我国土木工程现状及未来发展方向

浅谈我国土木工程现状及未来发展方向

【摘要】随着社会的进步，人类文明的发展，人们对于各种建筑要求标准也呈现了多样化的需求，不仅要求样式美观、大气，地缘环境、室内舒适度等也被纳入了考虑条件，这也在很大程度上推动了我国土木工程业的长足发展，经过了多年的总结、研究，无论是结构力学分析还是结构设计的理论和方法以及结构的施工工艺，都取得了非常大的突破，促进了我国土木工程行业的进一步发展和完善。

【关键词】土木工程；现状；发展方向

历史是一个发展的过程，在这个过程中人类不断地在追求、改善着自身的饮食、居住环境，从原始的露天如猿猴一样生活，到山洞、树枝搭建树棚、树木搭建简易房屋、使用工具分割树木搭建宫殿、泥土房、使用实体砖水泥房再到使用空心砖钢混结构的高层建筑，我国土木工程的发展进入了一个崭新的阶段。城市规划、人口增多等原因客观上导致了高层建筑不仅在数量上急剧增多，施工水平要求的质量也越来越高。

1.土木工程的涵义

土木工程的英文是civil engineering ，直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。

2.我国土木工程的发展现状

我国土木工程的发展历史已久。在古代，我国的就有了不少的杰出建筑代表，如长城、赵州桥、都江堰水利工程等。随着经济的发展和城市化进程的加速，我国城市发展的脚步越来越快，城市的用地也越来越紧张，过量的人口和城市有限的用地形成了强烈的矛盾，因此，近年来，高层建筑获得了长足发展，高层建筑这种占地面积相对较小，而承载量大的建筑在我国城市化的过程中迅速发展起来。高层建筑的发展一方面是我国经济建设取得成就的体现，另一方面也增加我国经济发展的负担。根据相关调查显示，我国目前高层建筑的数量已经超过20000幢，而超过100m的高层也已经超过1000幢。目前我国最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大厦。在特种结构方面，我国有4所电视塔排在世界前十位，其中1995

年建成的上海东方明珠电视塔以468m的高度排在世界第三位。随着人口的增多，资源短缺、环境破坏和水土、空气污染的发展难题也开始成为人们关注的焦点。土木工程的发展也必须肩负起人类可持续发展的重任。绿色发展成为了现代土木工程发展的一个重要发展方向。在中国北京的国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”和国家大剧院等现代建筑就是大量运用了绿色环保技术的杰出代表作。

3.建筑材料及技术理念的历史发展趋势

3.1技术理念的历史发展趋势

18世纪后，科学技术的发展促使建筑材料进入了一个新的发展阶段。从19世纪初，钢材开始被用于建造桥梁和房屋。到19世纪中

叶，钢材的品种、规格、生产规模大幅度增长，强度不断提高，钢材的切割和链接等也大为发展，为建筑结构向大跨度重载方向发展打下了重要的基础。到今天，土木工程用的钢材的类型已发展到了圆钢、角钢、工字钢、钢板、管材和用于混凝土的各种钢丝、钢筋等。在技术方面，现在已可以对钢材按要求进行多种加工，可以铸造、锻压、焊接、切割等。与石材、混凝土等材料相比，钢材强度高，构件的尺寸更小。金属材料具有光泽，外表华美，质地坚实的优点，以钢结构为主体的建筑已在高层楼房中比比皆是，如香港中银大厦等。所以，钢材的发明和使用对土木工程的发展过程中具有重要意义。

3.2建筑材料的历史发展趋势

水泥从诞生至今已有170多年的历史。水泥按其用途及性能可以分为三类：通用水泥、专用水泥和特性水泥。水泥多和沙、石及钢材等一起以混凝土的形式使用。混凝土的种类很多。以前使用的混凝土主要有沥青混凝土、石膏混凝土和聚合物混凝土等。发展到今天，混凝土的种类又可以分为高强度混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土。高强度混凝土中加进了超细活性掺合料，可以大大提高混凝土的强度。高性能混凝土具有超高的强度、低参透性、良好的结构性能、优越的耐久性、可观的经济效益、环保性等优异性质。纤维混凝土是在混凝土中加入合成材料纤维或钢纤维，是由纤维和水泥基料组成的复合材料的统称。纤维混凝土能增强塑性混凝土的抗拉能力，显著降低其塑性流动和收缩微裂。这种减少或消除塑性微

裂可以使混凝土获得最佳的长期整体性。

“绿色建材”有称生态建材、环保建材。它是指采用建材卫生生产技术生产的无毒害、无污染、无放射性、和有利于环境保护和人体健康、按安全的建筑材料和装饰材料。”绿色建材”在今天的土木工程建筑材料中越来越受到人们的重视。绿色建材已开始越来越多的应用到了房屋建筑等方面，世界上的多个国家已开展了对“绿色建材“的研制、认证和标准的制定。

4.土木工程未来的发展方向

随着人类社会的不断进步，人们对资源索取的程度越来越大，人类的继续发展与大自然资源的有限性的矛盾将越来越明显，人们生活水平的不断提高也将要求更加舒适的生活空间。因此，如何利用有限的资源养活更多的人口、获得更大的发展尤为重要。“集约型、低消耗型”将是土木工程未来的发展方向。

4.1向高空方向发展

在高层建筑发展方面，目前人工建筑物最高的为646m的波兰gabin227khz长波台钢塔，由15根钢纤绳锚拉。中国台北的101大厦，高508m。上海的最高建筑为环球大厦，高492m。美国拟在芝加哥建mglin-beitler大厦，地上141层，高610m。中国拟在上海附近的1.6公里宽，200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦，居民可达10万。高空的距离是无限的，因此，只要技术允许的条件下，建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能，这就

大大节约了土地资源，为城市的发展节省了土地。

4.2向海洋、地下、荒漠、太空发展

地球可以称作为一个“水球”，地球上有百分之七十的面积是海洋，而陆地面积仅占百分之三十，其中又有很大部分荒漠等是人类目前还没有使用的。因此，在技术条件允许的前提下，充分利用海洋、荒漠资源是非常必要的。例如如中国澳门机场、日本关西国际机场等都修筑了海上人工岛，在岛上建跑道和候机楼。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上，2000年时，日本围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。

向地下进军。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所，将深达地下70m电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段，目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁，已开通的总长度达215公里。

向沙漠进军。全世界约有1/3陆地为沙漠，目前还很少有开发。沙漠难以利用主要是缺水，生态环境恶劣，日夜温差太大，不适合人类居住。改造沙漠首先必须有水，然后才能绿化和改造沙土。在缺乏地下水的沙漠地区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案。我国沙漠输水工程试验成功，顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路——榆靖高速公路已全线动工。向太空迈进。向太空发展使人类长期的梦想，在21世纪这一梦想已变为现实。由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的