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1、刘伟庆,土木工程概论,第一讲 土木工程的内涵和发展简史 第二讲 土木工程材料、荷载及基本结构形式 第三讲 建筑工程 第四讲 桥梁工程 第五讲 地下工程、道路与铁路工程 第六讲 港口、海洋、给排水与环境工程 第七讲 土木工程防灾减灾 第八讲 土木工程的建设与使用,课程主要内容,第一讲 土木工程的内涵 和发展简史,工 程 将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。 如土木工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。 这些学科是应用数学、物理学、化学、生物学等基础科学的原理，结合在科学实验及生产实践中所积累的技术经验而发展出来的。 辞海（1999年版），上
2、海辞书出版社，第1452页,工程领域成为一个整体在传统上分为五个主要分支：土木工程、机械工程、采矿冶金工程、化学工程、电力工程。 现代工程领域已经扩大，而且各分支的界限也没有明确的规定。 剑桥百科全书，中国友谊出版社，第401页,土木工程，Civil Engineering，是利用伟大的自然资源为人类造福的艺术（伦敦土木工程师学会的皇家特许状阐明的定义，1828年）。 包括设计和建造公共设施房屋、桥梁、隧道、航道、运河、街道、排水系统、铁路和航空港的工程学科。 Civil Engineering一词是英国工程师J.斯米顿(1724-1794)在1750年最先使用的。（剑桥百科全书，中国友谊出版
3、社，第261页）,土木工程的定义：,国务院学位委员会在学科简介中定义为：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。,学科、专业目录 （国务院学位委员会，1997年颁布） 0814 土木工程 081401 岩土工程 081402 结构工程 081403 市政工程 081404 供热、供燃气、通风及空调工程 081405 防灾减灾工程及防护工程 081406 桥梁与隧道工程,土木工程包括： 建筑工程 Building Engineering 铁路工程 Railway En
4、gineering 公路与城市道路工程 Highway Engineering 桥梁工程 Bridge Engineering 地下工程 Underground Engineering 水利工程 Hydraulic Engineering 港口工程 Harbour Engineering 海洋工程 Offshore Engineering 给水与排水工程 Water Supply and Waste Water Engineering 环境工程 Environmental Engineering,土木工程需要解决的问题,人类生存的需要（空间、通道、环境等）目的 抵抗自然灾害、人为破坏存在原因
5、充分发挥材料的作用物质基础 土木工程施工与组织管理最终归宿,土木工程具有四个基本属性,社会性 随社会不同历史时期的科学技术和管理水平而发展 综合性 综合应用多种工程技术，进行勘测、设计和施工的成果 实践性 影响因素多、复杂，对实践依赖性强 技术、经济和艺术的统一性。,业务培养目标： 本专业培养掌握工程力学、流体力学、岩石力学和市政工程学科的基本理论和基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理投资、开发部门从事技术或管理工作的高级技术人才。,业务培养要求： 本专业学生主要学习工程力学、流体
6、力学、岩石力学和市政工程学科的基本理论，受到课程设计、实验仪器操作和现场实际操作等方面的基本训练，具有从事土木工程的规划、设计、研究、施工、管理的基本能力。,毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1、具有扎实的自然科学基础，了解当代科学技术的主要应用方面和应用前景； 2、掌握工程力学、流体力学、岩石力学的基本理论，掌握工程规划与选型、材料、结构分析与设计、地基处理等方面的知识，掌握有关建筑机械、电工、工程测量与试验、施工技术等方面的基本技术； 3、具有工程制图、计算机应用、主要测试仪器使用的基本能力，具有综合应用各种手段查询资料、获取信息的初步能力； 4、了解土木工程主要法规法规； 5、具有进
7、行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。,主干课程： 马克思主义哲学、邓小平理论、大学英语、VC语言程序设计、制图、高等数学、大学物理、线性代数、概率统计、土木工程材料、工程力学、结构力学、土质学与土力学、流体力学、混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、土木工程施工、地基基础、混凝土与砌体结构设计、钢结构设计。 或岩体力学与岩土工程勘察；或路基路面工程、桥梁工程；或国际工程项目管理、国际工程报价分别对应四个课群组。,专业主干课设四个课群组，分别为：建筑工程；岩土工程；交通土建。工程管理。 主要实践性教学环节 认识实习、测量实习、工程地质实习、专业实习或生产实习、结构课程设计、毕业设计或毕业
8、论文等，一般安排40周左右。 主要专业实验 材料力学实验、建筑材料实验、结构实验、土质实验等。 修业年限 四年。 授予学位 工学学士。,土木工程专业学生必须具备的基本素质,自学能力 分析问题、解决问题的能力 表达能力（语言、文字、图面表达等） 管理、协调、公关能力 经济头脑 审美观,对国民经济建设和人民生活具有重要影响，人类的一切活动都离不开土木工程。 工业、农业、交通、通讯、教育等各项事业，都离不开土木工程。诸如工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、商店、住宅、医院、学校、农田水利等工程建设，统称基本建设，都是土木工程的“用武之地”。,土木工程的重要性,是一门不断发展的学科，土木工程的进步不仅为人类
9、生产、生活提供了最基本的物质保障，而且大大地推进了相关科学和技术的进步。 社会向土木工程不断提出新的需求，推动了土木工程的发展。 土木工程虽古老，但领域在扩大，要求知识更新、各学科渗透。 土木工程又是一门复杂的综合性学科，对它的需求客观上推动了力学、材料科学、地质学、测量学、经济学、社会学、机械设备、测量仪器、施工技术等众多科学和技术学科的发展。,是国民经济发展的关键和重要标志。 （1）1983年-1988年，南京市竣工1000万m2的住宅，平均面积5.38 m2-7.7 m2 /人；北京市1988年竣工住宅600万m2，列世界城市之冠； （2）辽宁沈阳、江苏仪征、上海金山等化纤基地的建成，基
10、本解决了穿衣问题； （3）鞍钢、武钢、包钢、攀枝花、马鞍山、宝钢等钢铁公司的建设，使钢产量由解放初的15.8万吨提高到1.2亿吨，跃居世界第一； （4）大庆、胜利、华北、辽河、中原、大港等油田相继投产，解决了石油短缺的问题；,（5）三峡、葛州坝等百万千瓦以上水电站，开源清河、镇江谏壁等热电厂均达100万千瓦以上，大大缓解了工业用电； （6）四川、泸州、吉林、栖霞山、安庆、南京化学公司等解决了国内合成氨、尿素、浓硝酸、硫酸、烧碱等化工原料； （7）长春一汽、十堰二汽、洛阳拖拉机总厂，解决了国内载重汽车的需求； （8）长江上架起武汉、南京长江大桥，黄河上有济南、郑州铁路桥，现在有武汉二桥、九江大桥
11、，江阴大桥； （9）三门峡、青铜峡、江都水利枢纽、长江三峡等，基本解决了大的水患。,土木工程建设是百年大计。 1994年12月13日，广东省东莞市一幢八层楼房刚建好还未装修就跨了，共有8人死亡、3人受伤，属“未经批准、违章施工”的私人建筑； 1994年12月8日，德阳市一幢正在装修的七层大楼于8日中午坍塌，20多名民工被埋在废墟里，造成17人死亡、10人受伤的严重后果。该大楼主体工程经有关质检部门验收后曾评定为“优良工程”，德阳市建筑公司的“样板大楼”; 1994年10月2日，广东省天湖铁索桥断裂，200多人跌落湖中，38人溺水身亡、10人受伤，直接经济损失430多万元。经查系“在不具备设计资
12、质的情况下，未经批准，工程师唐之忠自行设计，亲自监督”，“判刑5年”；,1995年12月3日，武汉市一幢新建的18层商品住宅楼在结构封顶，进入粉刷阶段时，突然倾斜，重心偏差1.442m，由于楼体沉降倾斜速度超过纠偏速度，于“鲁班奖”授奖仪式当天26日实施控爆，直接经济损失1000多万元； 1995年6月3日，韩国三丰百货大楼倒塌，九个月前，圣水大桥垮蹋，死亡32人。产生质量事故的原因：设计、施工、使用等多方面。,土木工程直接与人们的“衣、食、住、行”密切相关，是一门古老的学科，但是它伴随着其他相关领域学科的发展、经济建设和社会进步的需要不断深化，不断拓展。,考核要求 结合本课程的基本内容、本人
13、的学习体会和兴趣，就某一专题撰写一篇小论文，字数约25003000字。 要求写作认真，语句通顺；观点鲜明，论据充分。 论文选题鼓励多样化，反对千篇一律；强调个人的独特见解，杜绝抄袭行为；鼓励针对具体事物展开深入探讨，反对内容空洞、泛泛而谈。 论文属于科技论文范畴，而不是中学语文中的作文，强调论文的学术价值。,经历古代、近代和现代三个历史时期： 古代从新石器时代（公元前5000年）至17世纪中叶； 近代从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间； 现代从20世纪中叶第二次世界大战结束至今。,土木工程发展简史,古代土木工程（新石器时代-17世纪） 萌芽时期 使用石斧、石刀、石锛、石凿等简单的工具，采
14、用的材料取自当地的天然材料，如茅草、竹、芦苇、树枝、树皮和树叶、砾石、泥土等。发明煅烧加工技术后，开始使用红烧土、白灰粉、土坯等，并逐渐懂得使用草筋泥、混合土等复合材料。模仿天然掩蔽物建造居住场所。初期建造的住所仅有“窟穴”和“橧巢”两种类型。中国发现的新石器时代遗址超过7000处，遍布全国。其中最早的是河南新郑裴李岗和河北武安磁山的两处，距今已有7000-8000年。 特点：采用天然材料和简单工具建房、筑路、挖渠、造桥，土木工程从无到有。 代表性工程：半坡遗址（约公元前4800-前3600年，中国） 大河村遗址（中国）,半坡遗址 距今 6000余年中国西安,属新石器时代仰韶文化的一个类型。遗
15、址东西最宽处近200米，南北最长为300多米，总面积约5万平方米，分为居住、陶窑和墓葬三个区。居住区约3万平方米，较为完整的建筑基址有40余座。居住区周围有宽、深各5-6米的壕住堑环绕。筑或圆或方，房之间散置许多贮藏窖穴。住房建筑环绕一个广场布置，中央偏东，有一座面向广场的大房子，属方形半地穴式建筑。,新石器时代遗址，有跨距达5-6米、联排6-7间的房屋，底层架空，属于干栏式建筑形式。构件之结点主要是绑扎结合，但个别建筑已使用榫卯结合。这种榫卯结合的方法代代相传，延续到后世，为以木结构为主流的中国古建筑开创了先河。,余姚河姆渡遗址 约公元前5000-前3300 中国浙江,索尔兹伯里平原环状列石
16、 公元前2500-1500年，英国威尔特郡 欧洲巨石文化遗址，保存最完整的环状列石，为原始社会晚期出现的纪念性巨石建筑。布局直径约32米，石杆高5米余，当中有五座门状的石塔。据测，石杆与石门的排列及间距同每年主要节令日中太阳与月亮起落时所投的阴影有关。,形成时期 大约自公元前3000年，在材料方面，开始出现经过烧制加工的瓦和砖；在构造方面，形成木构架、石梁柱、券拱等结构体系；在工程内容方面，有宫室、陵墓、庙堂，还有较大型的道路、桥梁、水利等工程。 特点：铁质工具逐步推广，使用简单的施工机械，出现经验总结及形象描述的土木工程著作，如公元前5世纪成书的考工记。在一些国家或地区已形成早期的土木工程。 代表性工程：都江堰（公元前3世纪中叶，中国） 长城（春秋战国时期开始修筑，中国） 金字塔（公元前27世纪前26世纪，古埃及） 雅典卫城（公元前5世纪，古希腊）,埃及金字塔 公元前27- 前26世纪,纪念性建筑。包括胡夫金字塔、哈夫拉金字塔、孟卡拉金字塔和大斯芬克斯像，以及西、南两面长方台式墓与多座小型金字塔。三座大金字
