Civil Engineering and Civil Engineers 举足轻重的土木工程行业-FU RUI

FU RUI
18
都江堰全景 （ 视频）
FU RUI
19
京杭大运河
全长约1794公里，春秋吴国 开凿，隋朝大幅扩建，元朝 全线通航。是世界上里程最 长、工程最大、最古老的运 河。
FU RUI 20
我们古代出现了很多优秀的技术人才，并总结编写 出一些优秀的著作
考工记
FU RUI 21
欧洲的古代建筑多以砖、石材料为主
土木工程随着人类 社会的进步而发展， 综合反映了各个历 史时期经济、文化、 科学技术的发展面 貌，展示了人类的 创造力。
FU RUI
8
3）土木工程与人类生活、生产息息相关
人类的基本生活需求是土木工程发展的原始动力；随着 社会经济的发展，各行各业都离不开作为基础设施的土 木工程。
服装厂 都江堰紫坪埔水库
FU RUI
9
4）土木工程行业是国民经济的支柱产业
土木工程行业是重要的物质生产部门，在社会总产值和 社会就业人数中占有相当大的比重；还对其他产业具有 较强的关联性和带动性。
运输8% 塑料制品25% 油漆涂料50% 玻璃70% 木材40% 钢材20-30% 水泥70% 0% 50% 100%
土木工程行业带 动主要产业比例
视频 ：埃及胡夫金字塔 希腊的帕特农神庙
FU RUI 22
古罗马加尔渡槽桥
1985年被联合国教科文组织列入《世界遗产名 录》
FU RUI 23
视频：土耳其索菲亚大教堂
FU RUI 24
古代土木工程的特点
1）在材料方面：以土、木、石等天然材料和砖、瓦等 烧制材料为主 2）在工具方面：以斧、锤、刀和铲等手工工具为主 3）在工程技术方面：主要凭借经验，缺少理论上的依 据和指导
FU RUI
25
近代土木工程
近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶 的300年间。
1859年，贝斯曼发明转 炉炼钢法，钢材大量生 产
转炉炼钢
FU RUI 26
1825年，英国使用盾构技术开凿 泰晤士河河底隧道
1853年，美国人奥蒂斯发明带有 安全装置的升降机
凿岩机
FU RUI 27
FU RUI
30
纽约帝国大厦
帝国大厦共102层，高 378m，钢骨架总重超过 50000t，内装67部电梯。 建筑高度保持世界纪 录达40年之久。
FU RUI
31
美国金门大桥
第一次世界大战后，许多大跨、高耸和宏大的 工程相继建成 ( 视频：旧金山金门大桥）
FU RUI
32
苏伊士运河&巴拿马运河
FU RUI
43
随着现代科学技术在工程领域的渗透，土木工程技 术呈现出如下新特点：
1）材料轻质高强化 2）分析理论精细化
3）施工过程工业化
FU RUI
44
1）材料轻质高强化
钢、混凝土等传统材料的强度和耐久性进一步提高。铝 合金、建筑膜材。玻璃钢等新型工程材料发展迅速。
FU RUI
45
2）理论研究精细化
60
可持续发展土木工程
中国人口占世界人口的19%，但耕地占7%，淡水占6%， 森林占4%，石油占2% 我国建材行业每年消耗原材料达50亿吨，二氧化碳排放 量占全国总量的40% 我国建筑能耗占全国能耗总量的27% 我国建筑垃圾占城市垃圾总量的1/3以上
FU RUI
61
第一，以绿色、生态、低碳理念，统领工程设计、 施工、使用和拆除的全过程
FU RUI 10
内容
什么是土木工程 土木工程是人类文明的载体 土木工程前景广阔 土木工程师-光荣的职业
FU RUI
11
古代土木工程
我国的古代土木工程成就辉煌，尤其在木建筑方面独树 一帜，形成了特有的木构架建筑体系。
FU RUI
12
山西南禅寺
中国现存最古老的木 结构建筑
寺中雕塑精湛，堪称 唐代雕塑艺术的珍品
生态城市 （ Eco City ) ECO CITY代表了一种城市建设新理念，即强调以人为 本，重视环境、社会和经济三者之间的协调发展。
环保材料 超低能耗设计技术 高能效的外墙材料
FU RUI
5
土木工程包含的范围十分广泛
房屋建筑 道路、桥梁 港口、码头 水利工程 给排水工程 地下工程 ……
FU RUI
6
土木工程的特点
1）它是人类最古老的工程技术 有巢氏：中国古代传说中的氏族首领，教人们建造原始 的住所，标志了土木工程的出现。
FU RUI
7
2）土木工程体现了人类改造自然的智慧，是人类 文明的载体
4）应用领域：铁路、地铁、高速公路、高层建筑等新 领域出现并逐渐发展
FU RUI
39
1）城市建设立体化
20世纪中叶以来，城市建设有三个趋向。 ——高层建筑的大量兴起。
由于城市人口大量积聚，密度猛增，用房紧张，地价昂 贵，建筑物向空间发展。
美国的高层建筑最多，高度在160～200m的就有100多幢。
FU RUI
58
土木工程既是最古老的工程技术，也在不断与时俱进， 发展成为以先进科技武装的现代工程技术，同时也必将 为人类社会的未来发展做出重要贡献
FU RUI
59
随着科技进步与人类生存空间的拓展需求，未来土木工 程将呈现以下发展趋势： 可持续发展土木工程 超级土木工程 新环境土木工程
FU RUI
近年来，我国、马来西亚、新加坡等东南亚国家的高层 建筑有很大发展。
FU RUI
40
上海环球金融中心工程是 一幢大型超高层建筑，位 于浦东陆家嘴，与金茂大 厦相距仅40米。塔楼地上 101层，地面以上主体净 高492米。比金茂大厦高 72米，2008年春季建成。
FU RUI
41
2）交通网络化、高速化
Unit1 Civil Engineering and Civil Engineers 土木工程与 土木工程师
FU RUI
1
About the Course
Units: 16 Assessment Method: Test Attendance: 30% Final Test: 70%
FU RUI
土木工程的应用领域在这一时期也得到了极大拓展
——1825年英国建成世界第一条长21km 的铁路 ——1863年伦敦又建造了世界第一条地下铁道 ——1932年德国建成世界上第一条高速公路
1883年，詹莱(B.Jenney)建造
了11层住宅保险大楼，是世界最 先用铁框架(部分钢架)承受全部大 楼的重力，外墙仅为自承重墙的 高层建筑。
2
内容
什么是土木工程 土木工程是人类文明的载体 土木工程前景广阔 土木工程师-光荣的职业
FU RUI
3
1. 什么是土木工程
古代建筑材料主要是“土”与“木”，后各种与建造相 关的生产活动称为“土木工程”
FU RUI
4
国务院学位委员会的定义为：
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。 它既指工程建设对象，包括建在地上、地下、水中的各 种工程设施，也指所应用的材料、设备、和所进行的勘 测、设计、施工、维修等专业技术
可持续发展土木工程是在工程全寿命期间内，最大限度 节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境，与 自然和谐共生。
FU RUI
62
第二，合理利用自然资源，开发利用再生资源
节地：合理布局，提高土地利用效率；开发城市地下空 间；禁用粘土砖 节材：推广高性能材料，可循环利用的材料；加上施工 废弃物的回收利用 节水：降低供水管网漏损；推广节水器具；推进污水再 生和雨水利用
FU RUI 51
自改革开放以来，我国的土木工程发展迅速， 不仅在建设总量上居世界首位，在大型复杂 工程的建造能力方面，也居国际前列。
FU RUI
52
在全球已建成的超过400米的超高层建筑中，中国 约占六成，且呈持续增长的趋势
FU RUI
53
中国的超大跨桥梁数量超过世界总量的一般，且全部为自 主设计施工。
FU RUI
63
第三，提高能源的利用效率，开发利用绿色能源
尽量采用节能型建筑材料、产品和设备 合理设计建筑围护结构 加强设备运行管理、提高采暖、制冷、照明、通风、给 排水等系统的运行效率 开发利用太阳能、风能、地热等清洁能源
FU RUI
64
第四，注重环境保护，与自然和谐共生
在工程设计中，充分考虑周围自然生态环境和人文环境， 做到与环境协调统一。 提倡应用绿色建筑材料和建筑技术，减少建造、使用过 程对自然环境和生态的破坏。
现代力学、数学理论与计算机技术及先进实验急速相结 合，使我们对各种工程设施的分析和设计能力大为增强
鸟巢分析图
FU RUI
46
3）施工过程工业化
构件标准化、结构装配化、施工机械化在工程建设中日 益普及；信息技术发展迅速；现代施工技术使复杂工程 的建设成为可能。
装配式房屋
FU RUI
47
现代土木工程的代表
1996年亚特兰大奥运会主场馆，轮廓尺寸241米 *192米，是世界上最大的室内体育馆
Fห้องสมุดไป่ตู้ RUI 48
哈利法塔（2010年） 高828米 （附视频）
FU RUI
49
英吉利海峡隧道
全长50.5公里（海底部分37公里），由两条单 向铁路隧道和中间辅助隧道组成
FU RUI 50
阿联酋迪拜棕榈岛
世界最大的人 工岛（岛屿面 积12平方公里， 伸入大海5.5公 里），由一亿 立方米沙石堆 积而成，被誉 为“世界第八 大奇迹”。
巴拿马运河航线 世界上最具有战略 意义的两条人工水 道
FU RUI 33
地中海
苏伊士运河
红海 红海直通印度洋
34
胡佛水坝
混凝土拱坝，坝高 221.4米，世界闻名 的水利工程。
FU RUI
35
中国近代土木工程相对落后，直到十九世纪末，随 着西方技术的引进，开始有所发展
南京中山陵
中国近代建筑 史上第一陵
FU RUI
36
京张铁路（1909年）
全长约200公里，是首条由中国人自行设计、施 工的干线铁路。
FU RUI
37
钱塘江大桥（1937年）
全长1453米，由桥 梁专家茅以升主持 设计，是我国自行 设计、建造的第一 座铁路公路两用桥。
FU RUI
38
该阶段土木工程总体呈现如下特征：
1) 材料方面：由木、石、砖瓦天然材料为主，过渡到 以钢和钢筋混凝土为主 2) 理论方面：材料力学、理论力学、结构力学、土力 学等工程设计基础理论基本形成 3）施工方面：新工艺和新机械不断出现，施工技术进 步，建造规模扩大，建造速度加快
瑞士数学家欧拉在1744年出版的《曲线的变分法》建 立了柱的压屈理论，为分析土木工程结构物的稳定问题 奠定了基础。 1825年纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法； 19世纪末里特尔等人提出了极限平衡的概念。这为土木 工程的结构理论分析打下了基础。
FU RUI 29
近代土木工程的代表
1889年，法国在巴黎建造了高 300m的埃菲尔铁塔，用钢8000t。 这是近代高层建筑结构的萌芽。
FU RUI
13
应县木塔（建于1056年）
山西应县木塔
FU RUI 14
故宫
视频：北京故宫
FU RUI 15
中国古代在土-石-砖建筑方面也不乏优秀的工程创 造
长城是世界七大奇迹之一
FU RUI 16
赵州桥
世界上现存最早的敞 肩式石拱桥，净跨 37.02米
FU RUI
17
中国古代在水利工程方面的成就也是十分显著的
包括高速公路、高铁、航空、航海在内的交通网络快速 发展，并促进了桥梁、隧道和大型交通枢纽设施建设。
视频：世界最长跨海大桥-胶州湾大桥
FU RUI 42
3）工程设施功能化
即土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。
巴西国会大厦。 建于1957～ 1959年。由国 会上下议院、 办公楼和各部 分厅室、服务 房间等组成。
屋顶绿化
FU RUI
施工围挡
65
可持续发展土木工程：
汉诺威世博会日本馆（2000年）
FU RUI
66
可持续发展土木工程：
上海世博会主题馆（2010 年）
太阳能覆盖率最高 的单位建筑 生态墙
FU RUI 67
可持续发展土木工程：
英国伊甸园（2001年）
人类与自然和谐共 生的典范
FU RUI
68
可持续发展土木工程：
苏通大桥， 主跨1088 米
港珠澳大桥，全长 50公里（在建）
FU RUI
54
北京地铁
世界上规模最大的城市地铁系统。截至2013年，共有 17条运营线路，270座车站、456千米运营里程、
FU RUI
55
三峡工程
世界上规模最大的水电站
FU RUI 56
青藏铁路
天路
FU RUI
57
国家体育馆-鸟巢
FU RUI 28
在理论方面，近代力学的发展为土木工程奠定了理 论基础
意大利科学家伽利略在1638年出版的著作《关于两门新 科学的谈话和数学证明》中论述了建筑材料的力学性质 和梁的强度，首先用公式表达了梁的设计理论；
英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律，它们 是土木工程设计理论的基础；