同济土木概论论文(优).doc

我所见所闻的土木工程和土木工程师 土木工程概论课程报告(English summery)Ever since I was a kid，I was very amazed at the worlds many magnificent buildings. Now，I have more chance to get closed to them, because I have became a student of the College of Civil Engineering, Tongji University, I felt I was ready to learn the great subject which is great since ancient timescivil engineering. According to my shallow understanding, civil engineering is a form of human activity, it is such a subject that to build various types of engineering facilities. Its history is very long and can be traced back to ancient times. And its range is also very broad, including housing construction, highways and urban road works, railway engineering, bridge engineering, hydraulic engineering, tunnel engineering, airport engineering, underground engineering, marine engineering, port terminal projects and so on. In our history, the civil engineering has made great contributions to human beings. Many great works, such as Dujiangyan, Zhaozhou Bridge has played a huge role even today, which makes us younger amazing and determined to fight for it. Nowadays, with the development of science and technology, civil engineering is entering a new period of rapid development. Many great works is announcing the coming of a greater age. In China, many large projects are under construction. Our country has become the worlds most active and the most prosperous areas in construction industry, and the speed of construction is the highest in the world. The new historical period has brought us good opportunities for development but also bring us challenges. As civil engineering career successors in the new era, as university students, we should make good use of the valuable time in recent years. We must try our best to learn what we dont know now but must know in the future. Civil Engineering is an integrated science. To learn it better, it is necessary for us to learn the physics, chemistry, materials science, computer science and even art and aesthetics and other aspects of knowledge. Therefore, we should study the professional knowledge well to lay a solid base. And at the same time, we should develop team awareness, self-learning ability, innovation, ability to cooperate and aesthetic capabilities etc.By comparison with foreign schools, we know that we also need to learn more in all aspects, not only in civil engineering. In Shanghai, I can see a great many modern examples of civil engineering. They have greatly expanded my horizons, deepened my confidence in civil engineering career. With the rapid development of China, I am very proud that I chose civil engineering as my career. I will try my best to learn. I will make every effort to make contributions to our motherland.土木工程我国国务院学位委员会在公布的学科简介中为土木工程所下的定义为：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既是指工程建设的对象，即建造在地上、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、设计、施工、管理、养护、维修等专业技术。因此，土木工程的范围非常广泛。它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁道工程、桥梁工程、水利工程、隧道工程、机场工程、地下工程、海洋工程、港口码头工程等等。正是因为其应用范围之广，人们的衣、食、住、行几乎都离不开它。其中“住”是与土木工程直接有关的；“行”需要建造铁路、机场、码头等交通土建工程；“食”需要筑渠灌溉，打井取水，建设水库水坝；“衣”的纺纱、织布、制衣等工序也都无一例外地需要在工厂里进行，这些都离不开土木工程。而我们所需要学习和掌握的就是这些各类型的土木工程设施的规划、勘测、设计、施工、管理和维修的相关内容。2.土木工程的历史2.1古代土木工程古代土木工程的历史跨度很长，它大致从旧石器时代（约公元前5000年起）到十七世纪中叶，约7000年。古代土木工程有如下特点：一是建材主要取之自然，如石块、草筋、土坯等等，辅以初级人工材料；二是这一时期的建筑主要依靠经验来完成，缺少科学的理论的依据，建筑理论也主要靠长期经验的总结；第三是工具比较简单，以斧、锤、刀、铲和石夯等手工工具为主。这一时期人类建成了很多砖石结构的宏伟建筑。如建于公元前2700前2600年的埃及金字塔，其中胡夫大金字塔大约由230万块石块砌成，在四千多年前生产工具很落后的中古时代，埃及人是怎样采集、搬运数量如此之多，每块又如此之重的巨石的，仍是难解之谜。又如希腊的帕特农神庙、古罗马斗兽场、土耳其伊斯坦布尔的索非亚大教堂、意大利的比萨大教堂建筑群、法国的巴黎圣母院大教堂这些都是当时人类思想的结晶，堪称世界优秀建筑之精粹，是我们先人的伟大遗产。还有我国古代的木构架加砖墙结构的建筑。比如公元1056年建成的山西应县木塔（佛宫寺释迦塔），塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形，历经多次大地震而不倒。还有诸如北京天坛、故宫 ，天津蓟县的独特寺观音阁等均是具有漫长历史的优秀建筑。在交通方面，古代也不乏伟大的成就。如秦以咸阳为中心建设的连通全国郡县的驰道，道宽五十步(约今69米)，隔三丈(约今7米)栽一棵树，道两旁用金属锥夯筑厚实，可以说，这是中国历史上最早的正式的“国道”。桥梁方面，公元六世纪隋朝工匠李春建成的赵州桥是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥，1991年，美国土木工程师学会将其选定为第12个“国际历史土木工程的里程碑”。水利方面，公元五世纪我国就已修成引漳灌邺工程。公元前256年，李冰和父子修筑的都江堰是全世界迄今为止仅存的一项伟大的“生态工程”。开创了我国古代水利史上的新纪元，标志着我国水利史进人了一个新阶段，在世界水利史上写下了光辉的一章。2.2近代土木工程近代土木工程的时间跨度从十七世纪中叶到二十世纪中叶，前后约三百年时间。这一时期的主要特点有：一是建筑材料从天然材料为主转向人造材料为主，尤其是混凝土和钢材的使用从根本上改变了土木工程的结构形式；二是建造理论从主要以总结长期建造经验向重视科学理论兼顾经验转变，伽利略首次用公式表达了梁的设计理论，牛顿总结出力学三大定律等等，都为土木工程的科学理论奠定了基础，在科学理论的指导下，土木工程的结构体系发生了本质性的变化，出现了许多受力合理、结构新颖、用料经济的前所未有的新结构；三是建造技术从手工工具为主发展为大规模使用诸如打桩机、压路机、挖土机、掘进机、起重机、吊装机等施工机械，并创造出各种极有成效的施工方法这为快速高效地建造土木工程提供了有力手段。这一时期举世瞩目的工程有：1825年，英国修建了世界上第一条铁路斯托克顿达林顿铁路，长21km。1863年，英国伦敦建成了世界上第一条地下铁路，总长4.8公里，随后美、法、德、俄等国的大城市中相继建立地下交通网。1869年，美国建成了横贯东西的北美大陆铁路，全长3000多公里，建设过程极其艰难，被英国BBC评为自工业革命以来世界七大工业奇迹之一。1875年，法国莫尼埃主持修建了一座长达16米的钢筋混凝土桥，为钢筋混凝土的普及推广铺平了道路。1883年，美国芝加哥保险公司大楼，共10层，高55米，是世界上第一幢按现代钢框架结构原理建造的高层建筑，开摩天大楼建造之先河。1886年，美国首先采用了钢筋混凝土板楼。1889年，法国著名建筑师居斯塔夫埃菲尔在法国巴黎战神广场上建成了高达300m的埃菲尔铁塔，曾经保持世界最高建筑45年。1914年，美国建成连接太平洋和大西洋巴拿马运河，是重要的航运要道，被誉为世界七大工程奇迹之一和“世界桥梁”。1931年，美国纽约建成帝国大厦，成为美国经济复苏的象征，如今仍然和自由女神一起成为纽约永远的标志。曾为世界第一高大楼和纽约市的标志性建筑。1936年，美国工程师约瑟夫斯特劳斯在旧金山建成桥跨1280米的悬索桥金门大桥，它的的两个桥墩在1964年之前拥有世界上悬索桥中最长的跨度。这两个桥墩直到不久之前还是世界上最高的悬索桥桥墩。1957年之前它还是世界上最长的悬索桥。在我国，这一时期由于清政府采取闭关锁国政策，土木工程技术进展缓慢，没有得到大规模的发展。直到清末洋务运动开始后，才引进了一些西方先进技术，开始建造一些对中国近代经济的建设较有影响的工程，诸如：1909年，詹天佑主持修建了京张铁路，它是中国首条不使用外国资金及人员，由中国人自行建设完成，投入营运的干线铁路，是中国人民和中国工程技术界的光荣。1934年，上海建成24层的国际饭店，它是当时全国也是当时亚洲最高的建筑物，并在上海一直保持高度的最高纪录达半个世纪，有三十年代“远东第一高楼”之称。 1937年，当代桥梁专家茅以升博士设计，主持修建了钱塘江大桥，这是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥，横贯钱塘南北，是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道，是中国铁路桥梁史上一个辉煌的里程碑。2.3现代土木工程现代土木工程的时间可定位二十世纪中叶。这一时期的土木工程有如下特点：一是建筑材料随着科学技术的不断发展而有了很大进步，比如通过掺添加剂已能配置高性能和高强度的混凝土，先进的冶金和轧钢技术已能生产优质高强度的低合金钢，高分子的发展导致了膜结构这一新结构形式，玻璃工业的发展，钢化玻璃的生产，使新颖的玻璃结构开始出现；二是电子计算机的诞生彻底改变了结构理论的面貌，由于分析计算理论的进步，结构设计变得更为自由，一些新颖的结构如雨后春笋般到处涌现；在建筑技术方面，从单一的使用机械发展到机电计算机的一体化，对于复杂的施工，实现了全过程自动检测和计算机控制，使施工质量大大提高，施工进度大大加快。这一时期的大工程主要有：桥梁方面。1998年建成的日本明石海峡大桥，主跨1991米，全长3911米，为目前世界上跨度最大的悬索桥，也是世界上最长的双层桥。2000年10月开工建设的卢浦大桥是当今世界第一钢结构拱桥，是世界上跨度最大的拱形桥。大桥主桥为全钢结构，全长3900米，被誉为“世界第一钢拱桥”。第二次世界大战后出现的斜拉桥也得到了较大发展，我国总长8206米的苏通长江大桥是当今世界跨径最大斜拉桥，创造了最深桥梁桩基础、最高索塔、最大跨径、最长斜拉索等4项斜拉桥世界纪录，其雄伟的身姿已成为横跨于长江之上的一道亮丽风景线。高层建筑方面。1972年美国纽约建成了世界贸易中心大楼，110层，高492米。上海金茂大厦，高420.3m，曾为上海第一高楼，大陆第一高楼，2008年 8月29日被比邻的环球金融中心超越。1996年马来西亚吉隆坡建成的石油大厦双塔楼，以4519米的高度打破了美国芝加哥希尔斯大楼保持了22年的最高记录，直到2003年10月17日才被台北101大楼超越，但仍是目前世界上最高的双塔楼，也是世界第三高楼。隧道方面。海拔2690米，长14公里的瑞士的勒奇山隧道，成为全球最长的陆上隧道，并令欧洲中部穿越阿尔卑斯山的交通迈向新纪元。1988年日本完成的青函海底隧道成为世界上最长的海底隧道。在大跨度建筑方面。1998年伦敦为了迎接21世纪而兴建标志性建筑千年穹顶，弯项直径320m，周圈大于1000m，有12根穿出屋面高达100m的桅杆，屋盖采用圆球形的张力膜结构。还有很多在地下修建的不衬砌的油库和气库，其容量高达几十万甚至上百万立方米。在大高坝工程方面。我国建设的三峡水电站，大坝高程185米，蓄水高程175米，水库长600余公里，安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组，建成后将成为全世界最大的水力发电站。瑞士的大狄克桑坝，高285m，是目前世界上最高的重力坝。俄国英古里坝坝型为双曲拱坝，坝面由多心圆拱组成，拱坝两侧有重力墩，坝弧长758m，其中墩长118m，坝顶宽10m，坝底宽86.5m，长高比为 2.3，厚高比0.29，是世界上已建成的最高拱坝。3.土木工程的展望现在，时间已进入二十一世纪，我们将面临着新的机遇和挑战。随着科技的飞速发展，人类为了争取更好的生存环境，预计土木工程作为一门古老的学科，也必将会有新的发展。主要可能表现在以下几个方面：1. 重大工程项目即将陆续兴建。2. 土木工程将向太空、海底、荒漠地开拓。3. 工程材料向轻质、高强、多功能化发展。4. 设计方法精确化，设计工作自动化。5. 信息和智能化技术全面引入土木工程。6. 土木工程的可持续发展。在我国，我们看到，新的历史时期给我们带来了良好的发展挑战机遇和严峻的考验。一方面，我国处于经济建设快速发展的新时期，中国已成为世界上建筑业最活跃与最繁荣的地区，建设规模和速度高居世界前列，给土木建设事业带来了好的机遇。近年来投资建设了一大批举世瞩目的特大型建设项目，市场规模不断扩大，市场体系进一步健全，市场秩序进一步好转。由于中国正处在城市化加速的起点，国家和人均收入增长加快，这正是国家建设的大好时期，正是土木工程学科发展的最好时机。另一方面，我国存在在国际上的科技排名不靠前，人口众多，能源短缺水资源短缺问题严重，平均受教育水平低等一系列问题，这给也我们带来了严峻的考验。新的历史时期，社会给我们提出了更高的要求。作为我国土木工程事业的接班人，我们在怀抱远大理想的同时也要有忧患的意识。4.土木工程师4.1土木工程师职位土木土建工程师是指从事普通工农业与民用建筑物、构筑物建造施工的设计，组织并监督施工的工程技术人员。主要工作内容有：研究工程项目，勘察施工地址； 计算、设计建筑结构并编制成本概要、施工计划和规格说明； 确定材料的种类、施工设备等； 编制工程进度表，并指导施工； 计划、组织和监督建筑物的维护和修理； 研究与开发在特殊地质条件和困难施工条件下新的施工方法； 对建筑施工进行监督检查。4.2土木工程师的应具备的知识结构土木工程专业知识结构的具体组成可分为公共基础知识、专业基础知识和专业知识三个阶段。相应定义、学习时间、学习内容和意义等见下表。阶段学习时间主要内容主要目标意义第一阶段一、二年级（1）思想道德、心理素质及人文、社会科学基础知识（2）自然科学基础知识在哲学及方法论、经济学、法律等方面有必要的知识。对文学、艺术、伦理、社会等方面有一定的了解。掌握一门外语。掌握专业学习所必需的数学、物理等工具学科，了解当代科学技术发展的主要方面和应用前景。掌握一门计算机语言。一方面是工科学类的公共基础知识，另一方面是由高中学习阶段向大学学习阶段的过渡，对今后学习能力的提升将其十分重要的作用。第二阶段二、三年级包括工程数学、工程力学、结构工程学、岩土工程学和流体力学等学科，以及从事土木工程设计、施工、管理所必需的专业基础理论。掌握工程力学、结构工程学、岩土工程学、流体力学工程测量、画法几何、土木工程施工与组织等的基本原理和方法。构成了土木工程专业共同的专业平台，为以后的专业知识学习和毕业后在专业的各个领域继续学习提供坚实的基础。第三阶段三、四年级根据不同的专业和特点进行安排，是专业的深入学习。掌握各专业的勘测、设计、检测与实验、施工、防灾减灾、法律法规，还应了解相邻学科知识。学会怎样从专业基础知识构成的土木工程专业共同的专业平台上，掌握某一类工程对象的专业知识的过程和方法。此外，作为一名土木工程师，还要注意培养很多能力。创新意识。土木工程是一门创造的科学。而创新意识是指人们根据社会和个体生活发展的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力。土木工程需要创新意识。因此，我们要照顾到我们的兴趣爱好，结合自己的特点、兴趣和志向，逐步明确今后的发展方向，选好学习课程，安排好学习时间，有意识的培养自己的创新意识。不少研究指出：知识的沉淀和实践，加上艺术灵感火花的爆炸，就能产生创意。审美。随着经济的高速发展和科学技术的飞速进步，各种工程不断涌现，人们在追求工程使用功能的同时，也在追求工程的造型美。可以说，工程美是科技、工程与美学的交融与结合。俗话说，“建筑是凝固的音乐”。作为一名好的土木工程师，就应该有良好的美学观念。我们在安排学习时，也应选修艺术和美学方面的课程，接受这方面的熏陶。而且技术进步是工程美学的基础，推动技术的进步也可以促进工程美学的发展。社会责任感。土木工程建设一些很基础的项目，很多工程一旦出现问题都会造成很大的损失，而且工程都是要求责任终身制的,所以这个职业要求我们，我们也必须有这种社会责任感。培养建设工程中的法律意识、风险意识、环境意识、人文意识、还有可持续发展观等等4.3我国土木工程师的培养模式与国际的比较只有通过比较，我们才能更加了解自己，从而扬长避短，争取更好地发展。以我们同济大学为例，从课程安排看，主要课程有工程力学，结构力学，流体力学，工程地质，建筑材料，混凝土和钢结构原理，施工工程学等以及英语，计算机等工具学科。学生的学习是以接受为主的，但没有专门的课程对学生的领导能力，公共关系能力等进行系统的培养，主要依靠学生自己的经验积累。培养目的比较实用。学时 学分 必修 选修 百分比人文社科 414 23 11 12 15.9公共基础 1350 68 53 15 51.7专业基础 936 53 49 4 35.9专业 324 18 18 12.4 同济大学土木工程系学时安排 6而对照美国Univ. Duke土木与环境工程学院的培养目标。对知识要求目标的共同的，甚至在深度上还不及我们国内，但是可以看出它更重视培养学生的能力，而不是知识。比较有特色的如“the ability to think critically（批判思考能力。）” “the ability to analyze and understand the social, economic, ethical and environmental implications of their engineering work（对工程的社会，经济，伦理，环境影响的分析和理解能力）”，“life-long learning and professional development（终生学习和专业发展）”。可以看出，国外的土木工程教育比较注重土木工程的社会属性，要求学生有较为广阔的视野。5.对身边土木工程实例的认识前面举了很多实例，下面我来谈谈对身边的杨浦大桥的认识。从浦西去浦东机场等地方往往要经过杨浦大桥，对于这么宏大洒脱的工程，每次经过都会发出由衷的赞叹。通过我的进一步认识，我了解到了以下的细节。杨浦大桥位于上海市杨浦区宁国路地区。桥址离苏州河5.3km，离吴淞口20.5km，与南浦大桥相距11km。该桥是市区内跨越黄浦江、连接浦西老市区与浦东开发区的重要桥梁，是上海市内环线的重要组成部分。杨浦大桥于1991年4月29日动工，1993年9月15日建成，历时仅2年5个月。设计车速为60公里/时，设计荷载为汽-20，验算荷载为挂-100。该桥全长8354m（包括主桥、引桥、匝道、引道）。主桥全长1178m，跨经组合为：过渡孔45m+边孔（99m+144m)+主孔602m+边孔(144m+99m)+过渡孔45m。主孔采用跨过江方案，跨径602m，两侧边孔243m，中间设置辅助墩。主桥桥面总宽30.35m。主桥为双塔空间双索面钢-混凝土结合梁斜拉桥结构，塔墩固结，上部结构为纵向悬浮体系，横向设置限位和抗震装置。钢筋混凝土柱塔高为200m，塔形呈钻石状。主塔基础采用钢管桩。辅助