土木工程概论课件

31
三、现代土木工程
1.现代土木工程的时间跨度 第二次世界大战后至今的五十余年时间。二战后，许多国家经 济大发展，科学技术出现了飞跃，导致了土木工程的发展。
2.现代土木工程特点
（1）功能要求多样化 公共建筑和住宅建筑向智能化小区方向发展。 工业建筑向花园型工厂方向发展。
（2）城市建设立体化 高层建筑和超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。
22
近代土木工程经典案例
2 法国埃菲尔铁塔
公元1889年，法国工程师古斯 塔夫 ·埃菲尔完成了他的惊世 之作—埃菲尔铁塔。它是巴黎 展览会的标志性建筑。
镂空结构铁塔，高300米，天线
高24米，总高324米。分为3楼，
其中1、2楼设有餐厅，第3楼建
有观景台。从塔座到塔顶共有
1711级阶梯，共用去钢铁7000
3
第1 章 绪论
§1 土木工程基本概念 §2 土木工程发展历史 §3 土木工程的重要性及建设与使用 §4 几个与土木工程相关的重大问题 §5 土木工程伟大的战略部署 §6 土木工程的未来
4
§1 土木工程基本概念
一 定义 – 1. 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总 称，它既指工程建设的对象，即建设在地上、地下、 水中的各类工程设施；也指所应用的材料、设备和 所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术活动。
11
古代土木工程-山西佛光寺祖师塔
在山西省五台县五台山 的佛光寺内。祖师塔建 于北魏孝文帝时期（公 元 471-499 年 ） ， 是 创建佛光寺的初祖禅师 的墓塔，塔身用青砖砌 成,高约八米,呈六角平
面，砖结构。
12
古代土木工程-万里长城
始建于2000多年前的春秋战国时期，最初用粘土和乱石建 造，秦朝统一中国之后联成万里长城。汉、明两代又曾大规 模修筑，世界奇迹。
– 英国人阿斯普丁取得了“波兰特”水泥的专利权，1850年开始生产。
20
近代土木工程-大事记
5《许用应力分析法》（公元1825年）
– 法国科学家纳维建立了土木工程结构设计的《许用应力分析法》，19 世纪末，里特尔等人又提出了《极限平衡分析》的概念，他们都为土 木工程结构理论打下了基础。
6 转炉炼钢法（公元1859年）
单孔弧形石拱桥
18
二 近代土木工程
1.近代土木工程的时间跨度： 17世纪中叶－>第二次世界大战前后。
2.这一时期土木工程的特点： 有力学和结构理论作为土木工程的设计指导；砖、 瓦、石、木等建筑材料得到广泛应用；混凝土和钢 筋混凝土、钢材、预应力混凝土得到发展；施工技 术、施工机械、施工规模进步很快，施工速度加快。
吨，12000个金属部件，259万
只铆钉。
23
近代土木工程经典案例
3 铁路工程的兴起 – 公元1825年英国人斯蒂芬森在英格兰北部斯托克 顿和达灵顿之间修筑了世界上第一条长21km的铁 路。
4 苏伊士运河和巴拿马运河的开凿（1869，1914） – 公元1859年-1869年，苏伊士运河开凿，将地中海 和印度洋连接起来； – 公元1881年-1914年，中美洲的巴拿马共和国凿通 了巴拿马地峡，使从太平洋到大西洋间的航程缩短 了1万余公里。
– 2 土木工程．英语为”Civil Engineering”，直译是 民用工程。
– 3 英语的民用工程”Civil Engineering” ，怎么会译 成土木工程 呢?
5
二 分类
1. 地上：房屋建筑工程，道路工程，铁路工程，桥 梁工程，给排水工程，机场工程
2. 地下：隧道工程 ，矿山工程，陵墓
21
近代土木工程经典案例
1美国10层保险公司大 楼
公元1883年- 1883年，美
国芝加哥建成了世界上第 一个用钢铁框架作为承重
结构的保险公司大楼，是真
正意义上的钢结构，被誉
为现代高层建筑的开端。
是世界上第一幢按现代钢框 架结构原理建造的高层建筑， 共 10 层 ， 高 55 米 ， 开 摩 天 大楼建造之先河。
– 英国科学家牛顿在公元1687年总结出了力学三大定律，为土木工程 的力学分析奠定了基础。
3《曲线的变分法》（公元1744年）
– 瑞士数学家欧拉于公元1744年出版了《曲线的变分法》，建立了柱 的压屈理论，得到柱的临界应力公式，为分析土木工程结构物的稳 定问题奠定了基础。
4 波兰特水泥的出现（公元1824年）
29
近代土木工程经典案例
7 中国的京张铁路（1905-1909） 中国人自己设计的第一条铁路，詹天佑在美国耶鲁大学
完 成 铁 路 工 程 的 学 业 ， 于 1888 年 到 中 国 铁 路 公 司 任 工 程 师 。 1905年，主持修建北京到张家口的铁路。1909年提前2年完成， 在中国和世界铁路史上留下了光辉的一页。
24
近代土木工程经典案例
苏伊士运河位于埃及境内， 扼欧、亚、非三洲交通要道， 使大西洋、地中海与印度洋 联结起来，大大缩短了东西 方航程。
苏伊士运河全长175公里，苏 伊士运河从1859年开凿1869 年峻工，属海平式水道。
与绕道好望角相比，从欧洲 大西洋沿岸到印度洋缩短 5,500 ～ 8,009 公 里 ； 从 地 中 海各国到印度洋缩短8千～1 万公里；是一条在国际航运中 具有重要战略意义的水道。 25
– 贝塞麦转炉炼钢法出现，使得钢材大量应用于土木工程之中，促进了 土木工程的发展。
7 钢筋混凝土（公元1867年）
– 法国人莫尼埃发明了钢筋混凝土，钢筋混凝土开始应用于土木工程中。
8 钢筋混凝土楼板和预应力混凝土楼板的出现
– 公元1886年，美国人杰克逊应用钢筋砼制作楼板并应用预应力混凝土 制作配件。
9
一 古代土木工程
1.时间跨度-旧石器时代（公元前5000年起）-17世纪 中叶，没有设计理论，靠经验，材料自然，工具简单
2.古代土木工程几种典型的结构形式-砖、石、木。
3.中西古建筑之特点：中国多以木构架加砖墙为主，而 西方大多是砖石结构。 原因是什么？
4.代表性工程介绍
(建筑) 应县木塔，佛光寺祖师塔 (水利) 都江堰水利工程
26
世界七大工程奇迹
巴拿马运河 荷兰北海保护工程 帝国大厦 金门大桥 伊泰普水电站 加拿大国家电视塔 英法海底隧道
27
近代土木工程经典案例
5 纽约帝国州大厦（1931）
1930年动工，1931年落成， 只用了410天。102层，总高 381米，雄踞世界最高建筑的 宝座达40年之久，直到1971年 才被世贸中心超过。钢筋混凝 土结构。
巴拿马运河
横穿巴拿马地峡，连接太 平洋和大西洋，是重要的 航运要道，被誉为世界七 大工程奇迹之一和“世界 桥梁”。属于水闸式运河。 长度约为65千米，宽度 152~304米。整个运河的水 位高出两大洋26米，设有6 座船闸。船舶通过运河一 般需要9个小时，可以通航 76000吨级的轮船。
1914年8月15日巴拿马运河 正式通航，极大地缩短了 美国东西海岸间的航程， 比绕合恩角缩短了1万4千8 百公里。
巨石结构 不倒，这不能不说是建筑史上的奇迹。
14
古代土木工程-都江堰水利工程
15
古代土木工程-都江堰水利工程
公元前256~公元前251年，秦国蜀郡太守李冰父子率 众修建；世界上最长的无坝引水枢纽；
由鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三部分组成。鱼嘴起分流和 减灾作用，将岷江分为内外江；飞沙堰起泄洪、排砂 作用；宝瓶口起分流和灌溉作用。
30
近代土木工程经典案例
8 钱塘江大桥 (1937)
钱塘江大桥第一座由中国人自己修建的钢铁大桥工程。建成 于抗日烽火之中，它不仅在中华民族抗击外来侵略者的斗争中 书写了可歌可泣的一页，是我国桥梁建筑史上的一座里程碑。 茅以升主持的钱江大桥工程,前后14年，经历了建桥、炸桥、 修桥三个时期，古今中外建桥中上史无先例。
1945 年 一 架 B52 轰 炸 机 在 浓 雾中撞上帝国大厦，机毁人亡， 帝国大厦第79层的边梁受到影 响，电梯震落一部，但整体未 受到影响。
28
近代土木工程经典案例
6 美国旧金山金门大桥
于1933年动工，1937年5月竣工，历时4年和10万多吨 钢材，耗资达3550万美元建成了当时世界上最大跨度的悬 索桥。从海面到桥中心部的高度约60米，又宽又高，所以即 使涨潮时，大型船只也能畅通无阻。
长城是为了防夯实。主要用砖石砌筑
13
古代土木工程-埃及金字塔
金字塔是古埃及的国王法老的陵墓。其中，胡夫的金字塔规模最大， 建筑技巧高超。塔身的石块之间，没有任何水泥之类的粘着物，而是一 块石头叠在另一块石头上。每块石头都磨得很平，至今已历时数千年， 人们也很难用一把锋利的刀刃插入石块之间的缝隙，所以能历数千年而
32
三、现代土木工程
（3）交通工程快速化 1、高速公路大规模建设。 2、高速铁路系统的建设。 3、大型航空港的建立。
（4）工程设施大型化 为满足能源、环境、大众公共活动的需要，二战后，科技 进步使得土木工程向大型多功能方向发展。
10
古代土木工程-山西应县木塔
应县木塔位于山西省
应县西街北侧，建于公元 1056年，因塔身全部用木 质构成，俗称木塔。
塔为楼阁式，用优质 松木建成，高66米，底层 直径30米，平面呈八角形。 塔 刹 高 10 米 ， 结 构 设 计 精 巧，具有抗震、防灾、防 火和防雷能力，保存至今 已近千年，国内外现存最 古老最高大的木结构塔式 建筑 。
1.社会性：
– （1）任何个人和社会团体都离不开它； – （2）随不同的社会历史时期的科学技术和管理水平而发
展；
2.综合性： – 多学科、多工种、多种技术和材料的综合；
3.实践性： – 经验的重要性、对实践的依赖性。
8
§2 土木工程发展历史