土木工程概论读书笔记精修订

土木工程概论读书笔记标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

土木工程概论读书笔记

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、生产活动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，也值应用材料、设备在土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动。土木工程是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一；它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重地位。

一、土木工程的基本属性

1)社会性：土木工程随着社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展。

2)综合性：土木工程是运用多种工程技术，进行勘测、设计、施工工作的成果。

3)实践性：由于各种影响土木工程的因素既众多又错综复杂，使得土木工程对实践的

依赖性很强。

4)技术、经济和艺术统一性：土木工程是为人类需要服务的，它必然是每个历史时期

技术、经济、艺术统一的见证。

二、建筑结构的分类

无论何种结构，其受力和变形状态都与各种材料的力学性质密不可分，因此，按采用的材料不同，建筑结构分有生土结构、木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、钢结构、薄膜充气结构。

1)生土结构：以地壳表层的天然物质作为建筑材料，经过采掘、成型、砌筑而建造的

建筑物。由于生土材料就地可取，造价低廉，可塑性好，易于成型，便于自己动手施工；热稳定性好，冬暖夏凉，是节能较为理想的材料；它无需焙烧从而节省了燃料和运输的能源；更由于它融于自然，还是保护环境和维持生态平衡的最好的建筑类型。我国的万里长城为世界公认的伟大典范。

2)木结构：将原木材经过齿形链接、螺栓连接、钉连接、键连接或胶连接，形成各种

型式的结构。由于木材是一种再生能源，对于木材资源并不丰富的国家来说，节约木材，合理使用木材资源，是建筑工程的当务之急。目前我国最高的木结构建筑是山西应县木塔。

3)砌体结构：采用砖、石、混凝土砌块等砌体做成，主要用于墙体结构。可以分为古

代砌体结构和现代砌体结构，代表建筑分别为：古希腊的巴台农神殿、古罗马的万

神庙以及莫纳德·洛克大楼。我国最高的砌体机构是位于山西汾阳的文峰塔。、

4)钢筋混凝土结构：采用钢筋混凝土或预应力混凝土做成，可用于各种受力构件、做

成各种结构体系，建造各种建筑。它是在波特兰发明了水泥后才逐步发展起来的，

在建筑工程中的应用发展较慢。意大利罗马小体育宫是受到国际建筑界高度赞誉的

建筑与结构融为一体的典范。

5)钢结构：通常由型钢、钢管、钢块等制成的钢梁、钢柱等构件组成，常用于跨度

大、高度大、荷载大、动力作用大的各种建筑及其他土木工程机构中。如纽约帝国

大厦、上海环球金融中心都是典型的钢结构建筑。

6)钢-混凝土组合结构：采用钢构件和钢筋混凝土构件，或钢-混凝土组合构件共同组

成的承重结构体系或抗策力结构体系，是在1969年后由美国芝加哥的SOM公司法兹勒·坎恩提出发展起来的。

三、桥梁结构分类

桥梁指供道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分，在国民经济与社会发展中占有极其重要的地位。桥梁的原始雏形是堤梁、独木桥、浮桥和石拱；现代桥梁多采用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢材建造，主要组成部分包括：桥垮结构，桥墩、桥台，桥梁基础。

1)桥梁工程按照其受力特点和结构体系分为：梁式桥、拱式桥、刚架桥、吊桥、组合

体系桥等。

2)

3)按用途分类为：公路桥，铁路桥，公路铁路两用桥，农用桥，人行桥，运水桥(渡槽)

和专用桥梁(如管路电缆等)。

4)按桥梁全长和跨径的不同分为：特大桥、大桥、中桥、小桥

5)按桥梁主要承重结构所用材料分为：圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)，钢筋混凝土

桥，预应力混凝土桥，钢桥和木桥等。

6)按跨越障碍性质分：跨河桥，跨线桥(立体交叉)，高架桥和栈桥等。

7)按上部结构的行车道位置分为：上承式桥，下承式桥和中承式桥。

8)

四、土木工程的发展

土木工程虽然是一门古老的学科，但其领域随相关学科的发展、经济建设和社会进步的需要而不断深化、不断拓展。土木工程的发展经历了古代、近代和现代3个历史时期。

(一)古代土木工程

古代土木工程有着很长的时间跨度，它大致从新石器时代（约公元前5000年起）开始至17世纪中页。在这个历史时期内，土木工程所用的材料最早只是当地的天然材料，如泥土、砾石、树干、竹、茅草芦苇等；后来发展了土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料如草筋泥、混合土等。土木工程的工艺技术，最早只是石斧、石刀等简单工具，后来发展了斧、凿、钻、锯、铲等的青铜和铁制工具，兴起了窑制和煅烧工艺技术，以及打桩机、桅杆起重机等施工机械。工程上的分工也日益细致，工程分化有木工、瓦工、泥工、土工、雕工、彩画工等。

(二)近代土木工程

近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间，这个历史时期的土木工程主要特征有：

1)有力学和结构理论作为指导

2)砖、瓦、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

3)施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建造速度大大加快

(三)现代土木工程

现代土木工程为20世纪中叶第二次世界大战结束后至今的土木工程。由于社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求，表现为：

1)土木工程功能化，即土木工程日益同它的使用功能或生产公益紧密结合

2)城市建设立体化，高层建筑的大量兴起；地下工程的高速发展；城市高架公路、立

交桥的大量涌现。

3)交通运输高速化，高数公路的大规模修建；铁路电气化的形成和大量发展；长距离

海底隧道的出现

由于社会发展出现了以上三方面的要求，必然使得构成土木工程的3个要素：材料、施工和理论也出现了新的发展趋势：

1)建筑材料的轻质高强化