A. 論文:從我國當前土木工程領域重點項目建設成就看土木工程未來發展(3000字)
土木工程的英文是Civil Engineering ,直譯是民用工程,它是建造各種工程的統稱。它既指建設的對象,即建造在地上,地下,水中的工程設施,也指應用的材料設備和進行的勘測、設計施工、保養維修等專業技術。
從土木工程發展的歷程來看,每次新的建築材料的使用、設計理論的發展和施工技術提升都會給土木工程帶來飛躍式的發展。因此,從伴隨人類出現到今天21世紀,憑借著新的建築材料的使用、設計理論的發展和施工技術提升,今天的土木工程已發生了重要性的質變。
二.土木工程的發展現狀1. 世界現狀
19世紀中葉水泥的發明,轉爐煉鋼法的成功,使得土木工程的建築材料發生了革命性的發展。混凝土在土木工程中開始使用,鋼材得以大量的生產並應用於房屋和橋梁的建築。20世紀20年代後期預應力混凝土的製造成功,新的施工機械的發明和施工理論的提升等使得建造摩天大樓、大跨度建築和跨海峽1000m以上的大橋成為可能。目前,世界上最高建築是中國台北的101大廈,總高度為508m。目前世界跨度最大的懸索橋是日本的東線明石海峽懸索大橋,跨度為1990m;最長的斜拉橋是日本的多多拉橋,橋主跨有890m。世界高速公路總里程最長的國家為美國,其總長為81105公里。最高的大壩為高285m的瑞士大狄克桑斯壩。最高的電視塔為加拿大高549m的多倫多塔,其次為莫斯科塔,高537m。
土木工程具有明顯的社會性,它是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。近代大型歌舞劇的流行舉辦、世界性或地區性的體育事業的發展也使得大跨度建築在世界各地快速涌現。
2. 中國現狀
我國土木工程的發展歷史已久。在古代,我國的就有了不少的傑出建築代表,如長城、趙州橋、都江堰水利工程等。自新中國成立和改革開放以來,憑借經濟的發展和城市化的腳步的加快,我國的土木工程開始了新一輪的發展並取得舉世矚目的輝煌成就。目前我國最高的建築是世界排名第4的上海金茂大廈。。在特種結構方面,我國有4所電視塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海東方明珠電視塔以468m的高度排在世界第三位。
隨著人口的增多,資源短缺、環境破壞和水土、空氣污染的發展難題也開始成為人們關注的焦點。土木工程的發展也必須肩負起人類可持續發展的重任。綠色發展成為了現代土木工程發展的一個重要發展方向。在中國北京的國家體育場「鳥巢」、國家游泳中心「水立方」和國家大劇院等現代建築就是大量運用了綠色環保技術的傑出代表作。
在橋梁工程發面,我國的橋梁建設發展迅速,並取得了可喜得成就。在寬闊的長江、黃河、珠江上相繼建設起了多座跨江大橋。如 有多座橋梁居世界同類型橋梁中跨度排名之首,廣州的丫髻沙大橋為跨度最大的中承式鋼。除此外,我國的海底隧道工程也加快了發展的步伐。粵、港、澳海底隧道現也正建設中。
在公路和鐵路建設工程方面,截至2000年底,公路通車總里程達140萬公里,20年內增加了35萬多公里,其中高速公路24336公里,居世界第三,僅次於美國和加拿大。我國鐵路運營路程已達6.87萬公里,居世界第4位,亞洲之首。我國的交通建設除了在數量上的提升外,在工程技術和施工質量上也有了較大的提升,青藏鐵路的建成使用就是最好的例子之一。
在水利建設方面:新中國成立以來,全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億m3,建設和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發揮的經濟效益達7000多億元。我國先後建成了青海龍羊峽大壩、四川二灘大壩等水利水電工程,特別是現已建成並投入使用的三峽水電站總裝機容量達1820萬千瓦,超過了伊泰普水電站而躍居世界第一。
3. 建築材料及技術理念的現狀
18世紀後,科學技術的發展促使建築材料進入了一個新的發展階段。從19世紀初,鋼材開始被用於建造橋梁和房屋。到19世紀中葉,鋼材的品種、規格、生產規模大幅度增長,強度不斷提高,鋼材的切割和鏈接等也大為發展,為建築結構向大跨度重載方向發展打下了重要的基礎。到今天,土木工程用的鋼材的類型已發展到了圓鋼、角鋼、工字鋼、鋼板、管材和用於混凝土的各種鋼絲、鋼筋等。在技術方面,現在已可以對鋼材按要求進行多種加工,可以鑄造、鍛壓、焊接、切割等。與石材、混凝土等材料相比,鋼材強度高,構件的尺寸更小。金屬材料具有光澤,外表華美,質地堅實的優點,以鋼結構為主體的建築已在高層樓房中比比皆是,如香港中銀大廈等。所以,鋼材的發明和使用對土木工程的發展過程中具有重要意義。
水泥從誕生至今已有170多年的歷史。水泥按其用途及性能可以分為三類:通用水泥、專用水泥和特性水泥。水泥多和沙、石及鋼材等一起以混凝土的形式使用。混凝土的種類很多。以前使用的混凝土主要有瀝青混凝土、石膏混凝土和聚合物混凝土等。發展到今天,混凝土的種類又可以分為高強度混凝土、高性能混凝土、纖維混凝土。高強度混凝土中加進了超細活性摻合料,可以大大提高混凝土的強度。高性能混凝土具有超高的強度、低參透性、良好的結構性能、優越的耐久性、可觀的經濟效益、環保性等優異性質。纖維混凝土是在混凝土中加入合成材料纖維或鋼纖維,是由纖維和水泥基料組成的復合材料的統稱。纖維混凝土能增強塑性混凝土的抗拉能力,顯著降低其塑性流動和收縮微裂。這種減少或消除塑性微裂可以使混凝土獲得最佳的長期整體性。
「綠色建材』有稱生態建材、環保建材。它是指採用建材衛生生產技術生產的無毒害、無污染、無放射性、和有利於環境保護和人體健康、按安全的建築材料和裝飾材料。」綠色建材」在今天的土木工程建築材料中越來越受到人們的重視。綠色建材已開始越來越多的應用到了房屋建築等方面,世界上的多個國家已開展了對「 綠色建材「的研製、認證和標準的制定。
三. 土木工程的未來
地球上的人口將會越來越多,而可以供人類居住、生活和耕種的土地和資源是有限的。隨著人口增長的速度是不斷加快的,人類的繼續發展與大自然資源的有限性的矛盾將越來越明顯,人類將必須為爭取生存而作出許多的努力。同樣,人們生活水平的不斷提高也將要求更加舒適的生活空間。所以未來土木工程的發展將肩負起這一系類的重任。回顧土木工程的發展歷史和結合土木工程今天的發展現狀,可以預計土木工程的未來將至少向這個方向發展。
1 .向興建更多的重大工程項目方向發展
為了解決城市土地供求矛盾,城市建設將向高、深方向發展。例如高層建築,目前人工建築物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長波台鋼塔,由15根鋼纖繩錨拉。中國台北的101大廈,高508m。上海的最高建築為環球大廈,高492m。美國擬在芝加哥建Mglin-Beitler大廈,地上141層,高610m。。中國擬在上海附近的1.6公里寬,200m深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈,居民可達10萬。 在交通方面,中國將建成以「五縱、七橫為骨乾的全國公路網。航空港和內河航運碼頭等的建設也將有巨大的發展。
2 .向海洋、地下、荒漠、太空發展
地球上的海洋面積占整個地球表面積思的70%左右,而剩下的30%地球表面積中,其中又有很大部分荒漠等是人類目前還沒有使用的。所以將來土木工程的發展將會向地下、海洋、荒漠、太空發展。
向海洋進軍。將來人類的交通必將會更加的繁忙為了防止機場雜訊對城市居民的影響,也為了節約使用陸地,許多機場已開始填海造地。如中國澳門機場、日本關西國際機場等都修築了海上人工島,在島上建跑道和候機樓。阿拉伯聯合大公國首都迪拜的七星大酒店也建在海上,近些年來,我國在這方面也已取得可喜的成績,如上海南匯灘圍墾成功和崇明東灘圍墾成功.
向地下進軍。建造地下建築將有效改善城市擁擠、節能和減少雜訊污染等優點。日本1993年開建的東京新豐州地下變電所,將深達地下70m電站。我國城市地下空間的開發尚處於初級階段,目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵,已開通的總長度達215公里。
向沙漠進軍。全世界約有1/3陸地為沙漠,目前還很少有開發。沙漠難以利用主要是缺水,生態環境惡劣,日夜溫差太大,不適合人類居住。改造沙漠首先必須有水,然後才能綠化和改造沙土。在缺乏地下水的沙漠地區,國際上正在研究開發使用沙漠地區太陽能淡化海水的可行方案。我國沙漠輸水工程試驗成功,順利地引黃河水入沙漠。我國首條沙漠高速公路——榆靖高速公路已全線動工。
向太空邁進。向太空發展使人類長期的夢想,在21世紀這一夢想已變為現實。由於近代天文學宇航事業的飛速發展和人類登月的成功實現,人們發現月球上擁有大量的鈦鐵礦,由此可以製造出人類生存必需的氧和水。美籍華裔林銅柱博士1985年發現建造混凝土所需的材料月球上都有,因此可以在月球上製作鋼筋混凝土配件裝配空間站。
除此外,土木工程材料將會更加輕質、高強、多功能化,設計方法將更加精確化,設計工作將自動化。同時,信息化施工、智能化建築、智能化建築、智能化交通、土木工程分析的模擬系統等將會在未來的土木工程發展中運用。
B. 土木工程概論感想1500字。
土木工程概論論文--材料
摘要:土木工程是個龐大的學科,但最主要的是建築,建築無論是在中國還是在國外,都有著悠久的歷史,長期的發展歷程。整個世界每天都在改變,而建築也隨科學的進步而發展。力學的發現,材料的更新,不斷有更多的科學技術引入建築中。以前只求一間有瓦蓋頂的房屋,現在追求舒適,不同的思想,不同的科學,推動了土木工程的發展,使其更加完美。
[關鍵詞]:土木工程;建築;力學;材料。
土木工程的英文是Civil Engineering ,直譯是「民用工程」,它是建造各種工程的統稱。它的原意是與「軍事工程」相對應的。在英語中,歷史上土木工程、機械工程、電氣工程、化工工程都屬於Civil Engineering,因為它們都具有民用性。後來,隨著工程科學技術的發展,機械、電氣、化工都已逐漸形成獨立的科學,Civil Engineering就成為土木工程的專門名詞。至今,在英語中,Civil Engineering還包括水利工程、港口工程;而在我國,水利工程和港口工程也成為與土木工程十分密切的相對獨立分支。土木工程既指建設的對象,即建造在地上,地下,水中的工程設施,也指應用的材料設備和進行的勘測,設計施工,保養,維修等專業技術。
土木工程是一種與人們的衣、食、住、行有著密切關系的工程。其中與「住」的關系是直接的。因為,要解決「住」的問題必須建造各種類型的建築物。而解決「行、食衣」的問題既有直接的一面,也有間接的一面。要「行」,必須建造鐵路、道路、橋梁;要「食」,必須打井取水、興修水利、進行農田灌溉、城市供水排水等,這是直接關系。而間接關系則不論做什麼,製造汽車、輪船也好,紡紗、織布、制衣也好,乃至生產鋼鐵、發射衛星、開展科學研究活動都離不開建造各種建築物、構築物和修建各種工程設施。
土木工程隨著人類社會的進步而發展,至今已經演變成為大型綜合性的學科,它已經出許多分支,如:建築工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環境工程等學科。[1]
1.1 土木工程歷史悠久
早在上古時代,人類就野處穴居,新石器時代後期仰韶文化遺址中已發現用木骨泥牆構成的居室,到公元前20世紀,已發現有夯土的城牆,商代時已逐漸採用粘土做成的版築牆,西周時期已有燒制的瓦,戰國墓葬中發現有燒制的大尺寸空心磚,這些都是土木工程的雛形。隨著文明的不斷進步,土木工程也在不斷的發展,各種橋梁,水利工程建築應運而生。我國著名的萬里長城,都江堰,故宮建築群等都是我國珍貴的土木文化遺產,還有世界的眾多土木建築,也都別巨匠心,充分體現了土木工程的魅力。其中埃及金字塔,修建過程仍是土木工程中的一個不解之迷。
1.2 土木工程的現狀和展望
從18世紀中葉鋼材及混凝土在土木工程中的開始應用,以及19世紀20年代後期預應力混凝土的製造成功,實現了兩個飛躍,使建造摩天大樓和跨海峽1000m以上大橋成為可能。目前最高的鋼結構高層建築高度為443m,是1974年建成的美國芝加哥Sears塔樓,而1996年在馬來西亞吉隆坡建成的石油雙塔樓,為混凝土結構,高450 m,是最高的混凝土高層建築。現在最大跨度的懸索橋跨長為1410m(英國恆伯爾橋),斜拉橋為856m法國諾曼第橋,世界高速公路最長的為美國,總長81105km,其次為德國約12000km。大壩最高的為瑞士大狄克桑斯壩,高285m。電視塔最高的為加拿大多倫多預應力混凝土塔,高549m,其次為莫斯科預應力混凝土塔,高537m。
我國改革開放後建設了很多高層建築,上海金茂大廈高420 m現居世界第三。1993年10月1日通車的上海楊浦斜拉橋,主跨602 m,位居世界第二,其餘拱橋,懸索橋,鐵路橋,高速公路,電視塔,大壩等也都位居世界前列。這些都是土木工程不斷發展的結果,當然,土木工程的發展是永無止境的,未來的土木工程將有許多更新的科技,土木工程將向高空延伸,向底下發展,向海洋拓寬,向沙漠進軍,向太空邁進,土木工程也將變換新的方式,就如當年的手工繪圖,現在已用計算機繪圖一樣。科技的不斷發展,必將帶動土木工程的不斷發展。
1.3土木工程相關材料機器在建築中的作用
任何土木工程建築物與構築物都是用相應的材料按一定的要求建造的,土木工程中所使用的各種材料統稱為土木工程材料。從古至今,土木工程的發展要求與材料的數量、質量之間存在著相互依賴和相互矛盾的關系。土木工程材料的生產和使用就是不斷解決這個矛盾的過程中不斷的發展和完善的。
早在原始社會時期,人們為了抵禦雨雪風寒和野獸襲擊,居於天然山穴和樹巢中,即所謂「穴居巢處」,進入石器、鐵器時代人們開始使用簡單的工具砍伐樹木和茅草,搭建簡單的房屋,開鑿石材建造簡易的房屋以及紀念性構築物。進入青銅器時代出現了木結構及「版築建築」即牆體用木板或木棍做邊框,然後在框內澆注黏土,用木杵夯實之後將木板拆除的建築物。此時已經能夠建造出舒適性較好的建築物,所使用的主要是天然石材,木材,黏土,茅草等天然材料。
到了人類能夠用黏土燒制磚、瓦,用石灰岩燒制石灰之後,土木工程材料由天然材料進入了人工材料階段,使用的結構材料主要是磚,石和木材。
1.磚
磚是一種常用的砌築材料。磚瓦的生產和使用在我國歷史悠久,有「秦磚漢瓦」之稱。制磚的原料容易取得,生產工藝比較簡單,價格低、體積小便於組合,粘土磚還有防火、隔熱、隔聲、吸潮等優點。所以至今仍然廣泛地用於牆體、基礎、柱等砌築工程中。由於屈才方便簡單,廉價,所以這種材料在土木工程建築中佔有舉足輕重的地位,隨著社會的發展,新材料和新技術的應用,更多環保型,節約性材料的相機誕生,以為著土木工程材料新的發展方向,但基於磚石材料必是主流!
2.石
天然石是最古老的土木工程材料之一,由於天然石有很高的抗壓強度,良好的耐磨性和耐久性;資源分布廣泛,蘊藏量富,便於就地取材,生產成本低等優點。是土木工程中修築城垣,橋梁,房屋,道路和水利工程的主要材料。例如古埃及的金字塔和中國的趙洲橋以及古長城等。縱觀世界乃至我國建築歷史及其成就,幾乎無不基於石而立的建築,石在土木工程材料中可以算是基本的材料但是卻詳單的重要,不管是在抗洪抗震等方面還是在美觀美學等方面都相當的重要!
3.木材
木材是人類使用最早的土木工程材料之一,具有輕質高強、耐沖擊、彈性和韌性好,導熱性低,紋理羌觀、裝飾性好等特點。但存在各向異性,可能受含水率和天然疵病的影響較大,易燃、易蟲蛀等缺點。木材易於加工,並且通過加工處理.遠可以克服或減輕各向異性、含水率和天然疵病等對性能的不良影響。因此,木材在古建築及現代建築中都得到了極為廣泛的應用。木材是由樹木加工:而成,樹木種類繁多,按樹種木材分為針葉樹和闊葉樹兩大類。
針葉樹的樹葉呈鱗片狀或針狀,多為常綠樹,樹干高大而通直,紋理平順,材質均勻,易得大材。其木質較軟,易於加工,故又稱為軟木材。針葉樹木材的表觀密度和脹縮變形較小,強度較高,樹脂含量高,耐腐蝕性強。主要用作承重構件和傢具用材。針葉樹常用品種有紅松、落葉松、雲杉、冷杉、柏木等。
闊葉樹的樹葉寬大,葉脈成網狀.大多為落葉樹,樹乾的通直部分較短,材質較硬,較難加工,故又稱為硬木材。闊葉樹木材的強度高,紋理顯著,圖案美觀;但脹縮變形較大,易翹曲和乾裂。常用作尺寸較小的構件及室內裝飾。闊葉樹常用品種有榆木、樺木、柞木、山楊、青楊等。
到18、19世紀資本主義的興起,大跨度場房,高層建築和橋梁等土木工程建設的需要舊有材料在性能上滿足不了新的設計要求,土木工程材料在其他相關科學技術的配合下,進入了一個新的發展階段。相應出現了鋼材,水泥,混凝土,鋼筋混凝土和預應力混凝土及其他材料。中國有相當悠久的木材建築歷史和木材生產基地,中國的東北是木材繁盛的沃土,那裡有建築里優秀的木材,木材在土木工程建築中同樣不可缺少,以其輕巧便利著稱!
鋼材現代優秀建築,高達宏偉的建築,沒有可以離開 鋼材而獨立存在,芥菜有獨特的韌性和抗腐蝕抗擊打抗擠壓的能力,所以也是現在建築中工程家比較信賴的材料!鋼材廣泛的運用於鐵路,橋梁,建築工程等各種結構工程中,是在嚴格的技術控制條件下生產的品質均勻緻密,抗拉、抗壓、抗彎、抗剪切,強度都很高。常溫下能承受較大的沖擊和震動荷載,有一定的塑性和很好的韌性。良好的加工性能,可以鑄造、鍛壓、焊接、鉚接和切割,便於裝備,同時為鋼結構高層建築創造條件。
4.水泥
水泥是水硬性膠凝材料,既加水拌合成塑性漿體,能夠在空氣中和水中凝結硬化,其他材料凝結成整體,並形成堅硬的石材。常見的硅酸鹽水泥也叫做波特蘭水泥,經過加水、拌合、初凝、終凝和硬化後形成堅硬的水泥石。除此之外還有適應於緊急搶修工程、低溫工程和高標號混凝土預製件的快硬硅膠鹽水泥;用於軍事工程、機場跑道、橋梁、隧道和涵洞等緊急搶修工程的快凝快硬硅酸鹽水泥;用於內外裝修的白水泥;快硬,高強,耐熱和耐腐蝕的高鋁水泥;用於製作大口徑運輸水管的和各種輸油輸氣管的,在硬化過程中不但不收縮而且有一定程度膨脹的膨脹水泥等。同樣水泥有其獨特的粘合性和速硬性而文明,它可以將獨立的磚石結合在一起成一個穩定而堅固的整體!
5.混凝土
混凝土是當代最主要的土木工程材料之一,它是有膠結材料,骨料和水按一定的比例配製,經攪拌振搗成型,在一定情況下養護成型的人造石材。混凝土具有原料豐富,價格低廉,生產工藝簡單等特點,因而使用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高耐久性好,強度等級范圍寬等優點。按材料可分為水泥混凝土,瀝青混凝土,石膏混凝土及聚合物混凝土等。為了克服混凝土抗壓強度低的缺陷,將混凝土與其他材料復合出現了鋼筋混凝土,預應力混凝土,各種纖維增強混凝土等。
鋼筋混凝土是指配製鋼筋的混凝土,克服了混凝土抗拉強度低的弱點,同時保護鋼筋不被腐蝕,在其中合理的配置鋼筋可充分發揮混凝土抗壓強度高和鋼筋抗拉強度高的特點,同時承受荷載並滿足工程結構的需要。
預應力混凝土一般指預應力鋼筋混凝土,通過張拉鋼筋產生預應力。採用預應力鋼筋混凝土可以提高製品或構件的抗拉能力,減少或推遲裂縫的出現,充分利用高強材料,因而製品或構件的抗裂度,剛度耐久性都大大提高,減輕自重,節約材料等。
6.瀝青
瀝青石油是由一些極其復雜的高分子碳氫化合物和這些碳氫化合物的非金屬衍生物所組成的混合物。瀝青除用於道路工程外,還可以作為防水材料用於房屋建築,及用作一般土木工程的防腐材料等。在道路與橋梁工程中,瀝青起著不可替代的作用,它不僅可以保持路面的干凈整潔美觀,還可以防摩擦,防腐蝕,好的路面可以減少交通意外的發生,減少不必要的損失和傷亡,在國民啊暖建設和社會基礎建設中有重要的應用!
7.彩鋼夾芯板材
分為彩鋼聚氨酯夾芯板材和彩鋼聚苯乙烯夾芯板材兩種。 用彩色塗層鋼板做面層,芯材分為聚氨酯和聚苯乙烯泡沫塑料兩種,通過特定的生產工藝(干法復合工藝)復合而成的隔熱夾芯板。無論是那種夾芯板都具有「三合一」共同工作的特點。彩鋼板有強度高、防水、防腐蝕好、色澤鮮艷等優點,而泡沫塑料重量輕、保溫性能極佳,又可承受一定的剪力。是非常理想的保溫隔熱材料。產品廣泛用於快速建設的輕鋼結構房屋、保溫隔層、保溫冷藏車廂以及普通工業與民用建築等。這種材料在現代建築中有極其重要的作用,在房屋建築保溫保冷,調節室內空氣溫度中起著重要的作用,這無疑讓該材料登上重要的台階!
8.綠色建材
綠色建材,指健康型、環保型、安全型的建築材料,在國際上也稱為「健康建材」或「環保建材」,綠色建材不是指單獨的建材產品,而是對建材「健康、環保、安全」品性的評價。在國內它只作為一個概念剛開始為大眾所認識。綠色建材是採用清潔生產技術,使用工業或城市固態廢棄物生產的建築材料,它具有消磁、消聲、調光、調溫、隔熱、防火、抗靜電的性能,並具有調節人體機能的特種新型功能建築材料。
隨著社會的發展,世界開始邁向嶄新的一步,創建節約環保型社會是我們每個公民的職責,作為新一代的工程師,在工程建設中要時刻把握建築的核心思想,在能源利用和環境保護方面需要有和諧的統一和規劃!綠色建材的發展必然是社會建築學和工程建築學的主流,作為一種新的思想和目標,必將帶動世界材料開發發展和研究新的格局!綠色建材的利用,必將是建築學和土木工程材料學中發展的主題方向!它將為社會可持續發展和人性化發展做出應有的貢獻!
1.3結語
土木工程發展到今天已經深入到社會的各個方面,發揮著重要的作用,並且必然會隨著社會的發展而繼續進步。我們作為未來的土木工程師,不但要繼承和發揚老一輩工程師的嚴謹求是,正直誠信,創新進取的優良品質,也要用現代的科學理論武裝自己,不單包括專業知識,也包括的其他方面的知識。而且我們更應該在實踐中鍛煉,總結,提高。
土木工程既是一門科學,同時也是一門應用技術,是為人服務的的職業,它建設了整個文明的物質基礎。土木工程的根本工作目的是不斷的提高生活的質量。所以我們不僅僅是一個工程技術人員,也是社會的建設者,積極的投身社會建設是我們應盡的責任
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,並在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外,工程師與科學家的不同在於不僅受到自然規律的制約,還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種「社會活動」,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
C. 土木工程 世界現狀
引言 縱觀人類文明史,土木工程建設在和自然斗爭中不斷地前進和發展。在我國的現代化建設中,土木工程業越來越成為國民發展的支柱產業。同時,隨著社會和科技的發展,物的規模、功能、造型和相應的建築技術越來越大型化、復雜化和多樣化,所採用的新、新設備、新的結構技術和施工技術日新月異,節能技術、信息控制技術、生態技術等日益與建築相結合,建築業和建築物本身正在成為許多新技術的復合載體。而超高層和超大跨度建築、特大跨度橋梁及作為大型復雜結構核心的現代結構技術則成為代表一個國家建築科學技術發展水平的重要標志。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現了技術與創新的作用,誰能在世紀之交把握住土木工程學科的發展趨勢。誰就能在知識經濟時代開創土木工程學科的新紀元。
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建築工程、公路與城市道路工程、局壩水電和工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來,土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。
二、土木工程的發展現狀
我國的土木工程建設從20世紀50年代起一直沒有停過,且發展很快,尤其在近年來,發展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨後春筍般地涌現,新結構、新材料、新技術大力研究、開發和應用。發展之快,數量之巨,令世界各國驚嘆不已。
但是,自改革開放以來,我國城市發展進入了一個嶄新的階段,城市的數量、規模和人口數量都有了飛速的發展。這就要求更多的建築來滿足城市發展的需求.單是不難看出,目前,我國的城市建築尤其是房屋建築,並不能滿足人們的需求。
三、土木工程的發展趨勢
1、 進一步發展高層、大跨結構,鋼結構將得到加速發展,相關的問題將成為研究熱點:
(1)大跨結構體系及關鍵技術,大型復雜結構體系的現代設計理;
(2)針對高層鋼結構的體系與布置、結構的動力特性、結構的可靠性評價、結構的空間穩定、各種設計荷載和鋼結構可靠度的比較研究;
(3)研究和開拓各類雜交空間結構體系和巨型網格結構體系;
(4)研究各類大跨空間結構的實用分析方法,包括結構臨界荷載的分析方法,結構實用抗震分析方法,常用曲面風載體型系數的計算等;
(5)革新大跨空間結構的施工方法,發展和推廣空間結構的高空懸挑安裝法及地面安裝、整體提升或頂升的施工安裝方法;
(6)鋼-混凝土組合結構抗震設計研究(這方面研究國內外都很少開展);
(7)鋼結構的抗火設計和防腐設計等。
2、 防震抗風與減災
隨著超高層、超大跨橋梁和大跨結構等大型復雜結構的興建,結構設計呈現更長、更高、更柔的發展趨勢。許多情況下風荷載和地震荷載已成為結構設計的控制因素。因此大型復雜結構體系抗風抗震的設計理論及其相關問題將被進一步關注。相關的研究課題將包括設計地震動及災害性風荷載的作用機理;超高層建築結構體系的抗風與抗震,特大跨度橋梁的結構體系及抗風抗震。同時。以柔克剛。的抗震思想在結構振動控制技術中將進一步得到體現,現代振動控制將向自適應控制、智能控制、吸震減震技術研究方向發展;土木結構健康監測、災害結構響應控制等基礎性的研究將會進一步加強。
3、 預應力混凝土材料及技術
預應力混凝土材料及技術本身將有所創新和發展,並將推動新材料、新技術、新理論及新設計方法不斷涌現。其應用研究將主要體現在以下幾方面:
(1)混凝土將繼續朝高強、高性能方向發展;免振混凝土、密筋混凝土可能在結構中試用;
(2)大直徑、大截面鋼絞線的研製、生產;超過2000級的高強鋼絞線也可能推出;鍍鋅、環氧塗層鋼絞線將被採用;不銹鋼絞線的應用將有大的增長;耐久、輕質(重量只有鋼材的20%)、更高強(>2000)的高性能纖維加強塑料筋將較多地獲得應用;碳纖維加勁塑料()、玻璃纖維加勁塑料、芳綸纖維加勁塑料。
(3)新型無粘結預應力筋及體外預應力配筋將得到開發和應用;
(4)預應力混凝土結構的耐久性、抗火、抗震、抗爆等性能研究及它們的設計方法研究;
(5)預應力混凝土與鋼筋混凝土的結合,預應力混凝土與纖維混凝土的結合以及其它材料的結合;
(6)預應力輕混凝土的發展和預應力混凝土結構的計算理論的完善以及預應力混凝土結構的拆除、重建方法以及預應力作為結構加固和調整內力的措施的研究;
(7)發展和推廣現代預應力空間結構體系,一是研究和推廣應用預應力技術來提升結構剛度,調整結構風力的分布,如預應力網格結構、預應力斜拉網格結構;二是研究通過預應力技術來形成新的空間結構,如張弦梁結構、張拉整體結構和索穹頂結構等。
4、 大力發展高性能混凝土
美國混凝土學會將高性能混凝土定義為具有易灌實、易密實,不離析,能長期保持優越的力學性質,早期強度高、韌性好,體積穩定、在惡劣環境下使用壽命長等所要求性能的勻質混凝土。1992年裡約熱內盧召開的地球峰會將「可持續發展」定義為「與地球生態系統相協調的經濟活動」。指出對環境無害的混凝土技術的基礎賴以建立的3個主要支柱是對混凝土原材料的節約、混凝土耐久性的提高以及混凝土技術從簡約法到整體法的轉變。因此發展高性能混凝土必須採用可持續發展的、對環境無害的混凝土技術,在研製各種外加劑和膠凝材料的同時,更應大力研究骨料替代、水泥替代和礦物摻料的使用等利用廢棄材料來改善混凝土的性能,提高其耐久性的方法。如:採用軋碎的廢棄混凝土代替碎石,用粉煤灰中的飛灰或細灰作硬凝材料;採用煉鐵副產品高爐礦碴代替水泥;用粉煤灰及高爐礦碴作水泥的混合料或混凝土的礦物摻料等。
5、 地下空間可持續開發的研究
進行地下空間的開發,主要是改變了地層原始分布狀態,從而引發地層內部及地面環境的改變。為使地下空間可持續地開發,需研究以下幾個問題:
(1)水文地質條件的改變地下空間結構的建造與形成改變了地下水徑流的路線,破壞了原有的補給關系,從而改變了地下水資源的分布形式與賦存狀態,並影響到地表的植被生長;
(2)地下空間開發對原有的生態平衡產生破壞作用地下空間開發破壞原有動植物的生態環境,從而影響地理氣候條件,欲恢復原有生態平衡要進行相關的研究和改造;
(3)地下空間開發對地面原有建築物的安全將產生影響地下岩體工程開挖將破壞原有地層應力的分布,無論採用何種技術措施,都要或多或少地影響到地面原有的建築物的安全。
又由於地面各種建築物、市政工程等設施的結構形式、服務年限不同,因此,即便在相同的變形影響下,對各種建築物的安全影響也不一致,因此,在建設之前要進行整體區域與個別建築設施評價相結合的方式進行相關的研究和評價,以確保建設區地面的安全。
6、計算機的應用
隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善,計算結果將更能反映實際情況,從而更能充分發揮材料的性能並保證結構的安全。人們將會設計出更為優化的方案進行土木工程建設,以縮短工期、提高經濟效益。
7、環境工程
環境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視,土木工程與環境工程融為一體。城市綜合症、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發展密切相關,又無一不與土木工程有關。較大工程建成後對環境的影響乃至建設過程中的振動、雜訊等都將成為土木工程師必須考慮的問題。
8、建築工業化建築長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放後大規模的經濟建設推動了建築業化的進程,特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發展,但是總的來說落後於其他工業部門,所以建築業的工業化是我國建築業發展的必然趨勢。要正確理解建築產品標准化和多樣化的關系,盡量實現標准化生產;要建立適應社會化大生產方式的科學體制,採用專業化、聯合化、區域化的施工組織形式,同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。
9、新能源和能源多極化能源問題是當前世界各國極為關注的問題,尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求,應當予以足夠的重視。
土木工程活動與可持續發展
在土木工程的各項專業活動中,都應考慮可持續發展。這些專業活動,包括:建築物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設,海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等等。
現代社會經濟的高速發展,特別是城市化進程的加快,以混凝土、鋼鐵和玻璃幕牆為代表的現代城市建築正在無節制地擴張,造成了環境破壞和人與自然的不協調。因此,建築師和土木工程師應努力樹立可持續發展的建築觀,推行有效利用自然資源(如太陽能、自然通風、節能技術、材料循環利用等)的設計技術,實現現代建築的建設以保障生態系統的良性循環為原則,真正使綠色建築走近人們的生活。
可持續發展的綠色建築在設計上更加追隨自然,提倡應用可促進生態系統良性循環,不污染環境,高效、節能、節水的建築技術和建築材料。土木工程施工階段的可持續發展。①節約水資源。通過監測水資源的使用,安裝小流量的設備和器具,在可能的場所重新利用廢水或者循環利用生產用水等措施,來減少施工期問的用水量,降低用水費用。②節約電能。通過監測利用率,安裝節能燈具和設備、利用聲光感測器控制照明燈具,採用節能型施工機械,合理安排施工時間等降低用電量,節約電能。③減少材料的損耗。通過更仔細的采購,合理的現場保管,減少材料的搬運次數,減少包裝,完善操作工藝,增加攤銷材料的周轉次數等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。④利用可回收資源。可回收資源的利用是節約資源的主要手段,也是當前應加強的方向。
可持續發展最有效手段是減少能源的消耗。能源的40%消耗在建築物中,30%用在交通上。因此,在設計和使用建築物過程中,應盡量尋求節約能源的方案,多利用風能、太陽能和再生能源。土木工程人員在努力減少建築垃圾和廢料產生的同時,還應重視廢建築材料的利用,如:廢混凝土、廢磚石經回收加工,可用作要求不高的地面材料或填充料,也可用於築路或重新制磚。
最近,報紙、電視均有報導:今年三、四月間,我國北方一些地區沙塵暴頻發,北京也浮沙彌漫,連江南也有塵土飛揚、降落黃泥雨水的幾天。沙漠在蔓延,已佔國土的20%多。面對沙塵暴、沙漠化的侵襲,我們土木科技工作者,應該與土壤、氣候、農業工作者一道為治理沙漠作出貢獻,構築綠色屏障,遏制流沙蔓延,變沙漠為綠洲。此外,在沙漠中搞城鎮建設、開發西部經濟時,一定要保護環境,改善環境,注意可持續發展。
總結:
雖然我國在改革開放後土木工程的發展取得了舉世矚目的成就,但形勢不容樂觀。此外,我國是一個發展中國家,經濟還不發達,基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。
D. 土木工程的現狀及未來展望
現在急需這方面的人才,前途也一片光明正。建築業一旦停止,經濟將會倒退!
E. 求一篇關於「土木工程(專業)概論」這本書的學習心得體會
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摘要:土木工程是人類歷史上年代最久遠的「技術科學」,作為一種系統的產業活動,土木工程的實質是生產的過程,是一種技術過程。
土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術經濟與藝術統一性。隨著人類社會的進步而發展,土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科,並已經出許多分支,如:建築工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環境工程等學科。土木工程共有六個專業:建築學,城市規劃,土木工程,建築環境與設備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸於現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想像,去創新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
My knowledge about civil engineering has been broadened since I became a student of Tongji University.
Civil engineering is a form of human activity. Human beings pursued it to change the natural environment for their own benefit. Buildings, transportations, facilities, infrastructures are all included in civil engineering.
The development of civil engineering has a long history. Our seniors had left a lot of great constructions to us. For example, Zhao Zhou Bridge is the representative of our Chinese civil engineering masterpieces. It has a history of more than 1300 years and is still service at present.
Civil engineering has been so rapid development of the period. A lot of new bridges have been constructed, and many greater plans are under discussion. China is a large county. And she is still well developing. So this era will be both exciting and rewarding for the Chinese Civil Engineers. And of course, civil engineering』s future is promising.
However, civil engineers will be facing more complex problems. We should pay attention to the growing population and a lot of deteriorating infrastructures. We should prepare for the possibility of natural disasters. To meet grow needs in the future; we should also try to update all the transportation systems.
To deal with these problems, we will have to develop innovative and enterprising skills. And we should choose a way that we can go continuously. Hazard Mitigation may be a great choice. Not only can it save money in the long run, but also avoid getting into an embarrassing situation in which we have to rebuild all the broken buildings. And we should also use more environmentally friendly materials when designing or constructing new buildings.
Well, to be a brilliant civil engineer is not easy. Today, engineering is a synthetic system. It not only depends on traditional mechanics, but also closely related to advanced science. So Physics, Chemistry, Material Science, Computer Science and perhaps more are all in our civil engineering program.
To be a good civil engineer, we should have the ability to apply the knowledge, to design a system, a component, or a procere of construction. We should also be able to conct experiments and explain the results. Furthermore, an engineer never works alone, so we shall cooperate with working team, and try our best to communicate effectively.
I』m very glad to be a student in this wonderful field. And I will try my best to be a successful civil engineer, to make contributions to our motherland.
1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,前後約7000年。在房屋建築、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世傑作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,於1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前後約300年時間。在此期間,建築材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面,一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現,使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現代土木工程
現代土木工程起始於20世紀中葉。發展至今,土木工程在建築材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建築材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建築上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對於建築技術,已經發展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建築有:我國台北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建築物要求的建築、結構、給水排水、採暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業建築物則要求恆溫、恆濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,並向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外,高層建築大量興起,地下工程高速發展,城市高架公路、立交橋大量出現,並逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以後,綜合國力有了很大提高,已具備更大規模開發和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3對土木工程未來發展的認識
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設高潮。可以說,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到並將繼續受到西方國家的急切關注。
作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才幹、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個「機遇」與「挑戰」並存、「合作」與「競爭」交織、「創新」與「循舊」相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
2.我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續發展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
「中國是世界上人口最多的國家,一項大資源被13億一除即變得微不足道,而一個小問題乘以13億就成了大問題。」劉西拉教授此語切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居於世界前列,而人均佔有量卻全部低於世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。
放眼世界,美國的現代化進程可謂先進,而現今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態,譬如,氯離子所引發的建築銹蝕等等。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今後的工作中進行創新改良,實現可持續發展。
2.1發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建築建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的准備。
隨著現代感測技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種感測器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國Commodore Barry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建築可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建築事故,也基本解決了建築過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建築使用的可持續發展。
2.2合理利用自然資源,注重既有土木工程設施的再利用,實現可持續發展
「可持續發展是在不犧牲後代並滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要」。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,並最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。
比如,我們可以充分利用建築綠化,在夏季有效降低灰磚牆表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節能保溫型的多孔磚或復合牆體作為牆體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建築的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
2.3開發利用再生資源和綠色資源,實現可持續發展
世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建築垃圾。我國每年的施工建設產生的建築垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。
與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標准,應當大力發展這樣的綠色建材。
對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建築材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建築用木材廢料加工而成,到處擺放的坐椅,是電視機殼粉碎後製成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成,長久會場日本館,既追求了人與自然和諧,也節約了經濟開支,所使用的大部分鋼材和木料,都可以回收利用。同時,竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度,空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考:在建築選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節約開支的同時,也實現了生態與建築的和諧可持續發展,何樂而不為呢?
另外,在日本愛知世博會長久手會場,繭狀日本館為減少熱負荷,利用牆面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以「自然的智慧」為主題的愛知世博會,展館建設大量應用現代科技成果,突出環保性和功能性,反映出人類對自然美的孜孜追求。而這,也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。轉貼於 中國論文下載中心 http://www.studa.net我國建築中,李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構,節約人民幣數億元,是土木工程實現經濟性可持續發展的典範。
當然,可持續發展,絕不是一味地追求節省,而是要尋求一種最合理的中間狀態,既要保證建築有足夠的創意,也要追求完美的技術經濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今,建築世界已經進入到生態美學的時代,注重文化、生態、工程與環境之間的關系,注重人性化、節能與可持續發展,才是當代工程師的著眼方向。
3.身邊的土木工程實例
我已經在上文中提及了許多土木工程實例,也述說了我對它們的一些認識。下面,我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城,如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋,是在建中的世界第一大橋。
據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹,蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線採用雙向六車道高速公路標准。大橋總投資約64.5億元,預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題,並創造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建,世界上已建成的各類斜拉橋有200餘座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋,在建的香港昂船洲大橋主跨1018米,蘇通大橋跨徑1088米,建成後將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鑽孔灌注樁組成,承台長114米、寬48米,面積有一個足球場大,是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔,蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米,為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米,最大重量為59噸,比多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。
交通部總工程師鳳懋潤說,蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋,將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建築。
4.土木工程專門人才應具有的素質
成為優秀的土木工程師,必須具備「四要素」,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業基礎知識和專業知識。
首先,優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識,並且,在熟悉了解自然科學的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、岩土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建築工程,每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業,走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,工程師要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,並在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外,工程師與科學家的不同在於不僅受到自然規律的制約,還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種「社會活動」,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養出科技開發能力並在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助於我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦乾的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到,我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建築(包括上海的環球金融中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口,工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構製作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權,實現工程建築的國產化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落後,不斷在創新、質量和美學上下工夫。
2.提升自己的競爭意識,敢於參與國際大賽並獲得獎項;
3.工作結合我國國情,特別是考慮由於人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發達國家在他們發展過程中由於當時對可持續發展認識不足造成的錯誤與嚴重後果在中國的大地上出現!
我將不斷提升能力,鼓足干勁,與其他同學一道,走出一條自主創新、可持續發展的有中國特色的土木工程發展之路,共同將我國的土木工程事業推向新的高潮!