伟大的土木工程综述

伟大的土木工程

土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。它既指与人类生活、生产有关的各类工程设施，如建筑工程、道路工程、铁路工程、桥梁工程、港口工程等，也指应用材料、设备在土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动。土木工程的产物是每个人都必须与之接触，与之产生关系的。土木工程对每一个社会产业都有着至关重要的作用，是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一，在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位。由此可见其的重要性与伟大。

一、土木工程的范畴

土木工程是利用伟大的自然资源为人类造福的艺术，它包括建筑工程、桥梁工程、地下工程、道路与铁路工程、港口、海洋、给排水与环境工程、防灾减灾等许多内容。土木工程涉及的内容可以说是与生活息息相关的。工业、农业、交通、通讯、教育等各项事业，都离不开土木工程。诸如工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、商店、住宅、医院、学校、农田水利等工程建设，统称基本建设，都是土木工程的“用武之地”。土木工程直接与人们的“衣、食、住、行”密切相关，是一门古老的学科，但是它伴随着其他相关领域学科的发展、经济建设和社会进步的需要不断深化，不断拓展。

土木工程随着人类社会的进步而发展，至今已经演变成为大型综合性的学科，它已经出许多分支，如：建筑工程，铁路工程，道路工程，桥梁工程，特种工程结构，给水排水工程，港口工程，水利工程，

环境工程等学科。土木工程共有六个专业：建筑学，城市规划，土木工程，建筑环境与设备工程，给水排水工程和道路桥梁工程。

二、土木工程的发展历史

土木工程大致经历古代、近代和现代三个历史时期：古代－从新石器时代（公元前5000年）至17世纪中叶；近代－从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间；现代－从20世纪中叶第二次世界大战结束至今。

古代土木工程具有很长的时间跨度，它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶，前后约7000年。在这段时间里，由于技术和理论的缺乏，土木工程发展很慢。远古时代，由于生存、居住和交往的需要，人类离开了自然洞窟，开始了掘土为穴，架木为桥的原始土木工程活动。最初土木工程完全取用自然材料，大约自公元前3千年，开始出现经过人工烧制的砖和瓦。中国古代的建筑大多采用木结构。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。与此同时，欧洲大多国家则使用以石拱结构为主的房屋建筑。古罗马的券拱结构奠定了欧洲土木建筑科学的体系基础。中世纪西欧各国的建筑，意大利继承罗马的风格，而其他各国则以法国为中心，发展了哥特式教堂建筑的新结构体系。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。譬如我国的长城，埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥，是世

界上最早的敞肩式拱桥，于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。古代土木工程特点有：以天然材料为主；工艺技术简单；分工逐步专业化等等。

近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。由于理论的发展，土木工程渐渐发展成为一门独立的学科。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥，至今仍不失为伟大的土木工程。近代土木工程的特征有：日益广泛地使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土；材料力学、理论力学、结构力学、土力学、工程结构设计理论等学科逐步形成，保证了工程结构的安全和人力物力的节约；不断出现新的工艺和新的机械，施工技术进步，建造规模扩大，建造速度加快。

现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。20世纪20年代后期，抗裂性能、刚度和承载能力大大高于钢筋混凝土预应力混凝土的出现，给土木工程带来了又一次的飞跃。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。结构理

论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术，已经发展到机—电—计算机的一体化，施工过程中，不论是上天、入地还是翻山、下海，都已不是施工的障碍了；而焊接技术的普遍使用，也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有：我国台北的国际金融中心，上海金茂大厦，马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼，法国的诺曼底斜拉桥等。其特征有：工程功能化；城市立体化；交通高速化；材料轻质高强化；理论研究精密化等等。

三、土木工程在国民经济中的地位

土木工程作为一个重要的基础学科，有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，统一性。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物质技术基础，对众多产业的振兴发挥了促进作用，工程建设是形成固定资产的基本生产过程，因此，建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。

土木工程对国家经济建设和人民生活的影响非常明显和重要，其重要性主要体现在土木工程的基础性、带动性和综合性。基础性土木工程是一个国家的基础产业和支柱产业。带动性土木工程对国民经济的带动作用主要表现在资金投入大、带动行业多，是挖掘和吸收劳动力资源的重要平台之一。土木工程密切关系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素——衣食住行，为人力提供住宅、工厂、马路等现代人类生活和发展的必要场所。

四、土木工程的发展方向

随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，中国将面临一个更大规模的建设高潮。可以说，我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。

作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。众所周知，土木工程是人类在地球上从事的一项巨大的古老的工程技术活动，随着社会科学技术，经济，文化等各方面的不断发展，它在新世纪必将面临许多新兴的事物和挑战。如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势，开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元，是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。

1、土木工程将向太空、海洋和荒漠地发展

为解决城市土地供不应求的矛盾，未来城市的土木工程将向高、深方向发展。

(1)向太空发展

地球资源有限，而且由于近些年来的开发，许多重要资源（如石油）的储量急剧减少，人类不得不开始考虑前往太空寻找资源。20世纪，美国阿波罗号飞船成功登上月球。经研究，现已证实月球上的岩石可以制成水泥。这说明，在外太空，土木工程不会受到阻碍，仍有发展的可能。

(2)向海洋发展