第1章-工程概述课件

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第一章工程概述2023/7/272第一节工程的概念一、工程的定义（一）工程（Engineering）的定义

《朗文当代高级英语辞典》：一项重要且精心设计的工作，其目的是为了建造或制造一些新的事物，或解决某个问题。（Animportantandcarefullyplannedpieceofworkthatisintendedtobuildorproducesomethingnew,ortodealwithaproblem.）

《牛津高级英语词典（第六版）》：一项有计划的工作，其目的是为了寻找一些事物的信息，生产一些新的东西，或改善一些事物。(Anplannedpieceofworkthatisdesignedtofindinformationaboutsomething,toproducesomethingnew,ortoimprovesomething)

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《剑桥国际英语词典》：一项有计划的，要通过一段时间完成，并且要实现一个特定的目标的工作或者活动。

《不列颠百科全书（EncyclopediaBritannica）》：应用科学原理使自然资源最佳地转化为结构、机械、产品、系统和过程以造福人类的专门技术。

美国工程院（MAE）：工程的定义有很多种，可以被视为科学应用，也可以被视为在有限条件下的设计。《新华汉语词典》：土木建筑或其他生产、制造部门用比较大而复杂的设备来进行的工作。

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《中国百科大辞典》：将自然科学原理应用到工农业生产部门中而形成的各学科的总称。

《我国工程管理科学发展现状研究—工程管理科学专业领域范畴界定及工程管理案例》（中国工程院咨询课题）：工程是人类为了特定的目的，依据自然规律，有组织的改造客观世界的活动。2023/7/275（二）广义的工程“工程”是一个十分广泛的概念，只要是人们为了某种目的，进行设计和计划，解决某些问题，改进某些事物等等，都是“工程”。所以人类社会到处都有“工程”。如：

1.建设与制造(建造房屋、大坝、铁路等）；

2.新的科学技术和知识在生活和探索领域的扩展（航天工程、基因工程、软件工程等）；

3.社会领域的引用（扶贫工程、经济普查工程等）。2023/7/276

（三）狭义的工程工程管理专业所研究的对象还是比较传统的“工程”的范围和定义。工程管理的理论和方法应用最成熟的是土木建筑工程、水利工程领域和军事工程领域。本课程中的“工程”就是指狭义的工程的概念，主要是针对土木建筑工程和水利工程。2023/7/277二、工程的三个方面：1.工程的技术系统：工程是人类为了实现认识自然、改造自然、利用自然的目的，应用科学技术创造的，具有一定使用功能或实现价值要求的技术系统。工程的产品或带来的成果都必须有使用价值（功能）或经济价值，有一些工程的产品具有文化、历史价值。

工程技术系统通常可以用一定的功能（如产品的产量或服务能力）要求、实物工程量、质量、技术标准等指标表达。

2023/7/2782.工程建造过程：

工程是人们为了达到一定的目的，应用相关科学技术和知识，利用自然资源最佳地获得（如建造）工程技术系统的过程（或活动）。这些活动通常包括：工程的论证与决策、规划、勘察与设计、施工、运营和维护。还可能包括：新型产品与装备的开发、制造和生产过程，以及技术创新、技术革新、更新改造、产品或产业转型过程等。

在这个意义上说，“工程”又有我们经常所使用的“工程项目”的概念。

工程项目生命周期及对应管理项目决策阶段有建设意图编制项目建议书编制可行性研究报告项目立项项目实施阶段设计准备阶段编制设计任务书设计阶段总体（方案）设计初步（扩初）设计施工图设计施工施工阶段动用前准备阶段项目正式动用前期策划(DM)物业管理(FM)项目管理(PM)时间保修期项目使用阶段项目拆除2023/7/27103.工程科学工程科学是人们为了解决生产和社会中出现的问题，将科学知识、技术或经验用以设计产品，建造各种工程设施、生产机器或材料的技能，是人们知识的结晶，是科学技术的一部分。工程科学按照工程的类别分为许多工程学科（专业）。

2023/7/2711工程技术系统工程建设过程工程科学

工程

工程项目工程项目的交付成果工程的三个方面2023/7/2712三、工程项目

1、项目的定义

《质量管理――项目管理质量指南（ISO10006）》:

“由一组有起止时间的、相互协调的受控活动所组成的特定过程，该过程要达到符合规定要求的目标，包括时间、成本和资源的约束条件”。2023/7/2713

按照这个定义，项目具有如下特征：（1）项目是在一定的时间内完成一项具体的任务；（2）任务是在一定的约束条件下完成的。约束条件可能是时间的限制（在一定时间内完成），成本和经济性的要求，劳动力、资金、设备、材料等资源消耗的限制。（3）项目是由各种各样的活动构成的，这些活动之间互相关联，具有一定的逻辑关系。所以项目是行为系统。--流程管理2023/7/27142、工程项目的概念“工程项目”是以完成一定的工程技术系统为任务的项目，是一个工程的建设（建造）过程。如为完成一项工程的建设任务，人们需要完成立项、设计、计划、施工、验收等活动，最终交付一个工程系统。从前述工程的定义可以看出，工程项目是工程技术系统的建造任务和过程，是工程的一个方面。工程技术系统是工程项目的交付成果，即工程项目的产出结果。人们使用“工程”一词更多的是指这个技术系统。

2023/7/2715第二节工程的作用一、工程是人类开发（征服）自然，改造自然的物质基础

1.人们通过工程改善自己的生存环境，提高物质生活水平。2.人们认识自然，进行科学研究，探索未知世界，必须借助工程所提供的平台。3.人们通过工程改造自然，改变自然的特性，使之有利于自己，降低自然的负面影响。4.为人们社会文化生活、特别是精神生活提供所需要的场所，丰富了人们的物质和文化生活。

2023/7/2716二、工程是人类文明的体现和文明传承的载体

1.工程是人类运用自己所掌握的科学技术知识开发自然和改造自然的产物，是人类在地球上生活、进行科学研究和探索留下的重要痕迹。

2.工程是人类认识自然和改造自然能力传承的载体，是人类文化和文明的传承载体。

3.有前人留下的大量规模宏大，工艺精美的建筑工程夸耀于世界，是民族勤劳、勇敢和智慧的见证。

4.建筑工程是文化艺术的一部分。

2023/7/2718三、工程是科学技术发展的动力

1.工程要应用科学知识。在各种不同种类的工程建设和发展过程中，逐渐形成了一门门工程学科。工程技术和学科的建立和发展与整个科学技术的发展是相辅相成的。

2.工程专家（或工程师）要应用科学知识，建造工程，以解决人们社会经济和文化问题，为人类造福。

3.现代社会，科学家依托工程所提供的条件进行科学研究。

4.科学家为大型工程提供可靠性和适用性的理论分析和实验模拟。

2023/7/2719四、工程是社会发展的动力

1.工程建设促进了城市化的发展。

2.工程作为社会经济、文化发展的依托。

3.工程相关产业，特别是建筑业是国民经济的重要行业。

4.工程相关产业是解决劳动力就业的主要途径。

5.工程建设消耗大量的自然和社会资源，消耗其他部门的产品，拉动整个国民经济的发展。工程建设是将社会资源整合后形成生产能力和固定资产的最基础的环节，在整个国民经济的资源配置中发挥着重要的枢纽作用。2023/7/2720第三节我国古代工程我国古代主要工程房屋工程城市建设军事工程交通工程水利工程工程产生于实际需要，它的存在已有久远的历史。2023/7/2721一、房屋工程

早期人们采用的多为天然材料，如木材、石材等，搭建各种棚屋。

2500多年前就形成了以木结构作为主要构架，以青砖作墙，以碧瓦作为上盖的“梁柱式房屋建筑”形式。我国古代石材在房屋建筑中的应用不是很多，主要用在墓室、宗教建筑和一些标志性建筑上。由于木建筑不能长久，容易腐蚀，容易为大火焚毁，或被大水冲毁，而且由于取材容易，修旧不如盖新，所以我国历史上人们就不大研究建筑的修建，不注重保存旧建筑，而喜欢拆旧盖新。

2023/7/2722二、城市建设

当人类发展到了新石器时代的后期，以农业作为主要生产方式，就形成比较稳定的劳动集体，产生了固定的集聚地。人们集中居住是为了抗御自然，防止其他部落和野兽的入侵，提高自己的生存能力，同时逐渐社会化，满足精神生活要求。史记记载，舜由于其德行高尚，人们都愿意居住在他的周围，所以“一年所居成聚，二年成邑，三年成都。”2023/7/2723

这样就需要进行集中固定的居民点的建设。按照防御的要求，在居民点周围挖壕沟或建墙，或建栅栏。这些都是带有防御性的军事工程，逐渐形成城市的雏形。同时在商业和手工业出现后就有交易和集市。

在我国古代，“城”是以武装保护的土地，就要有防御性的构筑物，而“市”就是交易场所。

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春秋战国时期各个诸侯国之间征战不休，大家都想称王称霸。为了称霸和自卫的需要，大家都纷纷建城筑墙。这是我国筑城的高潮期。在我国几千年的奴隶制社会和封建社会历史中，城市的规划是政治制度的一部分，按照不同封建等级的城市，如都城、王城、诸侯城等，有不同的规则，如用地面积，道路宽度，城墙长度和高度，城门数目，甚至城市的位置都有规定。

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在中国古代城市中，皇宫和官府衙门占主导，作为中心区，由此影响城市的布局。在我国历史上，秦代的咸阳、汉长安，唐代长安、宋代汴梁城（开封），元大都（北京），明清代的北京城都是当时世界上最大的最先进的城市之一。社会的发展使城市的功能发生变化，不仅作为人们的集聚地，提供居住条件、生活服务设施和公共建筑，而且成为社会的政治中心、经济中心、金融中心和交通中心。

2023/7/2726三、军事工程

早期的人们出于保护自己领地的目的，修建了防御工事。在居住点、城市，甚至国境线上建设壕沟、城墙。古代军事工程主要是城墙。从先秦到秦始皇，及其以后的汉、晋、魏、北齐、北周、隋、唐、宋、辽、金、元、明、清等十多个朝代，都不同规模地修筑过长城，其中以汉、金、明三个朝代的长城规模最大。长城是中国，也是世界上修建时间最长、工程量最大的一项国防工程。2023/7/27272023/7/2728

长城绵延万里，是由城墙、敌楼、关城、墩堡、营城、卫所、镇城烽火台等多种防御工事所组成的一个完整的防御工程体系。长城修筑过程创造了许多方法。在布局上，秦时就总结出了“因地形，用险制塞”的经验。在建筑材料和建筑结构上，以“就地取材、因材施用”为原则，创造了夯土、块石片石、砖石混合等结构；在沙漠中还利用了红柳枝条、芦苇与砂粒层层铺筑的结构。修筑长城的工程巨大，历代为修筑长城动用的劳动力数量也十分可观。2023/7/2729四、交通工程

古代，人们一般都临河而居，人们扎木筏或“刳木为舟”，作为交通工具。随着陆上交通需要的增加，人们经过长期实践，修建了道路，也就开始有了道路工程。它们把散落在不同地方的人们连接在了一起，也使得人们的居住地从河边扩大到了内陆。秦始皇统一六国后，以国都咸阳为中心，修筑了通向原六国首都的驰道。秦直道是中国最早的高速公路。秦直道是秦始皇为抵御匈奴势力南侵而建造的具有战略意义的国防工程。2023/7/2730

由于河流、山涧横亘在道路之间，道路起初是不连续的。伴随着道路的发展，桥梁建设也逐渐兴起，桥梁可以跨越河流、山涧，为道路的通达创造了条件。据史籍记载，秦始皇为了沟通渭河两岸的宫室，兴建了一座68跨咸阳渭河桥，这是世界上最早和跨度最大的木结构桥梁。在隋代修建了世界著名的空腹式单孔圆弧石拱桥－—赵州桥。2023/7/27312023/7/2732五、水利工程

水利工程历来就是人们抵御洪水、解决农业灌溉问题和发展运输的重要设施。我国古代修建了许多著名的水利工程。这些工程到现在仍在使用。2023/7/27332023/7/27342023/7/2735都江堰水利工程2023/7/2736都江堰水利工程2023/7/2737

大运河北起北京，南达杭州，流经北京、河北、天津、山东、江苏、浙江六个省市，沟通了海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，全长1794㎞，是巴拿马运河的21倍,是苏伊士运河的10倍。大运河从公元前486年开始开凿，完成于隋代，在唐宋时期河运就十分繁荣，在元代人们又将它取直，在明清时期又进行了大规模的疏通。它在我国历史上作为南北交通的大动脉，曾起过巨大作用。

2023/7/2738六、园林工程

我国的园林是具有最丰富文化和艺术内涵的工程，苏州古典园林是它的代表。苏州古典园林宅园合一，可赏、可游、可居。这种建筑形态的形成，是在人口密集和缺乏自然风光的城市中，人类依恋自然，追求与自然和谐相处，美化和完善自身居住环境的一种创造。其建筑规制反映了中国古代江南民间起居休憩的生活方式和礼仪习俗，体现了历史上江南地区高度的居住文明以及当时城市建设科学技术水平和艺术成就。2023/7/2739

苏州古典园林也是中国传统思想文化的载体，表现在园林厅堂的命名、匾额、楹联、书条石、雕刻、装饰，盆景以及花木寓意、叠石寄情等，不仅是点缀园林的精美艺术品，同时储存了大量的历史、文化、思想和科学信息，物质内容和精神内容都极其丰富。其中有反映和传播儒、释、道等各家哲学观念、思想流派；有宣扬人生哲理，陶冶高尚情操；还有借助古典诗词文学，对园景进行点缀和渲染，使人于栖息游赏中，化景物为情思，产生意境美，获得精神满足。2023/7/2741第四节我国现代工程的发展一、我国现代工程建设

（一）我国现代工程建设概况

1．在钢铁工业方面有宝山钢铁厂。

2．在水利工程方面，近几十年来有葛洲坝工程、鲁布革工程、小浪底工程、二滩水电站、三峡水利工程、南水北调工程等。

3．核电工程方面，目前已经运行的有大亚湾核电站、秦山核电站等；在建的有4座：秦山核电站二期工程，秦山核电站三期工程，大亚湾核电站（岭澳）二期工程和连云港田湾核电站等。

2023/7/27424．铁路工程最大的有京九铁路、青藏铁路工程。5．化工工程，在20世纪70年代我国就投资建设仪征化纤、扬子石化等，最近有扬子巴斯夫石化工程、广东茂名石油化工工程、福建石油化工工程等。6．近十几年来，我国在长江上兴建许多大桥。现在仅江苏段除了原来的南京长江大桥外，还有南京长江二桥、南京长江三桥、润扬长江大桥、苏通长江大桥、江阴长江大桥等。2023/7/27437．已建及在建城市轨道交通工程（地铁或轻轨）的城市有北京、上海、广州、深圳、南京、武汉、重庆、大连、哈尔滨、长春、青岛、成都、沈阳、苏州、西安、杭州等十几个大城市。8．中国高速公路从零起步，经过十多年的建设，到2004年，已突破３万㎞，高速公路总里程位居世界第二。三纵三横。2023/7/2744

二、三峡工程三峡工程建筑由混凝土重力式大坝、水电站厂房和永久性通航建筑物三大部分组成。大坝坝顶总长3035m，坝高185m。水电站发电机组共装机26台，总装机容量为1820万kW，年发电量847亿kW·h。通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物为双线五个连续级船闸及一级垂直升船机。我国现代其他有代表性的工程首都机场3号航站楼由曾经设计香港机场的建筑大师诺曼-福斯特设计。配上最新的技术系统，3号航站楼将是世界上最先进的机场。

3号航站楼建筑造型新颖、独特，平面布置呈“人”字型，屋面为双曲面外形，呈飞行体状；南北方向长约958M，东西方向宽约775M，其投影面积约为11万平方米，屋顶顶标为42M。总投资：167亿元中央电视台新楼用地面积总计187，000平方米，总建筑面积约55万平方米，最高建筑约230米，工程建设总投资约50亿元人民币。中央电视台新台址建设工程确定采用荷兰OMA的设计方案。

总投资：50亿元上海金茂大厦

由美国芝加哥SOM建筑事务所设计，集中华五千年宝塔建筑之大成，融汇当代世界建筑新技术，建造周期历时五年。

高度为402.5米，是目前世界第四、中国（大陆地区）第一高楼，总建筑面积29万平方米，占地2.3万平方米，地上88层，地下3层。总投资：5.4亿美元国家体育场——鸟巢作为2008年北京奥运会的主体育场，“鸟巢”总建筑面积25.8万平方米，占地20.4公顷，地上高度69.21米。整个建筑造型呈椭圆形马鞍形，混凝土结构主体分地下一层，地上七层，组成三层碗状斜看台，可容纳观众9.1万人。

总投资：31.5亿元国家大剧院位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积11.893公顷，总建筑面积149520平方米，总投资额26.88亿人民币。主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2416个坐席的歌剧院、2017个坐席的音乐厅、1040个坐席的戏剧院。建筑物高度为46.285米，基础埋深的最深部分达到-32.5米。屋面主要采用钛金属板饰面，中部为渐开式玻璃幕墙。椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米，各种通道和入口都设在水面下。国家游泳馆——水立方设计方案，是经全球设计竞赛产生的“水的立方”

方案。该方案由中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW建筑师事务所、ARUP澳大利亚有限公司联合设计。设计体现出“水立方