土木工程的发展历史与前景展望
(专业导论论文)
姓名
学号
指导老师
日期
班级 土木工程(1)班 邱伟明
23031101040
陈新元
2011-11-26
土木工程的发展历史与前景展望
摘要:土木工程是人类历史上年代最久远的“技术科学”,作为一种系统的产业活动,土木工程的实质是生产的过程,是一种技术过程。
土木工程也是建造各类工程设施的科学技术的统称,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设计、施工、保养、维修等技术。
作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。
关键词:土木工程(civil engineering) 建筑工程(building engineering) 铁路
工程 (railway engineering) 桥梁工程(bridge engineering) 给排水工程(water supply and drainage engineering) 港口工程 (harbor engineering) 水利工程(water conservancy project) 环境工程(environmental engineering) 综合性(comprehensiveness)社会性(sociality)实践性(practicality) 技术经济与艺术统一性(Technology economy and the art of unity)
引言
人类出现以来,为了满足住和行以及生产活动的需要,从构木为巢。掘土为穴的原始操作开始,到今天能造摩天大楼、万米长桥,以至移山填海的宏伟工程,经历了漫长的发展过程。
土木工程的发展贯通古今,它同社会、经济,特别是与科学、技术的发展有密切联系。土木工程内涵丰富,而就其本身而言,则主要是围绕着材料、施工、理论三个方面的演变而不断发展的。为便于叙述,权且将土木工程发展史划分为古代土木工程、近代土木工程和现代土木工程三个时代。以17世纪工程结构开始有定量分析,作为近代土木工程时代的开端,把第二次世界大战后科学技术的突飞猛进,作为现代土木工程的起点
人类最初居无定所,利用天然掩蔽物作为居处,自农业出现,人们需要定居来处理农务,出现了原始村落,土木工程开始了它的萌芽时期,随着古代文明的发展和社会进步,古代土木工程经历了它的形成时期和发达时期,不过因受到社会经济条件的制约,发展颇不平衡。古代的无数伟大工程建设,是灿烂
古代文明的重要组成部分。古代土木工程最初完全采用天然材料,后来出现人工烧制得瓦和砖,这是土木工程发展史上的一件大事。古代的土木工程实践应用简单的工具,依靠手工劳动,并没有系统的理论,但通过经验积累,逐步形成了指导工程实践的成规。
15世纪以后,近代自然科学的诞生和发展,是近代土木工程出现的先声,是它开始在理论上的奠基时期。17世纪中叶,伽利略开始对结构进行定量分析,被认为是土木工程进入近代的标志。从此土木工程成为有理论基础的独立的学科。18世纪下半叶开始的产业革命,使以蒸汽和电力为动力的机械先后进入了土木工程领域,施工工艺和工具都发生变革。近代工业生产出新的工程材料——钢铁和水泥,土木工程发生了深刻的变化,使钢结构、钢筋混泥土结构、预应力混凝土结构相继在土木工程中广泛应用。第一次世界大战后,近代土木工程在理论和实践上都臻于成熟,可称为成熟时期。近代土木工程几百年的发展,在规模和速度上都大大超过了古代
第二次世界大战后,现代科学技术飞速发展,土木工程也进入了一个新时代。现代土木工程所经历的时间尽管只有几十年,但以计算机技术广泛应用为代表的现代科学技术的发展,使土木工程领域出现了崭新的面貌。现代土木工程的新特征是工程功能化、城市立体化和交通高速化等。土木工程在材料、施工、理论三个方面也出现了新趋势,即材料轻质高强化、施工过程工业化和理论研究精密化。
土木工程具有综合性、实践性、社会性等属性,牵涉面十分广阔,这个简史只是就发展的某些侧面作概略的描述。下面将分别介绍各个时期土木工程的历史发展:
一、 古代土木工程
土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。随着人类文明的进步和生产
经验的积累,古代土木工程的发展大体上可分为萌芽时期、形成时期和发达时期。
1. 萌芽时期
大致在新石器时代,原始人为避风雨、防兽害,利用天然打掩盖物,例如山洞和森林作为住处。当人们学会播种收获、驯养动物以后,天然的山洞和森林已经不能满足需要,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,开始了人类最早的土木工程活动。初期建造的住所因地理、气候等自然条件的差异,仅有“窟穴”和“橧巢”两种类型。在北方气候寒冷干燥地区多为穴居,在山坡上挖造横穴,在平地则挖造袋穴。后来穴的面积逐渐扩大,深度逐渐减少。在中国黄河流域的仰韶文化遗址(约公元前5000—前3000年)中,遗存有浅穴和地面建筑,建筑平面有圆形、方形和多室联排的矩形。西安半坡村遗址(约公元前4800—前3600年)有很多圆形房屋,直径为5—6米,室内竖有木桩,以支顶上部屋顶,四周密排一圈小木桩,既起承托屋檐的结构作用,又是维护结构的龙骨;还有的是方形房屋,其承重方式完全依靠骨架,柱子纵横排列,这是木骨架的雏形。当时的柱脚均埋在土中,木杆件之间用绑扎结合,墙壁抹草泥,屋顶铺盖茅草或抹泥。在西伯利亚发现用兽骨、北方鹿角架起的半地穴式住所。
随着氏族群体日益繁衍,人们聚居在一起,共同劳动和生活。从中贡献半