猜燈謎杜
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土木工程
拓展:土木工程
土木工程(英文:Civil Engineering)是建造各類工程設施的科學技術的統稱。
它既指所應用的材料、裝置和所進行的勘測、設計、施工、保養、維修等技術活動,也指工程建設的物件。即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、管道、隧道、橋樑、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水排水以及防護工程等。
重要性與意義
土木工程的目的是形成人類生產或生活所需要的、功能良好且舒適美觀的空間和通道。它既是物質方面的需要,也有象徵精神方面的需求。隨著社會的發展,工程結構越來越大型化、複雜化,超高層建築、特大型橋樑、巨型大壩、複雜的地鐵系統不斷湧現,滿足人們的生活需求,同時也演變為社會實力的象徵。
土木工程需要解決的根本問題是工程的安全,使結構能夠抵抗各種自然或人為的作用力。任何一個工程結構都要承受自身重量,以及承受使用荷載和風力的作用,溼度變化也會對土木工程結構產生力作用。在地震區,土木工程結構還應考慮抵禦地震作用。此外,爆炸、振動等人為作用對土木工程的影響也不能忽略。
問題與條件
材料是實現土木工程建造的基本條件。土木工程的任務就是要充分發揮材料的作用,在保證結構安全的前提下實現最經濟的建造,因此材料的選擇,數量的確定是土木工程設計過程中必須解決的重要內容。
土木工程的最終實現是將社會所需的工程專案建造成功,付諸使用。有了最優設計還不夠,還需要把藍圖變為現實。因此需要研究如何利用現有的物資裝置條件,通過有效的技術途徑和組織手段來進行施工。
土木工程是個系統工程,涉及方方面面的知識和技術,是運用多種工程技術進行勘測、設計、施工的成果。土木工程隨著社會科學技術和管理水平而發展,是技術、經濟、藝術統一的歷史見證。影響土木工程的因素既多又複雜,使得土木工程對實踐的依賴性很強。
歷史程序
對土木工程的發展起關鍵作用的,首先是作為工程物質基礎的土木建築材料,其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建築材料時,土木工程就 會有飛躍式的發展。
人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動,後來出現了磚和瓦這種人工建築材料,使人類第一次衝破了天然建築材料的束縛。中國在公元前十一世紀 的西周初期製造出瓦。最早的磚出現在公元前五世紀至公元前三世紀戰國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優越的力學效能,可以就地取材,而又易於加工製作。
磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18~19世紀,在長達兩千多年時間裡,磚和瓦一直是土木工程的重要建築材料,為人類文明作出了偉大的貢獻,至今還被廣泛採用。
鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。 十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋樑和房屋,這是鋼結構出現的前奏。
從十九世紀中葉開始,冶金業冶煉並軋製出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質量均勻的建築鋼材,隨後又生產出高強度鋼絲、鋼索 。於是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的樑、拱結構外,新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣,出現了結構形式百花爭豔的局面。
建築物跨徑從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的百米、幾百米,直到現代的千米以上。於是在大江、海峽上架起大橋,在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔,甚至在地面下鋪設鐵路,創造出前所未有的奇蹟。
為適應鋼結構工程發展的需要,在牛頓力學的基礎上,材料力學、結構力學、工程結構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發展,土木工程從經驗上升成為科學,在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新,從而促成了土木工程更迅速的發展。
十九世紀20xx年代,波特蘭水泥製成後,混凝土問世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土構件易於成型,但混凝土的抗拉強度很小,用途受到限制。 十九世紀中葉以後,鋼鐵產量激增,隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的複合建築材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發揮了各自的優點。 二十世紀初以來,鋼筋混凝土廣泛應用於土木工程的各個領域。
從三十年代開始,出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂效能、剛度和承載能力,大大高於鋼筋混凝土結構,因而用途更為廣闊。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土佔統治地位的歷史時期。混凝土的出現給建築物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式,使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發展。
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