土木工程发展史.doc

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土木工程开展史

摘要:土木工程作为最古老的工程之一,具有悠久的开展历史。较早的土木工程用料比拟简单,各种设施、施工主要依靠经验,没有理论根底。随着社会和科技的开展,新材料、新技术、新理念的出现为土木工程注入了新鲜的血液,使其逐渐展现出了全新的特点和模式。尤其是现代的土木工程,更是表达出了功能化、城市立体化以及交通运输高速化的新时代气象。

关键字:开展、知识体系、材料、形式

所谓土木工程,就是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,,即建在地上、地下、水中的各种工程设施,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测技术、施工、保养、维修等技术。概括来说,就是指一切和水、土、文化有关的根底建设的方案、建造和维修。可见,土木工程之于人们的生活是如此的重要。

从古至今,土木工程已经经历了一个漫长的开展过程。从整个历史的角度来讲,土木工程的开展大致经历了古代、近代和现代三个阶段。下面我就从土木工程的知识体系、材料以及形式三个方面具体阐述着三个过程。

古代土木工程

古代的土木工程,从时间跨度上,大致从旧石器时代〔约公元前5000年起〕到17世纪中叶。这时期的土木工程还未成为一门独立的学科,也没有一个相应的知识体系,主要都是依靠人们的经验从事工程建设。随着人类文明的进步和生产经验的积累,古代土木工程的开展大体上可分为萌芽时期、形成时期和兴旺时期三个阶段。

萌芽时期

新时期时代的原始人为避风雨、防兽灾,开始利用天然掩蔽物作为住处。当人们学会播种、收获、驯养动物后,天然的山洞已不能满足人们的需求,于是使用简单的木、石、骨制工具,伐木采石,以粘土。木材和石头等,模仿天然掩蔽物建造居住场所,开始了最早的土木工程活动。

这时期的土木工程使用的是石斧、石刀等简单工具,所用的材料主要是泥土、石头、木材等天然材料。后来掌握了伐木技术以后,就使用交大的树干做骨架;有了煅烧加工技术,就使用红烧土、白灰粉、土坯等材料,并逐渐懂得使用草筋泥、混合土等复合材料。人们使用以上这些工具和材料开始了建房、筑路、挖渠、造桥等工程建设,土木工程也完成了从无到有的萌芽阶段。

形成阶段

随着生产力的开展,农业、手工业开始分工、这个时期,土木工程的开展可以表达在材料、构造、工具、工程内容等各个方面。在材料方面,开始出现烧制加工的瓦和砖;在构造方面,形成了构架、石梁柱等结构体系;在形式内容上,有宫殿、陵墓、庙堂,还有许多较大型的道路、桥梁、水利等工程;在工具上,也有了斧、钻、锯、铲、刀等较为先进的工具。另外,在知识体系上,也有了几何学、测量学、夯土技术等方面知识的积累和应用,极大的促进了土木工程的进一步开展。

兴旺时期

这一时期,由于铁制工具的普遍使用,极大的提高了工程效率。工程材料中逐渐增添复合材料,工程形式那么由于社会的开展与需求的增加,道路、桥梁、水利、排水等工程日益增加。大规模工程如宫殿、寺庙的增多,使得分工日益细致,技术日益精湛,从设计到施工已有一套较为成熟的经验。所有的这些开展与进步使得这一时期出现了众多伟大的工程,例如我国的故宫、万里长城、古埃及的金字塔以及帕特农神庙等等,它们记载着灿烂的古代土木工程文明。

近代土木工程

近代土木工程从17世纪中期到20世纪中叶。这个时期土木工程的主要特点有以下三点。材料上,从以木材、石料、瓦砖为主,到卡开始广泛使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土,直至早期的预应力混凝土;知识体系上,材料力学、理论力学、结构力学、土力学、工程结构设计理论等学科逐步形成;内容形式上,逐渐开展到包括房屋、道路、桥梁、铁路、隧道、港口、市政、卫生等工程建筑和工程设施,不仅能够在地面修建,而且有些能够在地下和水下修建。总得来说,这一时期的土木工程也可分为奠基、进步、成熟三个阶段。

奠基时期

17世纪到18世纪下半叶是近代科学的奠基时期伽利略、牛顿等所阐述的力学理论是近代土木工程开展的起点,土木工程的实践及其他学科的开展都为建立系统的设计理论奠定了根底。伽利略的梁设计理论论述了建筑材料的力学性质和梁的强度,是弹性力学的开端,它与牛顿三大定律为土木工程奠定了力学分析的根底。欧拉柱的压屈理论给出了柱临界压曲荷载的计算公式,在分析工程建筑物的弹性稳定方面得到了广泛的应用。

近代的这些科学奠基人突破了以现象描述、经验总结为主的古代科学的框架,创造出了比拟严密的逻辑理论体系,加之对工程实践有指导意义的复形理论、振动理论、弹性理论等在18实际相继产生,促进了土木工程开展广度和宽度的进一步提高,土木工程也由于理论的开展逐渐成为一门独立的学科。

进步时期

在这一时期,波兰特水泥的创造和钢筋混凝土的使用成为近代土木工程开展史上的重大事件。混凝土及钢材的推广应用,使得土木工程师们可以运用这些材料建造规模更为庞大复杂的大型工程设施

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