第1章(1、2)

•1.1土木工程的概念•1.1.1土木工程的定义：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，如建在地面、地上和地下的各类工程设施；也指所用的材料和设备，如混凝土、钢筋等；也包括所用的技术，如设计方法、施工技术等。•土木工程英文为“CivilEngineering”，直译为民用工程，起初是为了和军事工程(Militaryengineering)区分开来，如浮桥等临时性建筑，后来也把军事工程也归纳入土木工程的范围。因此，土木包括房屋、工厂、水坝、道路、桥梁、隧道、运河、港口等•1.1.2土木工程的范畴：•第1章绪论水利工程港口码头工程给水排水工程地下工程机场工程隧道工程桥梁工程铁道工程道路工程房屋建筑工程1.2土木工程发展的历史简述土木工程的发展经历了古代、近代和现代三个阶段。1.2.1古代土木工程（旧石器时代—17世纪中叶）特点：1、没有系统的理论指导，但也有简单的理论，如《考工记》2、材料几乎都是天然材料，以石材、木材和砖。建筑形式：砖石结构和木结构著名建筑：1、国内（1）民用建筑工程（2）交通工程（3）特殊建筑陕西省西安市大雁塔，建于公元704年，是我国佛教建筑艺术中不可多得的杰作。塔高64.5m，共七层，塔体为方形锥体，造型简洁，气势雄伟，塔身用砖砌成，磨砖对缝坚固异常2、国外巴黎圣母院是一座典型的哥特式教堂。它的正面有一对钟塔，主入口的上部设有巨大的玫瑰窗。在中庭的上方有一个高达百米的尖塔。所有的柱子都挺拔修长，与上部尖尖的拱券连成一体。公元1630年始建，1653年建成。它由殿堂、钟楼、尖塔、水池等构成，全部用纯白色大理石建筑，用玻璃、玛瑙镶嵌，绚丽夺目。有极高的艺术价值。是伊斯兰教建筑中的代表作。1.2.2近代土木工程（17世纪中叶—二次世界大战前后）特点：1、形成了独立的学科2、首次提供了系统的理论指导，如伽利略发表的《关于两门学科的对话》中，首次提出了梁的设计理论；牛顿总结的三大定理，为土木工程奠定了力学分析的基础；1825年，法国维纳建立了结构设计的容许应力法。3、新材料开始应用，如混凝土和钢筋混凝土开始应用于土木工程，使得工程结构开始长高层和大型发展。4、提供了新的施工机械和施工方法建筑形式：混凝土结构、钢筋混凝土结构和钢结构著名建筑1、国内近代由于中国的落后，土木工程的发展较慢，这一时期建成较著名的建筑不多，如钱塘江大桥。2、国外（1）高层建筑由于工业革命使得欧洲经济迅猛发展，国外特别是美英法国在建筑方面出类拔萃，这一时期建成的著名建筑很多，如举世闻名的法国埃菲尔铁塔、美国的帝国大厦、美国的金门大桥纽约帝国大厦有1,453英尺，442.87米，从街面到102层有1,860级台阶。每天有一万到两万人次参观纽约帝国大厦。在晴朗的天气，你可以在纽约帝国大厦顶上看到近乎方圆80英里的景色。一年中帝国大厦会遭到雷击大概有100次左右，纽约帝国大厦的光在节日和特别的仪式时候会变颜色。【开工时间】：1930年3月【竣工时间】：1931年5月1日【占地面积】：0.8公顷【建筑面积】：204,385平方米【建筑高度】：天线448.7米，屋顶381米【建筑层数】：102层【结构形式】：钢筋混凝土结构【建筑造价】：6700万美元法国艾菲尔铁塔是世界著名的铁塔，于1889年设计建造的，以铁塔的设计工程师亚历大山。居斯塔夫。艾菲尔的名字命名。它位于塞纳河南岸马尔斯广场北端，是现代巴黎的标志。现为巴黎电视中心，铁塔高320米，电梯和搂梯沿塔身向上直达塔顶，有57米、115米、276米高的三层平台可供公众俯瞰巴黎市容，是法国旅游的必去之地。总造价为当年的8百万法郎，按照黄金价格相当于今天的4千万美元，将近3亿人民币。（2）大跨度建筑金门大桥横跨南北,花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一，金门大桥的巨大桥塔高227米，每根钢索重6412吨，由27000根钢丝绞成，跨度达1280米，为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。1933年1月始建，1937年5月首次建成通车。历时4年。共用10万多吨钢材，耗资达3550万美元建成。它虽不是世界上最长的悬索桥，但它却是最著名的桥。1.2.3现代土木工程（第二次世界大战至今）1、理论指导丰富，设计方法先进2、高强材料开始应用3、施工机械和施工技术更加先进4、工程多样化建筑形式：高层建筑、大跨度建筑和特殊建筑工程设施大型化交通快速化城市建设立体化功能多样化著名建筑：1、国内（1）高层建筑【开工日期】：1994年5月10日【竣工日期】：1999年3月18日【占地面积】：2.3公顷【建筑面积】：29万平方米【建筑层数】：地上88层，地下3层【建筑高度】：420.6米【结构形式】：钢筋混凝土结构【建筑造价】：约40亿，【开工日期】：1997年年初；2003年2月工程复工。【竣工日期】：2008年8月29日。【用地面积】：30,000m2。【占地面积】：14,400m2【建筑面积】：381,600m2。【建筑层数】：地上101层、地下3层。【建筑高度】：492米。【结构形式】：钢筋混凝土结构（SRC结构）、钢结构（S结构）【建筑造价】：1050亿日元，约10亿美元。，（2）大跨度建筑民用建筑1957年建成使用。主馆呈圆形，高33米，屋顶网架跨度直径110米。1999年经改建，新增1250平方米的双层舞台，设施先进，是目前国内首家剧院式的体育馆。可承接各类文艺演出、大型体育比赛、集会、大型展览等等，观众容量仍可保持在12000人左右。国家体育场(鸟巢)工程为特级体育建筑，主体结构设计使用年限100年，耐火等级为一级,抗震设防烈度8度，地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长333米、东西宽294米，高69米。“鸟巢”所用钢材料为“Q460”钢材。“Q460”钢材以前在国内从未生产过，“鸟巢”是这种钢材在国内建筑上的首次使用，而这次使用的钢板厚度达110毫米，也是史无前例的，在国家标准中，“Q460”的最大厚度只是100毫米。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构,钢结构总用钢量为4.2万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式上呈相互围合，基础则坐在一个相连的基础底板上。工程总耗费41亿吨钢材，总造价约70亿人民币，是世界上造价最高的体育馆。国家游泳中心又被称为“水立方”（WaterCube），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。国家游泳中心规划建设用地62950平方米，总建筑面积约80000平方米，其中地下部分的建筑面积不少于15000平方米，长宽高分别为177m×177m×30m，工程总造价20多亿人民币。水立方所用材料为ETFE（乙烯—四氟乙烯共聚物）膜材料作为立面维护体系的建筑。“水立方”设计采用了泡沫理论，建筑外墙分布着3000个不规则的气枕，即使出现外膜破裂，8小时内就可以将破损的外膜修补或更换。ETFE膜立面装配系统在国家游泳中心的运用、尝试是迄今世界上规模最大、构造最复杂、技术综合最全面的一次。（3）大跨度交通建筑武汉长江二桥全桥长3971.4m，由中铁大桥工程局勘设院设计，总造价8.6亿元。其中，正桥1876.1m,由大桥工程局施工，1996年6月13日通过国家验收。该桥正桥17个桥墩基础。在梁体布局上，采用了主跨180＋400＋180m的预应力混凝土斜拉桥、不等跨单腿连续刚构和连续梁三种桥型。斜拉桥主梁全长770m，宽29.4m，设6车道。主跨采用400m双塔、双索面、自锚式悬浮体系的预应力混凝土斜拉桥，全桥缆索共392根，为自行设计，自行制造，质量全部达到优良。，武汉长江大桥，设计总投资1.38亿元。南京长江大桥是长江上第一座由我国自行设计建造的双层式铁路、公路两用桥梁【开工时间】：1960年1月18日【竣工时间】：1968年9月铁路桥通车，同年12月公路桥通【桥塔高度】：70米【桥梁长度】：正桥长1577米，铁路桥长6772米，公路桥长4589米【结构形式】：双孔双曲拱桥形式【桥孔跨度】：第一孔是128米外，其余9孔均为160米【建筑造价】：2.87亿元苏通大桥工程总投资约64.5亿元，总长8206米，2008年6月30日正式通车，从规划到通车历时17年。其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100（其中主桥长约1088米）=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度300.4米,列世界第一；斜拉索的长度577米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75米X48.1米，列世界第一。2、国际，，1.3土木工程的未来•1、重大工程项目将陆续兴建•2、土木工程将向太空、海洋和荒漠开拓•3、工程材料向轻质、高强和多功能化发展•4、设计方法精确化、设计工作自动化•5、信息和智能化技术将全面全面引入土木工程•6、土木工程的可持续发展•未来建筑：，，