土木工程之1.docx
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土木工程之1.docx
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土木工程之1
“土木工程”是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指工程建设的对象,即建造在地上、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、维修等专业技术。
建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。
借助于这些物质条件,经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程学科的出发点和归宿。
关键词
材料结构道桥地下高层建筑现状调整
土木工程是最古老的工程学科,它与人类的生存和发展息息相关。
“材料,施工,理论”是土木工程的三要素。
正是这三要素的相互影响和促进,才有了土木工程的不断发展,而其中又以材料最为关键。
人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。
中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。
最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。
砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。
砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。
由此土木工程技术得到了飞速的发展。
钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。
十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。
从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索。
于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。
除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。
建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。
于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。
为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。
施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。
十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。
混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。
十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。
二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。
从三十年代开始,出现了预应力混凝土。
预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。
土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。
混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。
这是土木工程的又一次飞跃发展。
土木工程个方面的应用
1道路桥梁方面:
“世上本没有路,走的人多了,也便有了路。
”路与人的关系是非常密切的,我们的身边,随时随刻都可以看到,城市与城市,城市与乡村,乡村与乡村之间及内部都是由道路连接在一起的。
建国初期,新中国迅速修复了被破坏的运输线路,恢复了水陆空运输,根据国家经济建设的布局、对外经济文化交流的扩大和巩固国防的需要,经过50年的建设,交通运输事业有了很大发展,基本形成了铁路、公路、水运、民用航空和管道五种运输方式共同组成的综合运输网。
我国的铁路交通运输分南北,东西两大组干线,组成"五纵三横"铁路骨架。
"五纵"是南北向:
1.京哈-京广;2.京沪;3.京九;4.焦枝-枝柳线(焦柳线);5.宝成-成昆线。
"三横"是东西向:
1.京秦-京包-包兰线;2.陇海-兰新线;3.京沪-浙赣-湘黔-贵昆线。
20世纪以来,世界桥梁取得了骄人的成绩,各种大桥,高桥相继问世,如日本的明石海峡大桥(主跨1990米),瑞士Gunter大桥等等。
近些年来,我国桥梁工程也步入了蓬勃发展时期。
令人仰慕的有南京长江二桥、香港汲水门桥、江阴大桥、润扬大桥、三县洲独塔单索面斜拉桥,还有横跨于杭州湾的跨大桥等,都是我们的骄傲。
2隧道及地下方面:
当今世界,人类正在向地下、海洋和宇宙开发。
向地下开发可归结为:
地下资源开发、地下能源开发和地下空间开发三个方面。
地下空间的利用也正由“线”的利用向大断面、大距离的“空间”利用进展。
20世纪80年代国际隧道协会(ITA)提出“大力开发地下空间,开始人类新的穴居时代”的口号。
顺应于时代的潮流,许多国家将地下开发作为一种国策,如日本提出了向地下发展,将国土扩大十倍的设想。
从某种意义上来讲,地下空间的利用历史是与人类文明史相呼应的。
我国地下空间的开发和利用始于60年代。
1965年北京建设地下铁道。
一期工程自北京站至苹果园,24.17km,明挖法施工。
二期工程为环线,于老城墙下修建,16.1km,浅埋明挖法施工。
60年代上海修建打浦路水底公路隧道。
70年代,我国修建了大量地下人防工程,其中相当一部分目前已得到开发利用,改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库。
80年代上海建成延安东路水底公路隧道,全长2,261m,采用直径11.3m的超大型网格水力机械盾构掘进机施工。
同一时期,上海还建成电缆隧道及其它市政公用隧道等20余条,总长达30余km。
1985年至1987年,上海建成黄浦江上游引水隧道一期工程,日引用量达230万t,社会效益十分显著。
人民广场地下车库的建成,其平面尺寸达176×146m,深11m。
广州地铁、南京地铁等在此一时期进入设计与施工准备阶段,宁波开始了水底公路隧道的修建工作。
90年代以来,我国城市地下的交通与市政设施加快了修建速度。
上海地铁1号线,地铁2号线已相继开通。
我国地下空间开发利用的网络体系已开始建设,多在地表至-30m以内的浅层修筑地下工程。
可以预见随着经济的发展,我国地下工程将进入蓬勃发展的时期。
现代地下工程发展迅速,各种典型工程著名浩瀚。
世界已有数百个城市修建了地下铁路。
一些工业发达国家,逐渐将地下商业街、地下停车场、地下铁道及地下管线等结为一体,成为多功能的地下综合体。
3.高层建筑:
18世纪末至19世纪末,欧洲和美国的工业革命带来了生产力的发展与经济的繁荣。
这时期,城市化发展迅速,城市人口高速增长。
为了在较小的土地范围内建造更多的使用面积。
建筑物不得不向高空发展。
另一方面,钢结构的发展和电梯的出现则促成了多层建筑的大量建造。
1913年在纽约建成了高52层的伍尔沃思大楼,1913年在纽约建成了高102层,381米的帝国大厦。
但是尽管当时已经采用了先进的钢框结构和劲性钢混凝土材料,都尚未创造出与新的建筑类型相适应的造型形式,人们造型观念还徘徊在中世纪高直建筑的形式中,因而新的结构类型被传统的造型形式所包裹,结构和造型为开始真正结合。
2000年至今,钢框架——现浇型钢混凝土核心筒结构有所发展,如CBD的LG大厦、北京财富中心(核心筒采用爬模施工)、世纪财富中心和北太平庄桥东北侧的城建大厦等;全钢结构也在采用,如中关村金融中心和北京电视中心等。
除上述钢结构和钢混结构工程外,北京近年高层写字楼和综合楼的竖向结构选型基本上为现浇框架-剪力墙和框架-核心筒,跨度较大的屋盖和梁则较多选用钢结构
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