土木工程概论 第1章 绪论2.ppt

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1、英国恒伯尔桥英国恒伯尔桥（主跨（主跨 1410m 1410m，世界第三，世界第三 ）香港青马大桥香港青马大桥（19971997年，主跨年，主跨1 377m1 377m，世界世界第五）第五）现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化 美美国国金金门门悬悬索索桥桥建建于于19371937年年跨跨度度 千千米米，现有已现有已 6 6 座悬索桥跨座悬索桥跨超过它超过它现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化拱拱 桥桥混凝土拱桥混凝土拱桥四川万县长江大桥四川万县长江大桥19971997年、拱跨年、拱跨420m420m世界第一世界第一 法国博浪加斯脱桥法国博浪加斯脱桥 南斯拉夫克

2、尔克二号桥南斯拉夫克尔克二号桥 (混凝土拱跨混凝土拱跨390m390m，曾经世界第一），曾经世界第一）黄河江界河大桥黄河江界河大桥 （混凝土拱跨（混凝土拱跨330m330m）广西邕江大桥广西邕江大桥 （钢筋混凝土组合拱，跨度（钢筋混凝土组合拱，跨度312m312m）悉尼港湾桥悉尼港湾桥 （19321932、公铁两用钢桁架双铰拱、跨度、公铁两用钢桁架双铰拱、跨度502.9m502.9m）美国新河大峡谷钢拱桥美国新河大峡谷钢拱桥 （19771977、跨度、跨度518.26m,518.26m,世界第一世界第一)美国奇尔文科钢拱桥美国奇尔文科钢拱桥 （跨度（跨度503.6m,503.6m,曾经世界第一

3、曾经世界第一)拱拱 桥桥（钢拱桥）（钢拱桥）现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化斜拉桥：斜拉桥：二战后的新桥型二战后的新桥型法国诺曼底桥法国诺曼底桥 跨度跨度856m856m、跨度最大的斜拉桥、跨度最大的斜拉桥上海杨浦斜拉桥上海杨浦斜拉桥 19931993年，主跨年，主跨602m602m，当时世界第一，当时世界第一上海南浦斜拉桥上海南浦斜拉桥 跨度跨度423m423m，与杨浦大桥及高架公路成内环交通，与杨浦大桥及高架公路成内环交通现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大

4、型化工程大型化挪威的山岭隧道挪威的山岭隧道（全长（全长25.8km25.8km，山区隧道世界第一），山区隧道世界第一）瑞士的圣哥大隧道瑞士的圣哥大隧道 （长（长16.91 km16.91 km，19801980年）年）德意间的开尔其隧道德意间的开尔其隧道 （19801980年，全长近年，全长近13km13km）京广复线大瑶山隧道京广复线大瑶山隧道 (全长全长14.295km)14.295km)开凿穿山隧道开凿穿山隧道跨海峡隧道跨海峡隧道现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化 英吉利海峡隧道英吉利海峡隧道 50.3km50.3km(海底海底37),37),19931993年年,世

5、界第二世界第二 日本青函海底隧道日本青函海底隧道 53.8km53.8km(海底海底23),23),19851985年年,世界第一世界第一现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化世界最高的十座建筑世界最高的十座建筑 7 7座在中国，座在中国，2 2美美（3 3、9 9），），1 1马来西亚马来西亚（2 2）中国广州中信广场大厦中国广州中信广场大厦 8080层、高层、高391391米，米，1991997年，世界第年，世界第 6 6中国深圳地王大厦中国深圳地王大厦 6969层、高层、高384384米，米，1996年，年，世界第世界第 7 7美国纽约帝国大厦美国纽约帝国大厦 10210

6、2层、高层、高381381米，米，1931年，年，世界第世界第 8 8中国香港中环广场大厦中国香港中环广场大厦 7878层、高层、高374374米，米，1992年，年，世界第世界第 9 9中国香港中国银行大厦中国香港中国银行大厦 7272层、高层、高369369米，米，1990年，年，世界第世界第1010高高 层层 建建 筑筑纽约世界贸易中心纽约世界贸易中心 19121912年年,l1O,l1O层层,417m,417m现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化高耸结构高耸结构 加拿大多伦多电视塔加拿大多伦多电视塔 （横截面为（横截面为Y Y形，形，高高549m,549m,世界第一）

7、世界第一）莫斯科电视塔莫斯科电视塔 （高（高537m537m，19671967年年 世界第二）世界第二）上海东方明珠电视塔上海东方明珠电视塔 （高（高468m468m，19951995年年 世界第三）世界第三）吉隆坡电视塔吉隆坡电视塔（412m412m）天津电视塔天津电视塔（406m406m）北京电视塔北京电视塔（380m)380m)大跨度建筑大跨度建筑（体育馆，展览厅和大型储罐）（体育馆，展览厅和大型储罐）美国西雅图金群体育馆美国西雅图金群体育馆（钢结构穹球顶，直径（钢结构穹球顶，直径202m202m）法国巴黎工业展览馆法国巴黎工业展览馆（屋盖（屋盖218m218m218m218m，装配式薄

8、壳），装配式薄壳）北京工人体育馆北京工人体育馆（悬索屋盖，直径（悬索屋盖，直径90m90m）日本预应力混疑土液化气储罐日本预应力混疑土液化气储罐（19931993年，容量达年，容量达1414万万m3m3）瑞典、挪威、法国等欧洲国家，地下岩石中不砌衬瑞典、挪威、法国等欧洲国家，地下岩石中不砌衬油库和气库容量高达几十万甚至上百万立方米油库和气库容量高达几十万甚至上百万立方米现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化核电站核电站 2020世纪世纪5050年代始有核能电站，年代始有核能电站，8080年代年代2323个国家已有个国家已有277277座，在建座，在建4040个国家个国家6136

9、13座座 我国有大亚湾、秦山与连云港核电站我国有大亚湾、秦山与连云港核电站 （防辐射泄露及防爆的核安全壳是特种结构）（防辐射泄露及防爆的核安全壳是特种结构）海上采油平台海上采油平台，全世界，全世界300300多座多座 中国在渤海、东海和南诲建有多座中国在渤海、东海和南诲建有多座，海上平台所处环境恶劣；荷载复杂，施工困难海上平台所处环境恶劣；荷载复杂，施工困难而功能要求高而功能要求高 现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化水利工程水利工程（筑坝蓄水、灌溉、航行、发电）（筑坝蓄水、灌溉、航行、发电）我国青海龙羊峡大坝我国青海龙羊峡大坝 19891989年、高年、高178m178m、

10、底宽、底宽80m 80m 瑞士大狄克桑坝瑞士大狄克桑坝 世界最高重力坝，高世界最高重力坝，高285m 285m 俄国萨杨苏申克坝俄国萨杨苏申克坝 高高245m245m，重力坝世界第二高，重力坝世界第二高俄国英古里坝俄国英古里坝 高高272m,272m,混凝土双曲拱坝世界最高混凝土双曲拱坝世界最高现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化我国贵州乌江渡坝我国贵州乌江渡坝 拱形重力坝，高拱形重力坝，高165m165m 总装机发电容量总装机发电容量 超过超过100100万万kWkW美国大古里水电站美国大古里水电站 103103万万kW

11、kW委内瑞拉水电站委内瑞拉水电站 108.3108.3万万kWkW巴西巴西 巴拉圭伊泰普水电站巴拉圭伊泰普水电站 12601260万万kWkW，世界第二，世界第二现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化三峡水利枢纽三峡水利枢纽 水电站主坝高水电站主坝高190m190m 装机容量装机容量 18201820万万kWkW 世界第一世界第一（效益、规模）（效益、规模）四川二滩水电站四川二滩水电站 拱坝高拱坝高242m242m、库容、库容5858亿亿 装机容装机容33O33O万万kWkW黄河小浪底水利枢纽黄河小浪底水利枢纽 堆石坝主坝，高堆石坝主坝，高154m154m 总装机容量总装机容量

12、800800万万kWkW 中国古代土木工程中有光辉成就，至今仍有中国古代土木工程中有光辉成就，至今仍有许多历史遗存；长城、故宫、赵州桥等列入世许多历史遗存；长城、故宫、赵州桥等列入世界文化遗产名录界文化遗产名录 中国中国近代土木近代土木工程，进工程，进展很慢。展很慢。现现代土木工程代土木工程特点特点 工程大型化工程大型化 中国现代土木工程，近中国现代土木工程，近2020年来取得了年来取得了举世瞩目的成就。高层建筑，大跨桥梁，举世瞩目的成就。高层建筑，大跨桥梁，宏伟机场，港口码头等，前十名中均有宏伟机场，港口码头等，前十名中均有建树，有的前三名；甚至第一名建树，有的前三名；甚至第一名 反映我国经

13、济发展，中华民族复兴反映我国经济发展，中华民族复兴 仅仅是开始，幸运的同学可望未来在仅仅是开始，幸运的同学可望未来在土木工程建设中贡献才华，亮丽人生。土木工程建设中贡献才华，亮丽人生。1.3“土木工程土木工程”的的展展 望望 与与 未未 来来 1 1、现代生活水平不断提高、科学技术飞速发展、现代生活水平不断提高、科学技术飞速发展 对土木工程提出了更新、更高的要求对土木工程提出了更新、更高的要求 2 2、重大工程土木工程项目会陆续兴建、重大工程土木工程项目会陆续兴建 将提供大量就业机会和施展才能舞台将提供大量就业机会和施展才能舞台土木工程的未来：土木工程的未来：、材料向多功能、智能化发展、材料向

14、多功能、智能化发展 、项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓、项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓 、规划设计科学化、自动化，、规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化施工建造精细化、工厂化 、可持续发展是必经之路、可持续发展是必经之路1.3 1.3 土土 木木 工工 程程 展展 望望 与与 未未 来来 重大工程项目将陆续兴建重大工程项目将陆续兴建 1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来上海环球金融上海环球金融大厦大厦101101层层492m492m美国芝加哥建美国芝加哥建MBeitlerMBeitler大厦大厦 141141层，高层，高610m610m 韩国首尔建韩国首尔

15、建 超高层大厦超高层大厦 200层，高层，高800m日本摩天城市日本摩天城市(sky city)(sky city)方案方案底座底座400m400m400m400m地下深地下深60m60m、地上高、地上高1000m1000m、总面积、总面积800800万万m m2 2、可住可住3 3、4 4万人万人日本摩天巨塔日本摩天巨塔“X-Seed 4000X-Seed 4000”800800层可住层可住100100万人万人 在在建、建、拟拟建建高高层层建建筑筑土地供求矛盾使城市建设向高、深发展土地供求矛盾使城市建设向高、深发展阿联酋迪拜大厦阿联酋迪拜大厦180180层约层约807m 807m 大连国贸中

16、心大厦大连国贸中心大厦78+578+5层，高层，高420m420m2并并51200820092007 重重 大大 工工 程程 项项 目目 将将 陆陆 续续 兴兴 建建 土地供求矛土地供求矛盾使城市建设盾使城市建设向高、深发展向高、深发展人口基数大，城市化进程加速，住宅需求压力大人口基数大，城市化进程加速，住宅需求压力大目前城市人均住房面积目前城市人均住房面积1010余余m m2 2，发达国家，发达国家2020以上以上 我国将大量建我国将大量建商品房、经济适商品房、经济适用房和廉租住房用房和廉租住房1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来 环球铁道和环球高速公路已有多种方案环球铁道和环球高

17、速公路已有多种方案 从从南南美美阿阿根根廷廷的的火火地地岛岛合合恩恩角角北北上上经经中中美美、北北美美，从从阿阿拉拉斯斯加加穿穿白白冷冷海海峡峡到到俄俄国国，经经中中、蒙蒙、俄俄到到东东欧欧西西欧欧，再再从从西西班班牙牙穿穿直直布布罗罗陀陀海海峡峡到到摩摩洛洛哥哥，经北非穿撒哈拉大沙漠到南非直达好望角经北非穿撒哈拉大沙漠到南非直达好望角 跨跨白白令令海海峡峡和和直直布布罗罗舵舵海海峡峡大大桥桥已已有有设设计计方方案案土土木工程杂志发表木工程杂志发表 重重 大大 工工 程程 项项 目目 将将 陆陆 续续 兴兴 建建 高速公路、铁道持续发展，交通土建将有大进步高速公路、铁道持续发展，交通土建将有大

18、进步1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来 重重 大大 工工 程程 项项 目目 将将 陆陆 续续 兴兴 建建 “五纵五纵”：从南到北五条主干线：从南到北五条主干线 黑龙江同江南下穿渤海湾黑龙江同江南下穿渤海湾 越长江口和琼州海峡越长江口和琼州海峡 直达海南三亚直达海南三亚 有多座大桥或隧道有多座大桥或隧道 北京到福州北京到福州 北京到珠海北京到珠海 内蒙古二连浩特到云南河口内蒙古二连浩特到云南河口 重庆到湛江重庆到湛江 中国拟建以中国拟建以“五纵；七横五纵；七横”为骨干全国公路网为骨干全国公路网 贯贯通通首首都都、直直辖辖市市和和各各省省市市自自治治区区的的省省会会或或首首府府，连连接

19、接人人口口100100万以上得大城市和很多万以上得大城市和很多5050万人口以上城市万人口以上城市1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来 重重 大大 工工 程程 项项 目目 将将 陆陆 续续 兴兴 建建 1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来“七横七横”:横贯东西七条主干线横贯东西七条主干线绥芬河到满洲里绥芬河到满洲里丹东到拉萨丹东到拉萨 青岛到银川青岛到银川衡阳到昆明衡阳到昆明上海到成都上海到成都上海到云南瑞丽上海到云南瑞丽 连云港到新疆连云港到新疆 霍尔果斯霍尔果斯 规划国内规划国内铁路铁路：20202020年，初步形成年，初步形成 “四纵四横四纵四横”铁路网、营业里程铁路

20、网、营业里程1010万万kmkm，（客运专线（客运专线1.21.2万万kmkm）；复线率和电气化率）；复线率和电气化率5050 普通旅客列车时速达普通旅客列车时速达200km200km“四纵四纵”：北京上海北京上海（1318km1318km）北京武汉广州深圳北京武汉广州深圳（2260km2260km）北京沈阳哈尔滨北京沈阳哈尔滨（大连）（大连）（1700km1700km）杭州宁波福州深圳杭州宁波福州深圳（1600km1600km）“四横四横”：徐州郑州兰州徐州郑州兰州（1400km1400km）杭州南昌长沙杭州南昌长沙（880km880km）青岛石家庄太原青岛石家庄太原（770km770km）

21、宁汉蓉宁汉蓉（南京武汉重庆成都）（南京武汉重庆成都）（1600km1600km）重重 大大 工工 程程 项项 目目 将将 陆陆 续续 兴兴 建建1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来 在建或刚建成的在建或刚建成的国内国内铁路铁路：北京到上诲北京到上诲高速铁路高速铁路、上诲到杭州、上诲到杭州磁悬浮铁路磁悬浮铁路 普通铁路普通铁路：苏北到福建的南北铁路，四川内江至昆明线，西安至南京线苏北到福建的南北铁路，四川内江至昆明线，西安至南京线 青藏、川藏、滇藏的铁路和快速公路或高速公路青藏、川藏、滇藏的铁路和快速公路或高速公路 规划规划国际铁路国际铁路：昆明经缅甸、盂加拉国到印度，昆明经缅甸、盂加

22、拉国到印度，昆明经仰光到曼谷，昆明经仰光到曼谷，从仰光经马来西亚到新加坡从仰光经马来西亚到新加坡 经国际会议研究，只等投资及利益分配落实，有望经国际会议研究，只等投资及利益分配落实，有望2121世纪世纪前半叶通车前半叶通车 重重 大大 工工 程程 项项 目目 将将 陆陆 续续 兴兴 建建航空港、海港和内河航运码头建设也航空港、海港和内河航运码头建设也将有大进步将有大进步1.3 土木工土木工程展望与程展望与 未来未来 近百年来，土木工程材料主要是钢、混凝土、木和砖石近百年来，土木工程材料主要是钢、混凝土、木和砖石 2121世纪在工程材料方面可望突破世纪在工程材料方面可望突破 A)A)、传统材料的

23、改性、传统材料的改性 混混凝凝土土材材料料应应用用广广，耐耐久久性性好好，但但强强度度（比比钢钢材材)低低，韧韧性性差，笨重而易开裂差，笨重而易开裂 目目前前混混凝凝土土强强度度常常用用C50C50一一C60C60，特特殊殊可可达达C80C80一一C100C100，将将有有C400C400混凝土，常用混凝土，常用100100左右左右 加微型纤维改善混凝土韧性，塑料混合混凝土正开发应用加微型纤维改善混凝土韧性，塑料混合混凝土正开发应用 B)B)、智智能能混混凝凝土土(自自修修复复)等等多多功功能能、智智能能材材料料开开发发应应用用 混混凝凝土土中中掺掺入入装装有有树树脂脂空空心心纤纤维维，裂裂缝

24、缝出出现现、混混凝凝土土微微细细血血管破裂，溢出的树脂制动封闭和粘接裂缝管破裂，溢出的树脂制动封闭和粘接裂缝 光纤维混凝土光纤维混凝土(混凝土中埋光导纤维混凝土中埋光导纤维)能自动传输结构服役状况能自动传输结构服役状况1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木土木工程材料向多功能、智能化发展工程材料向多功能、智能化发展C)C)、化学合成材料的应用、化学合成材料的应用 目前主要用于门窗、管材、装饰材料，目前主要用于门窗、管材、装饰材料，今后向今后向大面积围护材料及结构骨架材料发展大面积围护材料及结构骨架材料发展 化工制品耐高温、保温隔声、耐磨耐压化工制品耐高温、保温隔声、耐磨

25、耐压,用于用于制造隔板等非承重功能构件很理想制造隔板等非承重功能构件很理想 碳纤维轻质、高强、耐腐蚀，用于结构补强碳纤维轻质、高强、耐腐蚀，用于结构补强 成本降低后可用作混凝土的加筋材料成本降低后可用作混凝土的加筋材料 1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木土木工程材料向多功能、智能化发展工程材料向多功能、智能化发展海洋占地表面积的海洋占地表面积的7070 陆地面积少，开始向海洋开拓陆地面积少，开始向海洋开拓 防噪音影响居民、节约用地防噪音影响居民、节约用地 机场填海造地，筑海上人工岛机场填海造地，筑海上人工岛 上建跑道和候机楼上建跑道和候机楼 中国澳门机场中国澳门机场

26、 日本关西国际机场日本关西国际机场 香港大屿山国际机场香港大屿山国际机场 荷兰围海造城荷兰围海造城 扩大现代海上采油平台扩大现代海上采油平台 建海上城市建海上城市 设想建海上浮动城市设想建海上浮动城市 （航空母舰）（航空母舰）1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓、土木工程项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓 1 13 3陆地为沙漠或荒漠、渺无人烟，很少开发陆地为沙漠或荒漠、渺无人烟，很少开发 沙漠缺水，生态环境恶劣，日夜温差大，空气干燥，太阳沙漠缺水，生态环境恶劣，日夜温差大，空气干燥，太阳辐射强，不适于人类生存辐射强，

27、不适于人类生存 近代开始沙漠改造工程近代开始沙漠改造工程 我国西北，兴修水利，种植固沙植物，改良土壤等，使一些我国西北，兴修水利，种植固沙植物，改良土壤等，使一些沙漠变成绿洲沙漠变成绿洲 大规模改造沙漠，首先要解决水的问题大规模改造沙漠，首先要解决水的问题 沙漠地下找水沙漠地下找水（利比亚发现撒哈拉大沙漠有丰富的地（利比亚发现撒哈拉大沙漠有丰富的地下水，已部分利用）下水，已部分利用）拖南极的巨大冰山入沙漠拖南极的巨大冰山入沙漠（沙特阿拉伯可行性研究）（沙特阿拉伯可行性研究）海水淡化海水淡化（成本高，沙漠改造可改善生态）（成本高，沙漠改造可改善生态）1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的

28、展望与未来、工程项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓、工程项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓 人类向太空发展的梦想可望在人类向太空发展的梦想可望在2121世纪变为现实世纪变为现实 美籍华裔科学家林柱铜博士用从月球带回的岩石烧成水泥美籍华裔科学家林柱铜博士用从月球带回的岩石烧成水泥 只要带上的氢、氧在月球能化合成水，则可就月制造混凝土只要带上的氢、氧在月球能化合成水，则可就月制造混凝土 美美国国计计划划在在月月球球上上建建基基地地，月月球球上上建建圆圆形形基基地地，需需水水泥泥100t100t，水水300t300t和和钢钢筋筋360t360t。月月球球矿矿藏藏丰丰富富，除除水水以以外外

29、，其其他他均均可可就月地取材就月地取材 日日本本设设想想在在月月球球上上建建立立六六角角形形蜂蜂房房式式基基地地，用用钢钢制制成成，可以拼接扩大，内部造成适合人类居住人工气候可以拼接扩大，内部造成适合人类居住人工气候 随随着着太太空空站站和和月月球球基基地地的的建建立立，人人类类可可向向与与地地球球相相似似的的火火星星进进发发。火火星星缺缺氧氧，设设想想利利用用生生物物工工程程，将将制制氧氧微微生生物物及及低低等等植物移向火星，使火星适于人类居住，再向火星移民植物移向火星，使火星适于人类居住，再向火星移民1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程项目趋大、全、新并向太空

30、、海洋、荒漠开拓、土木工程项目趋大、全、新并向太空、海洋、荒漠开拓 A)土木工程规划设计的科学化、自动化土木工程规划设计的科学化、自动化 2020世纪，力学分析指导工程设计曾取得巨大成功世纪，力学分析指导工程设计曾取得巨大成功 但但结结构构复复杂杂和和计计算算能能力力局局限限，计计算算较较粗粗糙糙，有有时时换换靠靠经经验验，但但三三峡峡大大坝坝应应力力分分布布数数值值分分析析有有百百万万个个方方程程组组；海海上上采采油油平平台台，核电站，摩天大楼，海底隧道等巨型工程也须靠计算机核电站，摩天大楼，海底隧道等巨型工程也须靠计算机 未来计算机使设计走向自动化未来计算机使设计走向自动化 数值计算使过去

31、不能算或估计的变为较精确的分析数值计算使过去不能算或估计的变为较精确的分析 杆件分析到整体分析杆件分析到整体分析 定型分析到按施工阶段的全过程仿真分析定型分析到按施工阶段的全过程仿真分析 灾害载荷作用下的全过程非线性分析灾害载荷作用下的全过程非线性分析 长时间徐变分析和瞬间的冲击分析等长时间徐变分析和瞬间的冲击分析等1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化 B)B)土木工程分析的仿真系统广泛应用土木工程分析的仿真系统广泛应用 许许多多工工程程结结构构是是毁毁于于台台风

32、风，地地震震、火火灾灾、洪洪水水等等灾灾害害作作用用。这种小概率、大荷载作用下的结构性能很难一一实验验证这种小概率、大荷载作用下的结构性能很难一一实验验证 一、参数变化条件不可能全模拟一、参数变化条件不可能全模拟 二、是实体试验成本过高二、是实体试验成本过高 三、破坏实验有危险性，设备达不到要求三、破坏实验有危险性，设备达不到要求 计计算算机机仿仿真真技技术术模模拟拟原原型型大大小小的的工工程程结结构构在在灾灾害害荷荷载载作作用用下下从从变变形形到到倒倒塌塌的的全全过过程程，揭揭示示不不安安全全部部位位和和因因素素。指指导导设设计计从而提高结构安全可靠性从而提高结构安全可靠性 1.3 1.3

33、土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化 C)信信息息化化、智智能能化化技技术术应应用用愈愈来来愈愈广广，高高新新技技术术用用于土木工程是今后重要发展方向于土木工程是今后重要发展方向 1)1)信息化施工信息化施工 施施工工过过程程的的各各部部分分各各阶阶段段广广泛泛应应用用计计算算机机和和信信息息技技术术，收收集集工工期期、人人力力、材材料料、机机械械、资资金金、进进度度等等信信息息进进行行存存储储、处处理和交流，及时准确地提供施工管理决策依据理和交流，及时准确地提供施工管理决策依据

34、 通通过过网网络络与与其其他他国国家家和和地地区区工工程程数数据据库库联联系系，遇遇到到新新疑疑难难问题时及时查询解决问题时及时查询解决 大大幅幅度度提提高高施施工工效效率率和和保保证证工工程程质质量量，减减少少工工程程事事故故，有有效控制成本，实现施工管理现代化效控制成本，实现施工管理现代化1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化 2)2)智能化建筑智能化建筑 智能化建筑满足两个方面的要求（温馨的住宅）：智能化建筑满足两个方面的要求（温馨的住宅）：一、房屋设备用计算

35、机系统监测与控制，自动或稍加干预，一、房屋设备用计算机系统监测与控制，自动或稍加干预，确保设备运行安全、可靠、高效确保设备运行安全、可靠、高效 有客来访，可远距离观看并对话，遇歹徒可摄像、报警、自动关闭防有客来访，可远距离观看并对话，遇歹徒可摄像、报警、自动关闭防护门等，供暖制冷系统会根据需要调至标准温度护门等，供暖制冷系统会根据需要调至标准温度 二、安装对居住者的自动服务系统二、安装对居住者的自动服务系统 早晨报时叫醒，放送新闻或提醒当天的主要活动安排；自动加工早餐，早晨报时叫醒，放送新闻或提醒当天的主要活动安排；自动加工早餐，洗漱后即可用膳等洗漱后即可用膳等 智能化办公楼配备办公自动化设备

36、，快速通讯设备，网络设备，房屋智能化办公楼配备办公自动化设备，快速通讯设备，网络设备，房屋自动管理和控制设备等自动管理和控制设备等 1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化 3 3）智能化交通智能化交通 智能化交通，英文简写为智能化交通，英文简写为ITSITS，欧美始于，欧美始于2020世纪世纪9090年代年代 智能化交通一般包括以下几个系统：智能化交通一般包括以下几个系统：1 1）进的交通管理系统；）进的交通管理系统；2 2）交通信息服务系统；）交通信息服务系统；3

37、 3）车辆控制系统；）车辆控制系统；4 4）车辆调度系统；）车辆调度系统；5 5）公共交通系统等。）公共交通系统等。具有信息收集，快速处理，优具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化等功能化决策，大型可视化等功能1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化、土木工程规划设计科学化、自动化，施工建造精细化、工厂化 工业发展，技术进步工业发展，技术进步 人类生存环境日益恶化人类生存环境日益恶化 工业革命以来的又一次重大变革工业革命以来的又一次重大变革信息、计算机、通讯、网络等工业迅猛发展信息、计算机、通讯、网络等工业迅猛发展

38、航空航天事业等高科技事业发展航空航天事业等高科技事业发展 人类登上月球，探索火星及大阳系内外星空人类登上月球，探索火星及大阳系内外星空 森林植被破坏森林植被破坏 人类生产生活方式重大变化人类生产生活方式重大变化 城市垃圾成山城市垃圾成山 土地荒漠化，水体污染土地荒漠化，水体污染 空气混浊，臭氧层破坏空气混浊，臭氧层破坏 地球人口激增地球人口激增 地球资源有限地球资源有限 目前目前6060亿，亿，2121世纪末接近百亿世纪末接近百亿 过度捎耗会日益枯竭过度捎耗会日益枯竭古古 老老 学学 科科 面面 临临 新新 形形 势势 ：生态环境生态环境 被被严重破坏严重破坏1.3 1.3 土木工程的展望与未

39、来土木工程的展望与未来、可持续发展是土木工程未来必经之路、可持续发展是土木工程未来必经之路 人口增长，生态失衡、环境污染，人类生存环境恶化人口增长，生态失衡、环境污染，人类生存环境恶化 学者呼吁：学者呼吁：“我们只有一个地球，冻结繁荣，停止发展我们只有一个地球，冻结繁荣，停止发展”受到反对。受到反对。“停止发展停止发展”，发展中国家永远停在落后状态，不能接受，发展中国家永远停在落后状态，不能接受 2020世世纪纪8080年年代代提提出出 “可可持持续续发发展展”原原则则，为为大大多多数数国国家家和和人民认同人民认同 可可持持续续发发展展：既既满满足足当当代代人人的的需需要要，又又不不对对后后代

40、代人人满足其需要的发展构成危害的科学发展观满足其需要的发展构成危害的科学发展观 如如一一代代人人过过度度消消耗耗能能源源(如如石石油油)以以致致枯枯竭竭，后后代代人人无无法法继继续续发发展展，甚甚至至保持原有水平也不可能保持原有水平也不可能 “可可持持续续发发展展”与与“计计划划生生育育”是是我我国国两两大基本国策大基本国策 1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、可持续发展是土木工程未来必经之路、可持续发展是土木工程未来必经之路 建建房房、修修路路要要占占我我国国十十分分紧紧张张土土地地资资源源，土土木木工工程程建建设设与与能能源源消消耗耗，资资源源利利用用，环环境境保保护

41、护，生生态态平平衡衡关关系系密密切切，应应贯贯彻彻“可持续发展可持续发展”原则原则 A)A)土木工程不占或少占土地，不占可耗地土木工程不占或少占土地，不占可耗地必须坚持必须坚持 B)B)粘土砖粘土砖毁地严重，应毁地严重，应限制或禁止限制或禁止 C)C)建建材材生生产产，施施工工建建造造还还要要消消耗耗能能源源和和水水资资源源，应应尽尽可可能能用用可可再再生生资源和循环利用已有资源资源和循环利用已有资源（太阳能，处理过的废水）（太阳能，处理过的废水）D)D)建厂实行环境评价，不利环境的项目不准上马建厂实行环境评价，不利环境的项目不准上马 小造纸，小化肥等小厂生产工艺落后小造纸，小化肥等小厂生产工

42、艺落后 ，环境严重污染，不容许建设，环境严重污染，不容许建设 E)E)重重大大工工程程有有对对生生态态不不利利的的地地方方应应采采取取措措施施避避免免（长长江江三三峡峡大坝会影响长江鲟鱼回游产卵，建坝时专门考虑了大坝会影响长江鲟鱼回游产卵，建坝时专门考虑了“鱼道鱼道”）。）。1.3 1.3 土木工程的展望与未来土木工程的展望与未来、可持续发展是土木工程未来必经之路、可持续发展是土木工程未来必经之路1 1.4 .4 土木工程专业土木工程专业特点特点及学习方法建议及学习方法建议 “土木工程土木工程”专业学生专业学生 要学习哪些知识？要学习哪些知识？掌握哪些基本技能？掌握哪些基本技能？具备哪些能力具

43、备哪些能力?怎样才能学好等怎样才能学好等?“科学与技术科学与技术”关系非常紧密，又是两个有区别的不同概念关系非常紧密，又是两个有区别的不同概念1.4 1.4 土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业特点及学习方法建议 一、一、从科学与技术的紧密关系和区别从科学与技术的紧密关系和区别 谈理科学生与工科学生专业学习的联系和不同谈理科学生与工科学生专业学习的联系和不同科学科学(ScienceScience):):关于事物的基本原理关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统和事实的有组织、有系统的知识的知识 主要任务是主要任务是研究研究世界世界万物发展变化的万物发展变化的客观规律客观规律 为什么（为什

44、么（whywhy）？）？解释电灯为什么会亮解释电灯为什么会亮?技术技术(TechnologyTechnology):):将科学研究发现或传统经验将科学研究发现或传统经验证明的规律转化成为各种生产证明的规律转化成为各种生产工艺、作业方法和设备装置等工艺、作业方法和设备装置等 主要任务是主要任务是为生产为生产某种满足某种满足人类需要的人类需要的产品而服务产品而服务 如何（如何（how）？）？如何实现使电灯发亮？如何实现使电灯发亮？高校志愿理工科同属于一个大类高校志愿理工科同属于一个大类 理科理科(如数学、物理、化学、生物、力学等如数学、物理、化学、生物、力学等)侧重学科学侧重学科学 辅以学技术，以

45、便应用辅以学技术，以便应用 工工科科(如土木，机械，电子，化工，通讯等如土木，机械，电子，化工，通讯等)侧重学技术侧重学技术 掌握科学原理是掌握技术的前提掌握科学原理是掌握技术的前提1.4 1.4 土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业特点及学习方法建议工程工程 （EngineeringEngineering）：）：自然科学或专门技术应用于生产部门而形成的各学科总称自然科学或专门技术应用于生产部门而形成的各学科总称 目的是利用和改造自然来为人类服务目的是利用和改造自然来为人类服务 通过工程可以生产或开发出对社会有用的产品通过工程可以生产或开发出对社会有用的产品 工工程程是是科科学学技技术术

46、的的应应用用与与社社会会、经经济济、政政治治、法法律律、人人文文、美学美学等多方面因素结合的一个综合实践过程等多方面因素结合的一个综合实践过程 工科工科(包括土木工程包括土木工程)的学生应重视这一点的学生应重视这一点 利用多孔纤维吸附受污染水中利用多孔纤维吸附受污染水中的杂质使水能饮用的技术已成熟，的杂质使水能饮用的技术已成熟，净水器已装备一些国家野战部队净水器已装备一些国家野战部队成本高未能在城市供水设备中推广成本高未能在城市供水设备中推广 基因工程克隆技术，克基因工程克隆技术，克隆羊、牛、鼠等均已问世隆羊、牛、鼠等均已问世 克隆人尚无国家法律允克隆人尚无国家法律允许许，有的还明令禁止，有的

47、还明令禁止1.4 1.4 土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业培养目标土木工程专业培养目标：培养培养适应社会主义现代化建设需要适应社会主义现代化建设需要 德智体全面发展德智体全面发展 掌握掌握学科基本理论和基本知识学科基本理论和基本知识 获得土木获得土木工程师基本训练工程师基本训练 具有具有创新精神创新精神的的 高级工程科学技术人才高级工程科学技术人才毕业后能从事土木工程毕业后能从事土木工程设计、施工与管理设计、施工与管理工作，工作，有有初步工程规划与研究开发初步工程规划与研究开发能力能力知识、能力要求知识、能力要求：基本理论基本理论（两方面）两方面）基础理

48、论基础理论 +应用理论应用理论高等数学高等数学 工程力学工程力学物理物理 (理论力学、理论力学、化学化学 材料力学材料力学)结构力学、结构力学、流体力学流体力学(水力学水力学)、土力学土力学 工程地质学等工程地质学等 知识积累知识积累1.4 1.4 土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业特点及学习方法建议专业知识与技术专业知识与技术 建筑结构设计理论和方法建筑结构设计理论和方法 (钢结构，木结构，钢结构，木结构，混疑土结构，混疑土结构，砌体结构等砌体结构等)土木工程施工技术与组织管理土木工程施工技术与组织管理 房屋建筑学房屋建筑学 工程经济工程经济 建设法规建设法规 土木工程材料土木工程材

49、料 基础工程基础工程 结构检验结构检验 土木工程抗震设计等土木工程抗震设计等相关知识相关知识 给水排水给水排水 供暖通风供暖通风 电工电子电工电子 工程机械等工程机械等 要掌握的技能或工具要掌握的技能或工具 工程制图工程制图 工程测量工程测量 材料与结构试验材料与结构试验 外语外语 计算机在土木工程中的应用等计算机在土木工程中的应用等1.4 1.4 土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业特点及学习方法建议(1)(1)自主学习能力自主学习能力 土土木木工工程程内内容容广广泛泛、新新技技术术层层出出不不穷穷，要要自自主主学学习习、扩扩大大知知识识面面，向向老老师师学学、向向书书本本学学，善善于

50、于实实践践，善于查文献，善于上网善于查文献，善于上网(2)(2)综合解决问题能力综合解决问题能力 多多数数是是单单科科教教学学，珍珍惜惜训训练练综综合合解解决决问问题题能能力力的的综合训练及毕业设计综合训练及毕业设计 能力培养能力培养1.4 1.4 土木工程专业特点及学习方法建议土木工程专业特点及学习方法建议(3)(3)创新进取能力创新进取能力 社会进步，经济发展，对人才创新能力的要求日益提高社会进步，经济发展，对人才创新能力的要求日益提高 主主要要任任务务是是要要打打好好基基础础，处处处处创创新新不不现现实实。从从具具体体工工作作做做起，起，大处着眼、小处着手大处着眼、小处着手，要强、争好，