土木工程相关专业简介

第8章土木工程相关专业简介土木工程概论8.1城市规划与建筑设计8.2交通工程8.3给水排水工程8.4暖通空调工程8.5防护工程8.6海洋工程土木工程概论第8章土木工程相关专业简介8.1城市规划与建筑设计8.1.1城市规划城市规划一般是指为实现一定时期内城市经济和社会发展目标，确定城市性质、规模和发展方向，合理利用城市土地，协调城市空间布局和各项建设的综合部署和具体安排。城市规划是一个连续的没有终结的决策过程，不仅作为近期解决城市问题的依据，而且还是指导城市未来开发与发展的基础。土木工程概论第8章土木工程相关专业简介城市规划既是技术型的规划，又是战略型的规划，在制定时应遵循以下几条原则：1）城市规划应是适应经济、社会发展变化的动态型规划，应具有灵活性2）城市规划的战略研究和与之相适应政策的制定应成为城市规划的核心内容3）城市规划应反映公共、私人及各个团体的利益城市规划工作与政治、经济、社会、技术、艺术等多方面有关，主要内容包括：1）从静、动态角度出发，调查、搜集、研究城市规划工作所必需的基础资料2）根据社会经济发展计划及区域规划提出的要求，结合城市本身的发展潜力，确定城市性质和发展规模，拟定城市发展的各项技术经济政策3）在确定城市结构基础上考虑城市的长远发展方向，确定城市各项建设项目市政设施和工程设施的原则和技术方案4）采用相应法律、经济、技术手段实施规划土木工程概论第8章土木工程相关专业简介20世纪初，英国人霍华德（E.Howard）提出的“田园城市”理论(下图)是现代城市规划理论的重要源泉之一，它对城市规划思想和观念产生巨大影响。进入20世纪后，随着社会、经济、政治的发展和变革，相继出现有机疏散理论、广亩城市理论、卫生城镇、现代城市设想理论等，其中《雅典宪章》（CharterofAthens）和《马丘比丘宪章》对全世界城市规划理论产生了很大影响，被誉为现代城市规划理论发展的重要里程碑。土木工程概论第8章土木工程相关专业简介北京市于2004年组织中国城市规划设计研究院、北京城市规划设计研究院和清华大学等单位开展了北京城市空间发展战略研究，提出“两轴-两带-多中心”的城市空间新格局。土木工程概论第8章土木工程相关专业简介上海市1999~2020总体规划目标是到2020年把上海初步建成国际经济、金融、贸易、航运中心之一，基本确立上海国际经济中心城市的地位。市域空间布局结构以中心城为主体，形成“多轴、多层、多核”的市域空间布局结构。土木工程概论第8章土木工程相关专业简介8.1.2建筑设计1.概述建筑设计是按照建筑任务，用图纸和文字将在施工使用过程中存在或可能发生问题的解决方法表达出来，作为施工和各个工种相互配合协作的共同依据，并使建筑物充分满足各种要求。建筑设计是建筑功能、工程技术和建筑艺术的综合建筑设计分为初步设计和施工图设计两个阶段。对于复杂的、大型的工程，采用初步设计、技术设计、施工图设计三个阶段1）设计前的准备工作：熟悉设计任务书，明确建设项目的设计要求；收集必要的设计原始数据和设计资料；设计前的调查研究2）初步设计阶段：在已定的基地范围内，按照设计任务书所拟定的房屋使用要求，综合考虑技术经济条件好建筑艺术方面的要求，提出设计方案3）技术设计阶段：在初步设计的基础上进一步确定房屋的各种工种和工种之间的技术问题4）施工图设计阶段：在初步设计或技术设计的基础上综合建筑、结构、设备、设备各工种，相互交底，核实核对，把各项具体要求反映在图纸中土木工程概论第8章土木工程相关专业简介建筑设计的要求总体上主要包括5个方面：•满足建筑功能要求•采用合理的技术措施•具有良好的经济效果•考虑建筑美观要求•符合总体规划要求2.建筑平面设计建筑平面设计是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，对于剖面关系的民用建筑，其平面布置基本上能反映空间组合的主要内容。土木工程概论第8章土木工程相关专业简介从组成平面各部分面积分析，建筑主要分为：使用部分：指主要使用活动和辅助使用活动面积交通联系部分：建筑物中各个房间之间、楼层之间、房间内外之间联系通行面积房屋构件所占部分：指墙、柱、墙墩及隔断等构件所占面积交通联系部分使用部分房屋构件所占部分土木工程概论第8章土木工程相关专业简介(1)使用部分平面设计使用部分从功能要求分为生活用房间，工作、学习用房间，公共活动房间。对使用部分平面设计要求主要有房间面积、形状、尺寸要满足室内使用活动和家具，设置合理布置的要求；门窗大小和位置应考虑房间出入方便，疏散安全，采光通风良好。(2)交通联系部分平面设计建筑物内部交通联系部分可分为：•水平交通联系部分•垂直交通联系部分•交通联系枢纽部分交通联系部分平面设计首先需要确定走廊、楼梯等通行疏散要求宽度及门厅、过厅等人们停留和通行所必需面积，然后结合平面布局考虑交通联系部分在建筑平面中位置及空间组合等设计问题对交通联系部分设计的主要要求是交通路线简捷、明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足采光通风要求；力求节省面积，考虑空间处理等问题土木工程概论第8章土木工程相关专业简介(3)建筑平面的组合设计建筑平面设计的主要任务是•合理安排各组成部分位置，确定它们的相互关系•组织好建筑物内部及内外之间方便和安全的交通联系•考虑结构布置、材料、施工方法合理性•符合总体规划要求建筑平面组合方式有•走廊式组合：走廊一侧或两侧布置房间•套间式组合：房间之间直接穿通•大厅式组合：以一个大厅为主，辅助其他辅助房间走廊式组合套间式组合大厅式组合3.建筑剖面设计土木工程概论第8章土木工程相关专业简介建筑剖面设计主要分析建筑物各部分应有高度，建筑层数，建筑空间组合，建筑剖面中结构、构造关系等，是用来表示建筑物在垂直方向房屋各部分组合关系的(1)房屋各部分的确定房间高度和剖面形状的确定•考虑室内使用性质和活动特点要求•采光、通风要求•结构类型要求•设备设置要求•室内空间比例要求房间各部分高度的确定•层高需根据作用性质、技术经济、建筑艺术、综合功能要求确定•底层地坪标高一般适当提高，主要考虑防止室外雨水流入室内和房屋沉降等因素，对一些有特殊要求的建筑物底层地坪标高确定要考虑的因素不同土木工程概论第8章土木工程相关专业简介(2)房屋层数确定及建筑剖面组合方式房屋层数确定要考虑使用性质、城市规划要求、建筑物耐火等级、结构类型、建筑材料、施工条件及房屋造价等因素建筑剖面组合方式•组合方式主要有：单层、多层、高层、错层、跃层等•组合方式选择主要由建筑物中各类房间高度、剖面形状、房间使用要求、结构布置特点等因素决定单层剖面组合图多层剖面组合图高层剖面组合错层剖面组合跃层剖面组合土木工程概论第8章土木工程相关专业简介(3)建筑空间的组合和利用建筑空间组合•对于高度相同，使用性质接近的房间可组合在一起。•高度比较接近，使用上关系密切的房间，在满足室内功能要求的前提下，可适当调整房间之间的高差，尽可能将房间高度统一•对于高度相差较大的房间，在单层剖面中可根据实际使用要求设置不同高度的屋顶，在多层和高层剖面中可根据不同高度房间数量多少和使用性质在房屋垂直方向分层组合建筑空间的利用•充分利用建筑空间，可以扩大使用面积，充分发挥房屋的投资效果4.建筑体形和立面设计土木工程概论第8章土木工程相关专业简介建筑体形和立面设计的要求是•反映建筑物功能要求和建筑物类型特征，满足结构材料性能、结构构造和施工技术特点，符合建筑标准和相应的经济指标，适应基地环境和建筑规划的群体布置，符合建筑造型和立面构图规律建筑体形反映建筑物总体量大小、组合方式、比例尺度等，对房屋的外形有重要影响建筑组合造型要求有：完整均衡，比例恰当，主次分明，交接明确，体形简洁，环境协调建筑立面设计有使用要求、结构构造及技术要求等，但其中造型和构图等问题非常重要，建筑立面设计中的美观要求是尺度正确，比例协调，节奏感、虚实对比，材料质感和色彩配置，重点及细部处理此外还有内外空间组织、群体规划、环境绿化等也是设计的主要内容土木工程概论第8章土木工程相关专业简介8.2交通工程交通工程是以人为本，以交通流为中心，以道路为基础，将人、车、路、环境及能源等与交通有关的内容统一在交通系统中加以研究，综合处理交通中四者之间关系的工程交通工程作为一门正在发展中的学科，目前世界各国学者从不同角度、观点、方法对其进行研究，难以下出确切定义，因此其没有世界公认的统一定义，20世纪80年代初，美国交通工程师协会将其定义为：研究道路规划、几何设计、交通管理和道路网终点站、毗邻区域及道路交通与各种交通方式的关系的学科。澳大利亚著名交通工程学家布伦敦对交通工程的定义是：交通工程是关于交通和出行的计测科学，是研究交通流和交通发生的基本规律的科学土木工程概论第8章土木工程相关专业简介交通工程学科的内容主要包括以下几个方面：1）交通特征分析技术：主要是交通参与者（驾驶员、行人、乘客），交通工具（机动车。非机动车），道路（公路、城市道路、交叉口及交通枢纽），交通流的交通特征性研究分析方法2）交通调查方法：包括交通量、交通速度、交通密度、居民、车辆出行、交叉口通行能力、交通事故、交通污染（大气、噪声）等调查方法3）交通流理论：主要研究交通量特性与参数（流量、速递、密度）之间的相互关系，各种理论模型，车辆跟驰理论，概率论，排队论，流体力学理论等的应用4）道路通行能力分析技术：包括城市道路，一般公路、高速公路基本通行能力及实用通行能力的分析方法，交叉口通行能力分析方法，公共交通线路通行能力及线网运输能力分析方法，服务水平的分级及划分标准等5）交通规划理论：主要包括城市交通需求、区域综合运输要求、公路交通需求预测、网络交通流动、静态分配模型、城市道路网络、公共交通网络、公路网络的规划方法和道路交通规划评价技术土木工程概论第8章土木工程相关专业简介6）交通管理与控制技术：包括交通法规制定、交通系统管理策略、交通需求管理策略、交通运行组织管理、交叉口控制、干线交通控制、区域交通控制、交通管理策略的计算机模型及定量化评价技术7）交通安全技术：主要有交通事故发生的统计规律、影响因素分析、交通安全评价、事故预防措施、事故预测和交通安全设施研究技术8）交通系统的可持续发展规划：包括交通管理结构的规划、交通环境污染（大气污染、声污染、振动等）预测，评价及预防，交通能耗的预测与评价，交通系统中其他资源消耗的预测与评价，交通系统可持续发展的保障体系9）交通工程的新理论、新方法、新技术：交通工程是随着科学技术的发展而不断向前发展的，目前智能交通系统是交通工程中的新理论，它涵盖着现代通信技术、计算机技术、信息技术、管理技术、控制技术等多学科理论土木工程概论第8章土木工程相关专业简介8.2.1交通特性分析技术1.交通参与者（驾驶员、乘客、行人）的交通特性驾驶员的交通特性•在道路交通系统中，驾驶员的主要职责是沿选定的驾驶路线，将旅客和货物迅速、顺利、准时地送到目的地，同时又要保证货物完好及旅客安全、舒适•在驾驶车辆过程中，驾驶员信息处理过程主要分为感知、判断、操作三个阶段，即首先通过视觉、听觉、触觉等器官从外界环境中获取信息，经过大脑进行信息感知处理，进行对照分析后，做出判断和反应，支配肢体操纵车辆乘客的交通特性•乘客交通需求是安全、方便、迅速、舒适地到达目的地，因此，道路线形设计、交通工具配备、交通管理及交通设施布设都应考虑这些要求•此外，乘车时间、乘客心理空间、乘车姿势、车辆环境、沿途景色等也会对乘客产生影响行人的交通特性•行人的交通特性表现在行人速度、对个人空间要求、步行时注意力等方面土木工程概论第8章土木工程相关专业简介2.交通工具（机动车、非机动车）的交通特性机动车的交通特性•机动车的尺寸、质量与道路几何设计、结构设计、交通规划制定，道路通行能力等关系密切•机动车性能主要有：动力性能、制动性能、通过性、机动性及稳定性非机动车的交通特性•非机动车是指自行车、三轮车、人力车、畜力车、残疾人专用车•自行车具有短时性、行进稳定性、动态平衡性、动力递减性、爬坡性能、制动性