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1、,赵 敏 教研室：6D-6工程造价教研室 Email： QQ：360821417,土木工程概论,授课教师：赵敏,第 1 章,绪论,1.1土木工程的基本概念及特点,土木工程的基本概念及特点 （1）概念 土木工程英文名Civil Engineering，直译是民用工程，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、保养、维修等技术。 （2）特点 需要解决的问题：为人类活动需要提供空间和通道；抵御自然灾害或人为作用力；充分发挥材料的作用；把社会所需要的工程设施建造成功并付诸使用。,土木工程属性： 社会性
2、；综合性；实践性；技术、经济和艺术的统一性 为解决以上四个方面的问题需要进行的土木工程活动包括两个方面：技术方面；管理方面。 （3）范围 包括房建工程、公路与城市道路、铁道工程、桥梁工程、隧道工程、机场工程、地下工程、给水排水工程、港口、码头工程等。 土木工程的发展 经历了古代、近代和现代三个阶段。,1.2土木工程的发展,1.2.1古代土木工程 大致从新石器时代开始至17世纪中叶止。 所用材料主要取之于自然，如石块、草筋、土坯等，在公元前1000年左右开始采用烧制的砖，这一时期使用的工具也很简单。,古代土木工程裴李岗遗址,裴李岗遗址属全国重点文物保护单位，位于河南省新郑市西北约8公里的裴李岗村
3、西，面积2万平方米。发掘墓葬114座、陶窑l座、灰坑10多个，还有几处残破的穴居房基。出土各种器物400多件。裴李岗遗址的发现填补了我国仰韶文化以前新石器石代早期的一段历史空白。证明早在8000年前，我们的先民们已开始定居，从事以原始农业、手工业和家畜饲养业为主的氏族经济生产活动。,古代土木工程半坡遗址,半坡遗址是黄河流域一处典型的新石器时代仰韶文化母系氏族聚落遗址，距今56006700年之间。该遗址1953年春发现，遗址面积50000平方米。,古代土木工程金字塔,胡夫金字塔建于公元前2690年左右。原高146.5米，因年久风化，顶端剥落10米，现高136.5米；底座每边长230多米，三角面斜
4、度52度，塔底面积5.29万平方米；塔身由230万块石头砌成，每块石头平均重2.5吨。据说，10万人用了30年的时间才得以建成。,古代土木工程古希腊雅典卫城,雅典卫城是希腊最杰出的古建筑群，是综合性的公共建筑，为宗教政治的中心地。现存的主要建筑有卫城山门、雅典娜女神庙、帕提农神庙（雅典娜神庙）、伊瑞克提翁神庙（伊瑞克先神庙）、胜利神庙等，另有一座现代建筑卫城博物馆。,古代土木工程佛罗伦萨圣玛利亚教堂,佛罗伦萨圣玛利亚教堂由菲利波布鲁内莱斯基设计的，教堂的穹顶结构作为一种设计形式，几乎风靡文艺复兴时期兴建的所有教堂。,1.2.2 近代土木工程 1.近代土木工程的时间跨度 从17世纪中叶至20世纪
5、中叶(第二次世界大战前后)的300年间。 2.主要特征 有力学和结构理论作指导； 砖、瓦、木、石等建筑材料广泛使用；混凝土、钢材、钢筋砼以及早期的预应力砼得到发展。 近代土木工程的材料发展：1824年波特兰水泥1867年钢筋混凝土1859年转炉炼钢法1886钢筋混凝土楼板1928年预应力混凝土 施工技术进步很大。,3.土木工程在理论、材料、施工领域出现的具有重要事件 意大利科学家伽利略在1683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。 瑞士数学家欧
6、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。 1824年英国人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，1850年开始生产。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，才初步奠定了混凝土强度的理论基础。 1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法，使钢材得以大量生产，并广泛应用于土木工程。 1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆，并推广到工程中，建造了一座蓄水池，这是应用钢筋砼的开端。1875年，他主持建造了第一座长16m的钢筋
7、砼桥。,近代土木工程索菲亚教堂,左图为哈尔滨的索菲亚教堂。主体建筑材料是砖。,近代土木工程帝国大厦,帝国大厦纽约帝国大厦始建于1930年3月，是当时使用材料最轻的建筑，建成于西方经济危机时期，成为美国经济复苏的象征，如今仍然和自由女神一起成为纽约永远的标志。曾为世界第一高大楼和纽约市的标志性建筑。 是世界七大工程奇迹之一,在世界贸易中心在911事件倒塌后,继续接任纽约第一大楼的头衔,直到自由塔建成.,近代土木工程埃菲尔铁塔,埃菲尔铁塔距今已有100多年的历史了。铁塔占地一公顷，除了四个脚是用钢筋水泥之外，全身都用钢铁构成，塔身总重量8500吨。,1.2.3现代土木工程 1.时间跨度：20世纪中
8、叶第二次世界大战结束后至今。 2.主要特征：社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求。,3.特点 功能要求多样化 即土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合 城市建设立体化 高层建筑的大量兴起；城市高架公路、立交桥大量涌现 交通工程快速化 高速公路的大规模修建、铁路电气化的形成和大量发展、长距离的海底隧道出现、大型航空港的建设 工程设施大型化 大跨度桥梁、长距离的隧道、高大建筑、大跨度建筑、核电建设、水利水电工程建设,吉隆坡双子楼高88层，曾经是世界最高的摩天大楼，直到2003年10月17日被台北101超越，后来被迪拜塔，但仍是目前世界最高的双塔楼，,现代土木工程吉隆坡双子楼,中国
9、建筑物之最上海环球金融中心,上海环球金融中心总投资额超过1050亿日元（逾10亿美元）。原设计高460米，建成后492米，工程地块面积为3万平方米，总建筑面积达38.16万平方米，比邻金茂大厦。,中国建筑物之最台北101,台北101大楼原名台北国际金融中心（Taipei Financial Center），是位于台湾台北市信义区的一栋摩天大楼。由建筑师李祖原设计，KTRT团队建造，是世界最高摩天大楼（含天线）与目前全世界第二高的大楼类结构物（以建筑结构实际高度来计算）。,中国建筑物之最金茂大厦,金茂大厦金茂大厦于1992年12月17日被批准立项，1994年5月10日动工，1997年8月28日结
10、构封顶，至1999年3月18日开张营业，当年8月28日全面营业。金茂大厦占地2.3公顷，塔楼高420.5米，总建筑面积29万平方米。,中国建筑物之最东方明珠,东方明珠以其468米的绝对高度成为亚洲第二高塔、世界第四大高塔之一。仅次于广州新电视塔、加拿大多伦多电视塔和俄罗斯莫斯科奥斯坦金诺广播电视塔。东方明珠电视塔曾是上海最高的建筑物，现在已被环球金融中心取代。,1.2.4未来土木工程 1.重大工程项目的陆续兴建 2.土木工程的太空、海洋、荒漠方向开拓,Sky city,日本建築師打算在東京建造一座名為 Sky City 1000 的超大型高樓, 人口容量可達10萬人。,“X-SEED 4000
11、”大洋城,日本建筑公司设计出比富士山还要高200多米的“X-SEED 4000”巨塔，预料可容纳50万至100万人居住，成为东京的“城中城”。,3.工程材料的轻质、高强、多功能化 传统材料的改性 化学合成材料的应用 绿色、节能材料 4.设计方法精确化、设计工作自动化 5.土木工程的信息和智能化技术全面引入 信息化施工 智能化建筑 智能化交通 土木工程分析的仿真系统,6.土木工程的可持续发展,能源消耗 资源利用 环境保护 生态平衡,阿联酋迪拜大楼,美国SOM设计所(Skidmore，Owings &Merrill)高700多米(或800米)，160层(也可能是200层)，迄今是484.1米高。据
12、来自其官方网站的数据显示:大楼建设所用的混凝土数量同10万头大象一样重。,罗马国立当代艺术博物馆“maxxi”,这个耗资6000万欧元的项目名叫“maxxi”(头两个字母代表museum of art，即艺术博物馆，xxi是罗马数字“xxi”，表示21世纪)。它是一座用钢铁和玻璃搭建的现代建筑，将收藏意大利日益增多的当代艺术作品。从模型可以看到，它很像是一座曲折繁杂的迷宫，让人联想到意大利面条。,伦敦主教门大厦,这是一座遭到英国媒体广泛批评的建筑，这座大楼太符合伦敦这座城市的身份了金融中心，有钱。 重要数据：228米高，外形弯曲象钻头。,吉萨大埃及博物馆,这个世界上最大的考古学博物馆面临的问题
13、:如何在古老的金字塔旁进行最为敏感建设。这座气势恢宏的博物馆由地面一系列宏大的大堂构成，整体布局就像是被猫爪撕扯之后形成的一样，屋顶呈三角形。 单纯天真，透明条纹大理岩最引人注目。与周围几座金字塔浑然一体。,伦敦泰特现代美术馆扩建工程,一些人曾经将这个脆弱的、长着“玻璃脸“的金字形建筑与儿童的积木相提并论。11层，高76米，将把美术馆的面积增加60%，可能安装自动扶梯。,中央电视台新址,耶路撒冷宽容博物馆,纽约世贸中心重建大楼,纽约人终于有了他们想要的纪念碑了一个钢铁大物，附有一对镶瓷砖的大楼。 重要数据：自由塔高541米。,鸟巢,鸟巢,长330米，宽220米，高69.2米，建筑面积25万平方米，容纳观众10万人。形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。,水立方,水立方,国家游泳中心又称“水立方”(Water Cube),位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。,首都机场三号航站楼,首都机场三号航站楼,号航站楼T3B屋面为双曲面外形，呈飞行体状。,新疆阿拉山口国防公路,北京高速公路立交桥,
