期貝蒂著

公元16世紀）

古代著名土木工程著作經(jīng)驗總結和描述外形設計

《考工記》40歷時：300余年特點：①、土木工程逐步形成一門獨立學科“關于兩門新科學的對話”

（1683年意大利伽利略）首次用公式表達了梁的設計理論二、近代土木工程(17世紀中葉—1945年二戰(zhàn)結束)歷時：300余年二、近代土木工程(17世紀中葉—1945年二41牛頓力學三大定律

（1687年英國牛頓）

慣性、F=ma、作用反作用

土木工程的力學分析基礎工程結構設計的容許應力法（1825年法國納維）

結構反應（受到的應力）

≤

結構抗力（容許應力）極限平衡理論

（19世紀末，末利特爾等人）

以理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學和材料強度理論為基礎

結構設計的較為系統(tǒng)理論指導

近代土木工程（17世紀中葉—

二戰(zhàn)前后）牛頓力學三大定律（1687年英國牛頓）近代土木工程（1742

②、人工土木工程材料被發(fā)明

波特蘭水泥發(fā)明（1824年英國阿斯普丁的專利）

鋼筋混凝土應用（1867年法國莫尼埃加固花盆）

轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明（1859年）

混凝土發(fā)明和鋼材大量生產(chǎn)和應用，可建造復雜房屋、橋梁工程設施

大多數(shù)高聳、大跨、巨型、復雜的近代及現(xiàn)代工程結構都應用鋼結構或鋼筋混凝土結構建造近代土木工程—

水泥材料發(fā)明和鋼材大量生產(chǎn)②、人工土木工程材料被發(fā)明近代土木工程—水泥材料發(fā)明和43近代土木工程—

新施工機械和施工方法被提供

③、新施工機械和施工方法被提供

打樁機，壓路機，挖土機，掘進機，起重機，吊裝機等應運而生，提供了快速高效建設土木工程的手段新施工技術不斷發(fā)展、施工規(guī)模日益擴大、施工速度大大加快近代土木工程—新施工機械和施工方法被提供44近代土木工程—

社會需求日益廣泛和深入

④、基礎設施的社會需求日益廣泛和深入

產(chǎn)業(yè)革命促進了工業(yè)、交通運輸業(yè)發(fā)展，提出了更廣泛深入的土木工程基礎設施社會需求日益增長的土木工程基礎設施社會需求進一步推動了土木工程的快速發(fā)展近代土木工程—社會需求日益廣泛和深入45具有歷史意義的土木工程很多

第一座鋼筋混凝土梁橋

（1875年法國莫尼埃主持、長16m）

第一幢鋼鐵框架承重大樓

（現(xiàn)代高層建筑開端

—

11層、1883年

美國芝加哥保險公司大樓）

優(yōu)秀近代土木工程杰作具有歷史意義的土木工程很多優(yōu)秀近代土木工程杰46優(yōu)秀近代土木工程杰作巴黎、法國的標志性建筑，至今規(guī)光者絡繹不絕法國巴黎艾菲爾鐵塔（1889年）高300m18000多鋼構件250萬個鉚釘鐵塔總重8500t優(yōu)秀近代土木工程杰作巴黎、法國的標志性建47優(yōu)秀近代土木工程杰作鋼筋混凝土樓板使用（1886年美國）預應力混凝土發(fā)明（1928年、法國弗雷西內(nèi)）預應力空心板在世界各國廣泛使用

第一條鐵路（1825年英國、長21km）北美大陸鐵路（1869年美國、橫貫東西）優(yōu)秀近代土木工程杰作鋼筋混凝土樓板使用（48建成第一條地下鐵道（1863年英國倫敦）

美、法、德、俄、日等國大城市相繼建設地鐵網(wǎng)優(yōu)秀近代土木工程杰作—

地下建筑建成第一條美、法、德、俄、日等國大城市相繼建設地鐵網(wǎng)優(yōu)秀49優(yōu)秀近代土木工程杰作

蘇伊士運河（1869年，連接地中海和印度洋，歐洲到亞洲不必再繞行南非）

水利建沒—兩條大運河建成通航在全球運輸中發(fā)揮了巨大作用巴拿馬運河（1914年，聯(lián)系太平洋和大西洋）優(yōu)秀近代土木工程杰作蘇伊士運50優(yōu)秀近代土木工程杰作

一戰(zhàn)后，大跨、高聳和宏偉的土木工程相繼建成懸索橋、跨舊金山海灣、1280m，首座單跨過千米橋，橋頭塔高277m，主纜直徑1.125m、主纜索27572根鋼絲（每452根鋼絲先成一股再61股組成）重1.1萬噸，北岸混凝土巨塊纜索錨錠13萬t，南岸5萬t金門大橋1936年美國舊金山優(yōu)秀近代土木工程杰作懸索橋、跨舊金山海灣51優(yōu)秀近代土木工程杰作帝國大廈（1931年、美國紐約）

102層，高378m(雄居世界最高40年)鋼骨架重5萬多噸67部電梯優(yōu)秀近代帝國大廈52

詹天佑（1861-1919），勤奮好學，12歲考取“出洋幼童”，中國近代第一官費留學生。留美九年專攻鐵路，耶魯大學土木系學士。京張鐵路1909年，全長200km

閉關鎖國，進展緩慢。清末洋務運動引進西方技術建些有影響工程

我國近代

土木工程杰作

詹天佑（1861-1919），勤奮好學，12歲考取“出洋53

錢塘江大橋（1933-1937年茅以升主持建設）我國第一座公鐵兩用雙層鋼結構橋我國近代土木工程杰作茅以升（1896—1989）留美碩、博士采用了“射水法”、“沉箱法”、“浮運法”等哈爾濱松花江橋（俄),云南河口橋（法），沈陽渾河橋（日）錢塘江大橋我國近代土木工程杰作茅以升54

上海國際飯店1934年建成24層、高81米30年代號稱遠東第一樓1980年廣州白云賓館建成前(保持紀錄46年)一直是中國最高的建筑我國近代土木工程杰作我國近代土木工程杰作55——歷時僅僅60余年經(jīng)濟起飛、時代文明、現(xiàn)代科技迅速發(fā)展，使新材料、新技術、新工藝、設計新理論不斷涌現(xiàn)機械、信息、通訊、計算機等技術高速發(fā)展，使現(xiàn)代土木工程有了強大物資和需求基礎、技術手段

形成特點：

①、功能多樣化

②、建設立體化

③、交通快速化

④、設施大型化

現(xiàn)代土木工程

(1945年二戰(zhàn)結束至今)

現(xiàn)代土木工程(1945年二戰(zhàn)結束至今)56

超越傳統(tǒng)意義的挖土蓋房，架梁為橋范圍

土木工程設施與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)

建筑在景觀、環(huán)保、生態(tài)形成美感與協(xié)調(diào)

房屋建筑要智能化：

不僅僅提供“徒有四壁”、“風雨不浸”的房屋骨架

結構布置要與水、電、氣應，室內(nèi)溫、濕度調(diào)節(jié)控制等現(xiàn)代設備相結合

電子技術，生物基因工程等高技術工業(yè)建筑必須滿足恒濕、恒溫、防微振，防腐蝕，防輻射、防磁、無微塵要求現(xiàn)代土木工程特點

—

①功能多樣化超越傳統(tǒng)意義的挖土蓋房，架梁為橋范圍現(xiàn)代土木工程特點—57現(xiàn)代土木工程特點

—

②建設立體化現(xiàn)代城建地面、空中、地下同時展開、立體發(fā)展

（城市現(xiàn)代化的一個重要標志）

美國高層建筑最多（高200m的100余幢）

發(fā)展中國家經(jīng)濟起飛中也爭相建設；

近十年，中國、馬來西亞、新加坡等高層建筑迅猛發(fā)展現(xiàn)代土木工程特點—②建設立體化現(xiàn)代城建地面、空中、地58世界最大最重的“風阻尼器”兩臺世界最高速電梯1樓到89樓僅39秒中國臺北國際金融中心大廈101大樓101層、高508米世界第1現(xiàn)代土木工程特點

—

②建設立體化馬來西亞吉隆坡國家石油雙子星座大廈（雙塔）88層、高451.9m，世界第22004年1996年世界最大最重的“風阻尼器”中國臺北現(xiàn)代土木工程特點—②59

美國芝加哥西爾斯大樓110層、高443m世界第3

中國上海金茂大廈88層、高421.5m，世界第4現(xiàn)代土木工程特點

—

②建設立體化1998年1974年美國芝加哥中國上海金茂大廈現(xiàn)代土木工程特點—②60中國香港國際金融中心大廈2期現(xiàn)代土木工程特點

—

②建設立體化88層、高420米2003年建成世界第5中國香港現(xiàn)代土木工程特點—②建設立體化88層、高4261地面交通已無力解決城市交通問題

1、建地下交通網(wǎng)現(xiàn)代土木工程特點

—

②建設立體化2、建高架路網(wǎng)或高架軌道交通經(jīng)濟、能緩解交通且增添風采

地面交通已無力解決城市交通問題現(xiàn)代土木工程特點—②建62

地鐵使地下商業(yè)街、地下停車場、地下倉庫、地下工廠、地下旅店迅速發(fā)展天津南開中學旁的地鐵地下商場入口現(xiàn)代土木工程特點

—

②建設立體化天津南開中學旁的地鐵地下商場入口現(xiàn)代土木工程特點—②63

經(jīng)擠繁榮要求運輸系統(tǒng)快速、高效地球越來越小是運輸高速化的結果

二戰(zhàn)前高速公路出現(xiàn)，戰(zhàn)后大規(guī)模興建

50多個國家和地區(qū)有高速公路總長17萬km沈大高速公路（1990）我國第一條、375km現(xiàn)代土木工程特點

—③交通快速化沈大高速公路（1990）現(xiàn)代土木工程特點—③交通快速化64日、法、德相繼建成150—200km／h以上的高速鐵路

現(xiàn)代土木工程特點

—③交通快速化

廣深準高速鐵路時速167km

上海磁懸浮鐵路設計時速430km

臺灣高速鐵路網(wǎng)日、法、德相繼建成現(xiàn)代土木工程特點—③交通快速化65現(xiàn)代土木工程特點

—③交通快速化許多國家和地區(qū)相繼建設了先進的大型航空港巴黎戴高樂機場1974年，4跑道，占地面積299.5萬m2，高峰時起降飛機2-3架/分

芝加哥國際機場年吞吐量4000萬人次，高峰時起降飛機200架次/時，一直世界第一現(xiàn)代土木工程特點—③交通快速化許多國家和地區(qū)相繼建巴黎66中國北京、上海、香港機場均屬大型空港北京首都機場2005年年吞吐量達4100萬人次超過美國芝加哥國際機場上海浦東機場2005年年吞吐量2366萬人次,中國第2現(xiàn)代土木工程特點

—③交通快速化機場的導航系境，客貨出入分流系統(tǒng)，安全檢查系統(tǒng)，故障緊急救援系統(tǒng)要求嚴格

建設須有現(xiàn)代土木工程技術中國北京、上海、香港機場現(xiàn)代土木工程特點—③交通快速化67

能源、交通、環(huán)保及大眾公共活動需要，大型工程陸續(xù)建設，現(xiàn)代技術使跨江、跨海成為現(xiàn)實現(xiàn)代土木工程特點

—

④工程大型化日本明石海峽大橋懸索橋主跨1991m1998年建、跨度世界第一能源、交通、環(huán)保及大現(xiàn)代土木工程特點—④工程68丹麥大貝爾特東橋跨度1624m，跨度世界第二第一座長江大橋1956年、武漢現(xiàn)代土木工程特點

—

④工程大型化丹麥大貝爾特東橋第一座長江大橋現(xiàn)代土木工程特點—④69現(xiàn)代土木工程特點

—

④工程大型化中國江陰長江大橋1999年，主跨1385m世界第四第一座長江大橋1956年、武漢現(xiàn)代土木工程特點—④工程大型化中國江陰長江大橋第一座70此課件下載可自行編輯修改，此課件供參考！部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵權請與我聯(lián)系刪除！此課件下載可自行編輯修改，此課件供參考！71同學們好我們又見面了！可再生能源水利水電教研室王俊奇歡迎大家

同學們好我們又見面了！可再生能源72本課程的主要內(nèi)容第一章緒論第二章土木工程材料第三章基礎工程第四章建筑工程第五章交通土建工程第六章橋梁工程第七章港口工程第八章地下工程第九章水利水電工程第十章給排水工程第十一章土木工程施工第十二章建設項目管理第十三章工程防災與減災第十四章數(shù)字化技術在土木工程中的應用第十五章土木工程設計方法本課程的主要內(nèi)容第一章緒論第九章水利水電工程73土

木

工

程的

現(xiàn)況和展望土木工程的現(xiàn)況和展望74

綠樹陰中矗立的別墅，現(xiàn)代化池泳碧波蕩漾獻給未來的土木建設工程師綠樹陰中矗立的別墅，獻給未來的土木建設75

伴著藍天白云、直插云霄摩天大廈獻給未來的土木建設工程師伴著藍天白云、獻給未來的土木建設工程師76

斜拉大橋映照落日的余輝，滿載金碧輝煌歡迎未來的土木建設工程師斜拉大橋映照落日的余輝，歡迎未來的土木77

大型立交橋為交通路網(wǎng)打上美妙的蝴蝶結獻給未來的土木建設工程師大型立交橋為交通路網(wǎng)獻給未來的土木建設工程師78《土木工程概論》第一章緒論

土木工程的現(xiàn)況和展望

1、“土木工程”包括哪些內(nèi)容?

2、“土木工程”的發(fā)展簡史、現(xiàn)狀與未來展望

3、“土木工程”專業(yè)學生

要學習哪些知識？

掌握哪些基本技能？

具備哪些能力?

怎樣才能學好等?

《土木工程概論》第一章緒論

土木79§1.1“土木工程”內(nèi)涵及其重要性

——

包括哪些內(nèi)容?

§1.1“土木工程”內(nèi)涵及其重要性

——包括哪80建造各類工程設施的科學技術的總稱土木工程(國務院學位委員會學科簡介定義)內(nèi)容廣泛，與日常生活密切相關，在國民經(jīng)濟中起著重要的作用工程建設的對象地上、地下、水中的各種工程設施所用材料、設備勘測設計、施工，保養(yǎng)、維修等技術建造各類工程設施的科學技術的總稱土木工程(國務院學位81西方（英語）

CivilEngineering

(民用工程)

除服務于戰(zhàn)爭的工程設施外，所有服務生活和生產(chǎn)需要的民用設施

現(xiàn)軍用戰(zhàn)壕、掩體、碉堡、浮橋、防空洞等防護工程也歸入CivilEngineering范疇

MilitaryEngineering

（軍事工程）東西方兩種語言的不同發(fā)展過程東方（中國漢語）

五行學說：萬物由五類物質(zhì)組成（金、本、水、火、土）

幾千年來工程建設材料：

“土”(石、砂、泥、灰及土燒成的磚、瓦、陶瓷等)

+

“木”(木材、茅草、藤條、竹子等)

大興土木=大搞工程建設CivilEngineering

翻譯成

土木工程

西方（英語）

CivilEngineering

(民用82

房屋建筑工程公路與城市道路工程

鐵路工程橋梁工程

隧道工程機場與其他場站工程

地下工程給水排水工程

港口碼頭工程礦井工程

發(fā)射塔架工程電站與輸變電工程

海洋平臺工程市政管道與輸送線路工程

防災減災與防護防御工程等土木工程范圍

——非常廣泛按國際慣例也包括運河、水渠、水庫、堤壩、灌渠等水利工程房屋建筑工程公路與城市道路工程

鐵路工程83

基本建設（CaipisalConstruction)：二十世紀五十年代我國第一個五年計劃期間、對重點建設的一汽、一拖等數(shù)百重點基礎性建設項目給出土木工程范圍

——非常廣泛

統(tǒng)指：工廠、礦井、鐵道、公路、橋梁、農(nóng)田水利、商店、住宅、醫(yī)院、學校、體育場館、展覽廳、機場碼頭、堤壩灌渠、給水排水、供電供熱供氣和通訊線路等土木工程的建設活動大型項目由國家統(tǒng)一規(guī)劃建設、中小型項目歸口到省市地各級政府有關部門管理基本建設（CaipisalConstruction84

“住”在房屋建筑中，與土木工程直接有關“行”則需要建造鐵道、公路、機場、碼頭等交通土木建筑工程，直接有關“食”需打井取水，筑渠灌溉，建水庫蓄水，建糧食加工廠，糧食儲倉等，間接有關“衣”的紡紗、織布、制衣要在工廠內(nèi)進行，間接有關各種工業(yè)生產(chǎn)要建廠房航天要建發(fā)射塔架和航天基地土木工程對人類生存、國民經(jīng)濟、社會文明舉足輕重生活離不開衣、食、住、行①、關乎人類生存的基礎性產(chǎn)業(yè)“住”在房屋建筑中，與土木工程直接有關土木工程對人類85

◆

工程資金投入大、涉及行業(yè)多

（鋼鐵、材料、制造、運輸?shù)龋?/p>

挖掘和吸納勞力資源的重要平臺◆

城市化進程的加速是生產(chǎn)力騰飛的重要標志

我國城市和社會主義新村鎮(zhèn)蓬勃建設◆

行業(yè)貢獻25%—30%，拉動國民經(jīng)濟增長

我國固定資產(chǎn)投資約GDP總量之半土木工程對人類生存、國民經(jīng)濟、社會文明舉足輕重②、國民經(jīng)濟發(fā)展的帶動性行業(yè)◆工程資金投入大、涉及行業(yè)多土木工程對人類生存、國86

時代進步，科學技術的發(fā)展使：

◆新理念、新要求、新方式應運提出◆新工具、新工藝、新技術、新結構的不斷發(fā)明◆現(xiàn)代工程材料的變革◆現(xiàn)代力學分析理論的進步

◆計算機應用的推廣土木工程對人類生存、國民經(jīng)濟、社會文明舉足輕重③、內(nèi)涵深邃的綜合性學科時代進步，科學技術的發(fā)展使：土木工程對人類生存、87

土木工程專業(yè)學習和未來工作的核心內(nèi)容—

各類土木工程設施的規(guī)劃、勘測、設計、施工、管理和維修.管理維修設計勘測規(guī)劃施工建造土木工程專業(yè)學習和未來工作的核心內(nèi)容—管理維修設88

可行性研究

總體布局規(guī)劃與方案構思

初步設計（擴大初步設計）力學分析、結構方案、構造設計施工圖設計（繪圖）

（柱網(wǎng)布置等、尺寸估計、受力分析、構造處理、繪施工圖）土

木

建

筑

工

程

設

計

的

過程：可行性研究89§1.2

“土木工程”的

發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

§1.2“土木工程”的

發(fā)展歷史與現(xiàn)狀90土木工程發(fā)展歷史一、古代土木工程

（歷時6、7000年）舊石器時代(約公元前5000年起)

17世紀中葉①、無設計理論，主要依靠經(jīng)驗②、建造材料主要取之于自然：（石塊、草筋、土坯等）

公元前1000年左右開始有磚、瓦、陶瓷制品③、工具簡單、尚無施工機械：只有斧；錘、刀、鏟和石夯等手工工具三個階段古代近代現(xiàn)代土木工程發(fā)展歷史一、古代土木工程（歷時6、7000年）三91西方古代有歷史價值的宏偉建筑或遺址1、埃及金字塔

2、墨西哥奇琴伊扎城

3、法國加爾橋

4、希臘帕特農(nóng)神廟

5、古羅馬斗獸場

6、土耳其伊斯坦布爾索菲亞大教堂

7、埃塞俄比亞拉里貝拉獨石教堂

8、羅馬帝國道路網(wǎng)多是磚石結構西方古代有歷史價值的宏偉建筑或遺址1、埃及金字塔92胡夫金字塔最大，邊長230.5m的正方形塔基，高140m,230余萬塊巨石砌成人面獅身象（司克芬斯）人面用獨石雕刻唯一未塌的世界古七大奇跡世界上朝向最精確的建筑（最大偏差0.015%)施工方法至今為迷埃及金字塔

（公元前2700至前2600年間)胡夫金字塔最大，邊長230.5m的正方形塔基，高140m,93

古瑪雅帝國中心城、占地600萬平米—9000畝、有金字塔、文字廳、鹿廳、紅廳、神廟、球場等數(shù)百座建筑墨西哥奇琴伊扎城

（始建于公元前600年)庫兒坎金字塔（神廟兼天文臺，可觀測太陽、月亮、金星的運行與角度）古瑪雅帝國中心城、占地600萬平米—墨西哥奇琴伊扎城

（94

古羅馬人為尼姆城修的引山泉水渠三層拱橋、拱門錯落優(yōu)雅、簡潔實用法國加爾橋

（公元前500年左右)古羅馬人為尼姆城修的引山泉水渠法國加爾橋

（公元前500年95

雅典守護女神雅典娜的供奉祭殿

歐洲古典建筑的典范、雅典的王冠希臘帕特農(nóng)神廟

（公元前447至前448年)世界文化與自然遺產(chǎn)雅典守護女神雅典娜的供奉祭殿希臘帕特農(nóng)神廟

（公元前44796古羅馬斗獸場（科洛西莫斗獸場）

（建于公元75—85年)世界文化與自然遺產(chǎn)有50000個坐席和站席使用了雛形混凝土古羅馬斗獸場（科洛西莫斗獸場）

（建于公元75—85年)97

磚砌直徑31米、高55米圓形穹頂整體支承在四個用巨石砌成的拱門大柱(截面7米×l0米)上土耳其伊斯坦布爾

索菲亞大教堂

(公元532年一537年間)世界文化與自然遺產(chǎn)磚砌直徑31米、高55米圓形穹頂土耳其伊斯坦布爾

98埃塞俄比亞

拉里貝拉

獨石

教堂

(公元1200年）

由山體

直接鑿建埃塞俄比亞

拉里貝拉

獨石

教堂

(公元1200年）

由山體99歐洲羅馬帝國的以羅馬為中心的道路網(wǎng)：29條主干道和322條聯(lián)系支線、總長度達8000km

歐洲古代優(yōu)秀土木建筑杰作

—

交通設施歐洲羅馬帝國的以羅馬為中心的道路網(wǎng)：歐洲古代優(yōu)秀100中國古代優(yōu)秀建筑杰作—

木結構1、中國古代偉大的磚石結構--萬里長城2、四川灌縣的都江堰水利工程3、陜西秦皇陵兵馬俑4、京杭(北京—杭州)大運河5、河北趙縣交河趙州橋（安濟橋）6、山西應縣木塔(佛宮寺釋伽塔)7、北京故宮、天壇8、秦朝全國郡縣間馳道網(wǎng)（咸陽中心）多為木結構加磚墻中國古代優(yōu)秀建筑杰作—木結構101中國古代偉大的磚石結構--萬里長城（公元前4、500年前后戰(zhàn)國時期的齊國楚國已有零星構建，公認從公元前220年秦代起開始大規(guī)模建設，、漢唐明均重建）

世界中古七大奇跡和新七大奇跡、世界文化與自然遺產(chǎn)

東起山海關，西至，跨越9省市自治區(qū)，翻山越嶺、蜿蜒逶迤，全長6500(6700)余公里嘉峪關中國古代偉大的磚石結構--萬里長城（公元前4、500年前102中國古代優(yōu)秀建筑杰作——

水利工程

秦昭王時蜀太守李冰父子建,創(chuàng)意科學、設計巧妙、蓋世無雙,使成都平原成“沃野千里”的天府之鄉(xiāng),至今仍造福四川人民四川灌縣都江堰(公元前306年一前251年)世界文化與自然遺產(chǎn)傳說中的大禹治水中國古代優(yōu)秀建筑杰作——水利工程四川灌縣都江堰(公元103

陣勢宏偉、規(guī)模龐大，7000多軍俑、車馬陣列有序、軍容威嚴，被稱為世界第八大奇跡秦皇陵兵馬俑（公元前200年左右)中國古代優(yōu)秀建筑杰作——

陵墓建筑秦皇陵中國古代優(yōu)秀建筑杰作——陵墓建筑104中國古代優(yōu)秀建筑杰作——

水利工程全長2500公里世界歷史上最長的運河至今仍是江浙段重要的水運通道

京杭(北京—杭州)大運河(公元600年隋朝時開鑿修建)中國古代優(yōu)秀建筑杰作——水利工程全長2500公里京105中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構世界第一座敞肩式單孔圓弧弓形石拱橋（28條并列石條拱砌成），橋長50.82m、橋面寬10m，單孔跨度37.02m（保持世界紀錄800年）矢高7.23m（矢高跨比＜1：5、領先世界1000年）河北趙縣交河趙州橋（安濟橋）

（公元605年隋朝）

拱肩上4個小拱,既減輕橋重、便于泄洪，又顯構造科學、美觀穎脫，經(jīng)千余年后仍能正常使用，引領風格數(shù)百年中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構世界第一座敞肩式單孔圓弧106天下第一塔（最古最高的木塔）

建于公元1056年塔高67.3m九層八角形橫截面底層直徑30.27m

經(jīng)歷多次大地震歷時千年仍完好聳立

山西應縣木塔(佛宮寺釋伽塔)山西應縣木塔(佛宮寺釋伽塔)107中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京故宮（建于公元1406年、明永樂4年）占地72萬m2

—

近1100余畝、房9000余間、紅墻黃瓦、金碧輝煌四周宮墻長3400米，墻外護城河寬52米世界文化與自然遺產(chǎn)中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京故宮（建于公元140108中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京天壇

（建于公元1420年、明永樂18年）皇帝祭天場所，總占地270萬m2、近000余畝，現(xiàn)存最大壇廟建筑，渾穆莊嚴、天圓地方世界文化與自然遺產(chǎn)中國古代優(yōu)秀建筑杰作---磚石結構北京天壇（建于公元14109

以咸陽為中心通往全國各郡縣的馳道主要干道寬59步（295尺）中國古代優(yōu)秀土木建筑杰作

—

交通設施秦朝（公元前220年前后）形成全國交通網(wǎng)：以咸陽為中心中國古代優(yōu)秀土木建筑杰110

經(jīng)驗總結和描述外形設計

《考工記》（公元前5世紀）

《營造法式》（北宋李誡著、公元11世紀）

《論建筑》（意大利文藝復興時期貝蒂著

公元16世紀）

古代著名土木工程著作經(jīng)驗總結和描述外形設計

《考工記》111歷時：300余年特點：①、土木工程逐步形成一門獨立學科“關于兩門新科學的對話”

（1683年意大利伽利略）首次用公式表達了梁的設計理論二、近代土木工程(17世紀中葉—1945年二戰(zhàn)結束)歷時：300余年二、近代土木工程(17世紀中葉—1945年二112牛頓力學三大定律

（1687年英國牛頓）

慣性、F=ma、作用反作用

土木工程的力學分析基礎工程結構設計的容許應力法（1825年法國納維）

結構反應（受到的應力）

≤

結構抗力（容許應力）極限平衡理論

（19世紀末，末利特爾等人）

以理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學和材料強度理論為基礎

結構設計的較為系統(tǒng)理論指導

近代土木工程（17世紀中葉—

二戰(zhàn)前后）牛頓力學三大定律（1687年英國牛頓）近代土木工程（17113

②、人工土木工程材料被發(fā)明

波特蘭水泥發(fā)明（1824年英國阿斯普丁的專利）

鋼筋混凝土應用（1867年法國莫尼埃加固花盆）

轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明（1859年）

混凝土發(fā)明和鋼材大量生產(chǎn)和應用，可建造復雜房屋、橋梁工程設施

大多數(shù)高聳、大跨、巨型、復雜的近代及現(xiàn)代工程結構都應用鋼結構或鋼筋混凝土結構建造近代土木工程—

水泥材料發(fā)明和鋼材大量生產(chǎn)②、人工土木工程材料被發(fā)明近代土木工程—水泥材料發(fā)明和114近代土木工程—

新施工機械和施工方法被提供

③、新施工機械和施工方法被提供

打樁機，壓路機，挖土機，掘進機，起重機，吊裝機等應運而生，提供了快速高效建設土木工程的手段新施工技術不斷發(fā)展、施工規(guī)模日益擴大、施工速度大大加快近代土木工程—新施工機械和施工方法被提供115近代土木工程—

社會需求日益廣泛和深入

④、基礎設施的社會需求日益廣泛和深入

產(chǎn)業(yè)革命促進了工業(yè)、交通運輸業(yè)發(fā)展，提出了更廣泛深入的土木工程基礎設施社會需求日益增長的土木工程基礎設施社會需求進一步推動了土木工程的快速發(fā)展近代土木工程—社會需求日益廣泛和深入116具有歷史意義的土木工程很多

第一座鋼筋混凝土梁橋

（1875年法國莫尼埃主持、長16m）

第一幢鋼鐵框架承重大樓

（現(xiàn)代高層建筑開端

—

11層、1883年

美國芝加哥保險公司大樓）

優(yōu)秀近代土木工程杰作具有歷史意義的土木工程很多優(yōu)秀近代土木工程杰117優(yōu)秀近代土木工程杰作巴黎、法國的標志性建筑，至今規(guī)光者絡繹不絕法國巴黎艾菲爾鐵塔（1889年）高300m18000多鋼構件250萬個鉚釘鐵塔總重8500t優(yōu)秀近代土木工程杰作巴黎、法國的標志性建118優(yōu)秀近代土木工程杰作鋼筋混凝土樓板使用（1886年美國）預應力混凝土發(fā)明（1928年、法國弗雷西內(nèi)）預應力空心板在世界各國廣泛使用

第一條鐵路（1825年英國、長21km）北美大陸鐵路（1869年美國、橫貫東西）優(yōu)秀近代土木工程杰作鋼筋混凝土樓板使用（119建成第一條地下鐵道（1863年英國倫敦）

美、法、德、俄、日等國大城市相繼建設地鐵網(wǎng)優(yōu)秀近代土木工程杰作—

地下建筑建成第一條美、法、德、俄、日等國大城市相繼建設地鐵網(wǎng)優(yōu)秀120優(yōu)秀近代土木工程杰作

蘇伊士運河（1869年，連接地中海和印度洋，歐洲到亞洲不必再繞行南非）

水利建沒—兩條大運河建成通航在全球運輸中發(fā)揮了巨大作用巴拿馬運河（1914年，聯(lián)系太平洋和大西洋）優(yōu)秀近代土木工程杰作蘇伊士運121優(yōu)秀近代土木工程杰作

一戰(zhàn)后，大跨、高聳和宏偉的土木工程相繼建成懸索橋、跨舊金山海灣、1280m，首座單跨過千米橋，橋頭塔高277m，主纜直徑1.125m、主纜索27572根鋼絲（每452根鋼絲先成一股再61股組成）重1.1萬噸，北岸混凝土巨塊纜索錨錠13萬t，南岸5萬t金門大橋1936年美國舊金山優(yōu)秀近代土木工程杰作懸索橋、跨舊金山海灣122優(yōu)秀近代土木工程杰作帝國大廈（1931年、美國紐約）

102層，高378m(雄居世界最高40年)鋼骨架重5萬多噸67部電梯優(yōu)秀近代帝國大廈123

詹天佑（1861-1919），勤奮好學，12歲考取“出洋幼童”，中國近代第一官費留學生。留美九年專攻鐵路，耶魯大學土木系學士。京張鐵路1909年，全長200km

閉關鎖國，進展緩慢。清末洋務運動引進西方技術建些有影響工程

我國近代

土木工程杰作

詹天佑（1861-1919），勤奮好學，12歲考取“出洋124

錢塘江大橋（1933-1937年茅以升主持建設）我國第一座公鐵兩用雙層鋼結構橋我國近代土木工程杰作茅以升（1896—1989）留美碩、博士采用了“射水法”、“沉箱法”、“浮運法”等哈爾濱松花江橋（俄),云南河口橋（法），沈陽渾河橋（日）錢塘江大橋我國近代土木工程杰作茅以升125

上海國際飯店1934年建成24層、高81米30年代號稱遠東第一樓1980年廣州白云賓館建成前(保持紀錄46年)一直是中國最高的建筑我國近代土木工程杰作我國近代土木工程杰作126——歷時僅僅60余年經(jīng)濟起飛、時代文明、現(xiàn)代科技迅速發(fā)展，使新材料、新技術、新工藝、設計新理論不斷涌現(xiàn)機械、信息、通訊、計算機等技術高速發(fā)展，使現(xiàn)代土木工程有了強大物資和需求基礎、技術手段

形成特點：

①、功能多樣化

②、建設立體化

③、交通快速化

④、設施大型化

現(xiàn)代土木工