土木工程概论读书笔记

土木工程概论读书笔记 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

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)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)。

3)按桥梁全长和跨径的不同分为：特大桥、大桥、中桥、小桥

4)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。

5)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。

6)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。

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

2)施工过程的工业化、装配化

3)设计理论的精确化、科学化