土木工程的發(fā)展簡(jiǎn)史(課堂PPT)

土木工程的發(fā)展簡(jiǎn)史1.土木工程國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)在學(xué)科簡(jiǎn)介中定義為：土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，它既指工程建設(shè)的對(duì)象，即建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)2.土木工程包括：

建筑工程鐵路工程

公路與城市道路工程

橋梁工程

地下工程

水利工程

港口工程

海洋工程

給水與排水工程

環(huán)境工程3.經(jīng)歷了三個(gè)個(gè)歷史時(shí)期在三個(gè)歷史時(shí)期之前的上古時(shí)期有兩個(gè)階段有巢氏的構(gòu)木為巢舊石器時(shí)代，北京猿人住天然巖洞4.墻內(nèi)豎有木柱茅草下密排樹(shù)枝起龍骨作用。d5~6m經(jīng)歷了三個(gè)歷史時(shí)期⑴.古代土木工程時(shí)間跨度長(zhǎng)。大致從新石器時(shí)代〔約公元前5000年起開(kāi)始至17世紀(jì)中葉)。具有代表性的工程有：我國(guó)黃河流域的仰韶文化〔約公元前5000~3000〕遺址。木骨泥墻構(gòu)成居室5.6.

長(zhǎng)城我國(guó)歷史上偉大工程之一。始建于公元前7~5世紀(jì)間的春秋、戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。最早修筑長(zhǎng)城的是楚國(guó)，稱為“方城〞。公元前214年，由秦始皇擴(kuò)建完成。隨后，各朝代都進(jìn)行過(guò)修筑、擴(kuò)建。其中以明代修筑規(guī)模最大，工程技術(shù)水平也最高。通常稱的明長(zhǎng)城為東起山海關(guān)，西止嘉峪關(guān)。7.

埃及帝王陵墓建筑群——吉薩金字塔群。8.建于公元前2700~2600年，其中以古王國(guó)第四王朝法老胡夫的金字塔最大。塔基呈方形，邊長(zhǎng)約230.5m,高約146m，用230余萬(wàn)塊巨石砌成。9.斯芬克斯——人首獅身石雕像。建于公元前26世紀(jì)，長(zhǎng)57m，高20m。法老以此象征尊嚴(yán)。10.11.四川都江堰大型引水樞紐，建于公元前256~251年，是世界歷史上最長(zhǎng)的無(wú)壩引水工程。以灌溉為主，兼有防洪、水運(yùn)、供水等多種效益，一直沿用至今。魚(yú)嘴是修建在江心的分水堤壩，把洶涌的岷江分隔成外江和內(nèi)江，外江排洪，內(nèi)江引水灌溉。飛沙堰起瀉洪、排沙和調(diào)節(jié)水量的作用。寶瓶口控制進(jìn)水流量，因口的形狀如瓶頸，故稱寶瓶口。內(nèi)江水經(jīng)過(guò)寶瓶口流入川西平原灌溉農(nóng)田。12.

中國(guó)歷代封建王朝建造的大量宮殿和廟宇建筑，均系木構(gòu)架結(jié)構(gòu)。它是用木梁、木柱做成承重骨架，用木制斗拱做成大挑檐。13.〔一〕講立體構(gòu)成，單個(gè)的建筑自下而上一般是由臺(tái)基、主體〔房屋〕和屋頂三個(gè)主要局部構(gòu)成的。中國(guó)建筑的特征11/21/202314.中國(guó)建筑的特征〔二〕講平面布局，一所房子由一個(gè)建筑群落組成，左右呈軸對(duì)稱，主要房屋朝南，整個(gè)建筑群有主有從，有“戶外的空間〞。11/21/202315.北京故宮太和殿。建于明永樂(lè)18年，〔1420年〕是故宮最壯觀的建筑，也是我國(guó)現(xiàn)存最大的木構(gòu)殿堂。16.斗拱斗拱“拱〞是“弓形短木〞，斗是“斗形方木塊〞，它們組合起來(lái)稱“斗拱〞。它不但可“用以減少立柱和橫梁交接處的剪力〞，還具有裝飾作用。17.斗拱11/21/202318.11/21/202319.舉折、舉架“舉折，舉架〞的作用，即為了形成屋頂?shù)男逼禄蚯妗?1/21/202320.11/21/202321.屋頂?shù)难b飾作用它是“中國(guó)建筑中最主要的特征之一〞，并在與其他建筑體系的比較中，盛稱“翹起如翼〞的屋頂是我們民族文化的驕傲。11/21/202322.11/21/202323.顏色的選擇——朱紅中國(guó)建筑是世界各建筑體系中最大膽的〞，不但在大建筑物中使用朱紅色，而且還大量用彩繪來(lái)裝飾木架部件。11/21/202324.11/21/202325.霸王拳

部件的裝飾作用三福云11/21/202326.瓦當(dāng)脊吻11/21/202327.門環(huán)11/21/202328.八、建筑材料的裝飾彩漆木刻11/21/202329.浮雕琉璃11/21/202330.

趙州橋隋代趙州安濟(jì)橋，又稱趙州橋。橋?yàn)槌鐖A弧石拱，拱券并列２８道，凈跨３７．０２米，矢高７．２３米，上狹下寬總寬９米。主拱券等厚１．０３米，主拱券上有護(hù)拱石。在主拱券上兩側(cè)，各開(kāi)兩個(gè)凈跨分別為３．８米和２．８５米的小拱，以瀉泄洪水，減輕自重。橋面呈弧形，。橋始建于隋·開(kāi)皇十五年(公元５９５年〕，完工于隋·大業(yè)元年(公元６０５年〕，距今已有１406年。

31.山西應(yīng)縣木塔，建于公元1056年，塔高67.3m，八角形，底層直徑30.27m。該塔共9層，是我國(guó)保存至今的唯一木塔，也是現(xiàn)存的最高的木結(jié)構(gòu)之一。它雖經(jīng)屢次大地震仍完整無(wú)損，足以證明我國(guó)歷史上木結(jié)構(gòu)的輝煌成就。32.

西歐各國(guó)以意大利比薩大教堂和法國(guó)巴黎圣母院為代表的教條建筑，都采用了磚石拱卷結(jié)構(gòu)。33.意大利比薩大教堂建于公元11到12世紀(jì)，系一組由教堂〔1063~1118〕、洗禮堂〔1153〕、鐘塔〔1174~1350〕組成的建筑群。34.巴黎圣母院建于1163~1250年，是法國(guó)早期哥特建筑的典型。平面寬約47m，長(zhǎng)約125m，可容近萬(wàn)人。圣壇上部的尖塔高達(dá)90m。正面是一對(duì)高60余米的塔樓，下部有三個(gè)尖卷門洞。35.科隆大教堂是歐洲北部最大的哥特式教堂，始建于13世紀(jì)中葉。在德國(guó)科隆。平面呈拉丁十字形，長(zhǎng)136.5m，寬45.7m，東端為7個(gè)小圓龕組成的半圓形卷廊，西立面有一對(duì)八角形塔樓，建于1842~1880年，高達(dá)150多米。36.小結(jié)：古代土木工程的特點(diǎn)這個(gè)歷史時(shí)期內(nèi)，土木工程所用材料最早只是當(dāng)?shù)氐奶烊徊牧?，如泥土、礫石、樹(shù)干、竹、茅草、蘆葦?shù)?，后?lái)開(kāi)展了土坯、石材、磚、瓦、木、青銅、鐵、鉛以及混合材料如草筋泥、混合土等。生產(chǎn)工藝、施工機(jī)具也很簡(jiǎn)單。37.⑵.近代土木工程近代土木工程的時(shí)間跨度為從17世紀(jì)中葉至20世紀(jì)中葉的300年間。主要特征是：

有力學(xué)和結(jié)構(gòu)理論作指導(dǎo)；.磚、瓦、木、石等建筑材料廣泛使用；混凝土、鋼材、鋼筋砼以及早期的預(yù)應(yīng)力砼得到開(kāi)展。

施工技術(shù)進(jìn)步很大。這個(gè)歷史時(shí)期，土木工程在理論、材料、施工領(lǐng)域出現(xiàn)的具有重大意義大事有：意大利科學(xué)家伽利略在1638年出版的著作《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》中論述了建筑材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強(qiáng)度，首先用公式表達(dá)了梁〔beam〕的設(shè)計(jì)理論。英國(guó)科學(xué)家牛頓在1687年總結(jié)了力學(xué)三大定律，它們是土木工程設(shè)計(jì)理論的根底。瑞士數(shù)學(xué)家歐拉在1744年出版的《曲線的變分法》建立了柱的壓屈理論，為分析土木工程結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定問(wèn)題奠定了根底。38.預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土是為了彌補(bǔ)混凝土過(guò)早出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，在構(gòu)件使用〔加載〕以前，預(yù)先給混凝土一個(gè)預(yù)壓力，即在混凝土的受拉區(qū)內(nèi)，用人工加力的方法，將鋼筋進(jìn)行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受壓力。這種儲(chǔ)存下來(lái)的預(yù)加壓力，當(dāng)構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生拉力時(shí)，首先抵消受拉區(qū)混凝土中的預(yù)壓力，然后隨荷載增加，才使混凝土受拉，這就限制了混凝土的伸長(zhǎng)，延緩或不使裂縫出現(xiàn)，這就叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。39.1825年納維建立了土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的容許應(yīng)力法；19世紀(jì)末里特爾等人提出了極限平衡的概念。這為土木工程的結(jié)構(gòu)理論分析打下了根底。1824年英國(guó)人阿斯普丁取得了波特蘭水泥的專利權(quán)，1850年開(kāi)始生產(chǎn)。20世紀(jì)初，有人發(fā)表了水灰比等學(xué)說(shuō)，才初步奠定了混凝土強(qiáng)度的理論根底。1859年創(chuàng)造了貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法，使鋼材得以大量生產(chǎn)，并廣泛應(yīng)用于土木工程。1867年法國(guó)人莫尼埃用鐵絲加固混凝土制成花盆，并推廣到工程中，建造了一座蓄水池，這是應(yīng)用鋼筋砼的開(kāi)端。1875年，他主持建造了第一座長(zhǎng)16m的鋼筋砼橋。40.1883年美國(guó)在芝加哥由稱為“摩天樓之夫〞的詹萊〔B.Jenney)建造的11層住宅保險(xiǎn)大樓，是世界最先用鐵框架〔局部鋼架〕承受全部大樓的重力，外墻僅為自承重墻的高層建筑。1889年，法國(guó)在巴黎建造了高300m的埃菲爾鐵塔，用鋼8000t。這是近代高層建筑結(jié)構(gòu)的萌芽。此外，由奧蒂斯〔E.Otis)在19設(shè)計(jì)50年代初期創(chuàng)造的平安升降機(jī)也使高層建筑成為可能；他最先采用的是蒸汽動(dòng)力升降機(jī)，直到1857年在紐約才安裝了第一臺(tái)乘人用的電梯。41.埃菲爾鐵塔于1889年建成，得名于設(shè)計(jì)它的著名建筑師、結(jié)構(gòu)工程師古斯塔夫·埃菲爾，全部由施耐德鐵器〔現(xiàn)施耐德電氣〕建造。埃菲爾鐵塔高300米，天線高24米，總高324米，鐵塔是由很多分散的鋼鐵構(gòu)件組成的——看起來(lái)就像一堆模型的組件。鋼鐵構(gòu)件有18038個(gè)，重達(dá)10000噸，施工時(shí)共鉆孔700萬(wàn)個(gè)，使用鉚釘250萬(wàn)個(gè)。除了四個(gè)腳是用鋼筋水泥之外，全身都用鋼鐵構(gòu)成，塔身總重量7000噸。塔分三樓，分別在離地面57.6米、115.7米和276.1米處，其中一、二樓設(shè)有餐廳，第三樓建有觀景臺(tái)，從塔座到塔頂共有1711級(jí)階梯，共用去鋼鐵7000噸，12000個(gè)金屬部件，259萬(wàn)只鉚釘。42.1886年美國(guó)人杰克遜首先應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土制作建筑配件，后又制作樓板。1930年法國(guó)工程師弗涅希內(nèi)將高強(qiáng)度鋼絲用于混凝土。土木工程在鐵路、公路、橋梁建設(shè)中得到了大規(guī)模開(kāi)展；——1825年在英國(guó)人斯蒂芬森在英格蘭北部斯托克頓和達(dá)靈頓之間修筑了世界第一條長(zhǎng)21km的鐵路，1863年在倫敦又建造了世界第一條地下鐵道。43.44.——1779年英國(guó)用鑄鐵建成跨度為30.5m的拱橋；1826年英國(guó)用鍛鐵建成建造了第一座跨度為177m的懸索橋；1890年英國(guó)又建成兩孔主跨的懸臂式桁架梁橋。這樣，現(xiàn)代橋梁的三種根本形式〔梁式橋、拱橋、懸索橋〕相繼出現(xiàn)。45.該橋〔英國(guó)的科爾布魯克代爾橋〕建于1779年。橋跨約30.5m，矢高13.7m，由五片半圓形拱肋組成。該橋完全模仿木拱橋的形狀。鋼材的出現(xiàn)，把鑄鐵〔以及鍛鐵〕橋送進(jìn)了橋梁歷史博物館?？茽柌剪斂舜鸂枠蛟褂?70年。

世界最古老的鑄鐵拱橋〔CoaibrookdaleBridge)46.梅奈海峽橋，位于英國(guó)的威爾士，1826年建成。該橋是英國(guó)用鑄鐵建成的第一座懸索橋，主跨177米，為當(dāng)時(shí)世界上最大跨度的橋梁，現(xiàn)仍存在。梅奈海峽橋47.1890年由貝格〔B.Baker)設(shè)計(jì)并建成的福斯橋〔ForthBridge)位于英國(guó)愛(ài)丁堡附近，兩孔主跨達(dá)521m,耗鋼50000噸。屬于懸臂式桁架梁橋。福斯橋〔ForthBridge)48.加拿大魁北橋QuebeeBridge該橋位于加拿大QuebeeCity，建于1917年。橋型鋼桁架〔steeltrussbridge),跨度549m,已超過(guò)了英國(guó)的福斯橋，在該類型橋梁中主跨居世界第一。該橋從1897年設(shè)計(jì)和施工差不多用了20多年的時(shí)間，在建造過(guò)程中于、分別出現(xiàn)了兩次倒塌事故，1917.3建成通車?？缍?49m49.倫敦塔橋50.該橋位于泰晤士河口，是倫敦的標(biāo)志性建筑。1894年6月30日對(duì)公眾開(kāi)放。該橋?qū)惗啬媳眳^(qū)連接成整體，河心建有兩墩，相距76m，墩上建有高聳的方形尖塔，在兩塔間建成一跨雙層兩用橋。下層是活動(dòng)橋，6車道橋面，可通行萬(wàn)噸海輪；上層〔高出水面43m處〕為固定的人行橋。橋塔內(nèi)設(shè)樓梯上下，內(nèi)設(shè)博物館、展覽廳、商店、酒吧等。登塔遠(yuǎn)眺，可盡情欣賞泰晤士河上下游十里風(fēng)光。下層是活動(dòng)橋上層是人行橋51.52.——1931~1942年，德國(guó)率先修筑了長(zhǎng)達(dá)3860km的高速公路網(wǎng)。1906年美國(guó)舊金山大地震，1923年日本關(guān)東大地震，這些自然災(zāi)害推動(dòng)了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和工程抗震技術(shù)的開(kāi)展。53.⑶.現(xiàn)代土木工程時(shí)間跨度為20世紀(jì)中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后至今。首先是社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)土木工程提出日益復(fù)雜和高標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：其特點(diǎn)表現(xiàn)為：A.土木工程功能化即土木工程日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。——公共和住宅建筑物要求建筑、結(jié)構(gòu)、給水排水、采暖、通風(fēng)、供燃?xì)?、供電等現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備結(jié)合成整體。54.巴西國(guó)會(huì)大廈。建于1957~1959巴西首都巴西利亞。由國(guó)會(huì)上下議院、辦公樓和各局部廳室、效勞房間等組成。240*80平臺(tái)27層板式辦公樓碗形穹隆會(huì)場(chǎng)建筑造型講究構(gòu)圖形式，體型簡(jiǎn)潔而比照強(qiáng)烈。55.近代史56.1、臺(tái)北101大廈1999年7月開(kāi)工2003年10月17日竣工，建筑高度508米57.迪拜塔哈利法塔〔BurjKhalifaTower〕原名迪拜塔〔BurjDubai〕，又稱迪拜大廈或比斯迪拜塔，是位于阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)迪拜的一棟已經(jīng)建成的摩天大樓，有160層，總高828米，比臺(tái)北101足足高出320米。迪拜塔由韓國(guó)三星公司負(fù)責(zé)營(yíng)造，2004年9月21日開(kāi)始開(kāi)工，2023年1月4日竣工啟用，同時(shí)正式更名哈利法塔。建筑設(shè)計(jì)采用了一種具有挑戰(zhàn)性的單式結(jié)構(gòu)，由連為一體的管狀多塔組成，具有太空時(shí)代風(fēng)格的外形，基座周圍采用了富有伊斯蘭建筑風(fēng)格的幾何圖形——六瓣的沙漠之花。58.上海環(huán)球金融中心〔最高使用高度和最高樓頂高度〕上海環(huán)球金融中心是位于中國(guó)上海陸家嘴的一棟摩天大樓，2023年8月29日竣工。是中國(guó)目前第二高樓、世界第三高樓、世界最高的平頂式大樓，樓高492米，地上101層，開(kāi)發(fā)商為“上海環(huán)球金融中心公司〞，由日本森大樓公司主導(dǎo)興建。關(guān)于環(huán)球金融中心設(shè)計(jì)的爭(zhēng)議，除了其外形，還有高度排名。該工程于1997年開(kāi)工，1997年8月27日正式奠基，原設(shè)計(jì)高460米，94層，原本預(yù)計(jì)建成后將成為世界第一高樓，后來(lái)因受亞洲金融危機(jī)影響，工程一度停工了6年直到2003年2月13日，當(dāng)時(shí)其設(shè)計(jì)高度已被其他摩天大樓建筑方案超越，復(fù)工后的大廈對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改，比原來(lái)增加32米〔7層〕，即到達(dá)地上101層，從而使總高度到達(dá)492米，但以美國(guó)權(quán)威建筑機(jī)構(gòu)CTBUH所訂定的高度計(jì)算而言，仍低于已建成的臺(tái)北101大樓〔總高509.2米〕，對(duì)此相關(guān)部門指出，臺(tái)北101的高度包括60米尖塔在內(nèi)，就實(shí)體高度〔大廈屋頂〕而言，環(huán)球金融中心仍屬世界第一，但又由于復(fù)工后其工程速度已不如阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的迪拜塔工程，直至被超越，至此方案定位為中國(guó)大陸第一高樓與世界第三高樓。59.國(guó)家鳥(niǎo)巢體育館60.香港青馬大橋(TsingMaBridge)于1992年5月開(kāi)始興建，1997年開(kāi)放通車，歷時(shí)五年竣工。創(chuàng)造了世界最長(zhǎng)的行車鐵路兩用吊橋紀(jì)錄。61.62.B.城市建設(shè)立體化20世紀(jì)中葉以來(lái)，城市建設(shè)有三個(gè)趨向；——高層建筑的大量興起。由于城市人口大量積聚，密度猛增，用房緊張，地價(jià)昂貴，建筑物向空間開(kāi)展。美國(guó)的高層建筑最多，高度在160~200m的就有100多幢。近30年來(lái)，我國(guó)、馬來(lái)西亞、新加坡等東南亞國(guó)家的高層建筑有很大開(kāi)展。馬來(lái)西亞石油雙塔大廈。目前世界最高，450m.上海金茂大廈421m高，88層63.——地下工程高速開(kāi)展。如地下鐵道、商業(yè)街、停車庫(kù)、體育館、影劇院、工業(yè)廠房、地下倉(cāng)庫(kù)等。64.——城市高架公路、立交橋大量涌現(xiàn)。65.66.C.交通運(yùn)輸高速化其標(biāo)志是：——高速公路的大規(guī)模修建。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1993年底，全世界有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有高速公路，其中有近20個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有1000km以上。據(jù)8.23日山東電臺(tái)報(bào)道，山東的高速公路是全國(guó)第一個(gè)跨2000km以上的省份。67.——長(zhǎng)距離的海底隧道的出現(xiàn)。如日本越過(guò)津輕海峽連接本州〔青森〕與北海道〔函館〕的青函海底隧道長(zhǎng)達(dá)53.85km，是世界最長(zhǎng)的海底隧道。1990年貫穿的英法海峽隧道長(zhǎng)50.5km。我國(guó)第一條水底隧道1970年建成,2.76km。68.香港海底隧道69.土木工程的功能化、城市建設(shè)的立體化、交通運(yùn)輸?shù)母咚倩厝皇沟脴?gòu)成土木工程的三個(gè)要素：材料、施工、理論出現(xiàn)了新的開(kāi)展趨勢(shì)；——建筑材料的輕質(zhì)高強(qiáng)化。其中開(kāi)展迅速的是普通混凝土向輕骨料混凝土、加氣混凝土和高性能混凝土方向開(kāi)展。抗壓強(qiáng)度由20~40Mpa提高到60~100Mpa。一批輕質(zhì)高強(qiáng)材料如鋁合金、建筑塑料、玻璃鋼也得到迅速開(kāi)展；同時(shí)也要重視環(huán)保節(jié)能材料的研究和開(kāi)展。鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯夾芯板壓型板70.——施工過(guò)程中的工業(yè)化、裝配化?，F(xiàn)代化砼攪拌站71.鋼筋混凝土泵送的記錄！世界上最高的摩天大樓，混凝土灌注量達(dá)160，000立方米之巨。為確保連續(xù)泵送并達(dá)到385米這樣一個(gè)高度，開(kāi)發(fā)者基于安全因素，采用六臺(tái)超高壓混凝土泵及六根分離式布料桿灌注混凝土。72.大型工業(yè)設(shè)備沒(méi)有大型現(xiàn)代化吊