土木工程概论 教学课件 ppt 作者 李斌 土木工程概论第一章 导论

土木 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 概论第一章导论建筑与土木工程学院李斌教授第一章导论本课程的任务、目的及要求土木工程与土木工程专业土木工程的发展简史土木工程在国民经济中的地位及作用4123土木工程概论是介绍土木工程专业的入门性质的课程，是建立大土木工程基本概念、基本内容、基本知识的基础课。本课程的任务、目的及要求 土木工程概论课程的任务 对于刚刚跨进大学校门，并选择了土木工程专业的同学们来说，最关心的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是： 土木工程”包括哪些内容？ 掌握“土木工程”要学习哪些知识、掌握哪些基本技能、具备哪些能力？ 怎样才能学好“土木工程”等。 回答这些问题便是本课程的主要任务。本课程的任务、目的及要求 教学目的 通过本课程的学习： 使学生从入学就较全面地了解土木工程所涉及领域的内容、方法、成就和发展情况，从学科的视角了解土木工程的综合性、社会性、服务性及其在技术、经济与管理方面的统一性，初步构建基本的专业概念； 为学生提供一个清晰和逻辑的工程学科的基本概念和方法，初步树立专业思想和工程方法。土木工程与土木工程专业 土木工程的由来土木工程，英语为“CivilEngineering”，是18世纪末由英国的斯米顿（JohnSmeaton)首先提出的土木工程师（CivilEngineer）而得来的。英文CivilEngineer直译是“民用工程”，主要用以区别军事工程（MilitaryEngineering），后来逐渐成为一切为了生产和生活所需要的民用工程设施的总称。现在已经把军用的战壕、掩体、碉堡、浮桥、防空洞等防护工程也归入了土木工程的范畴。土木工程与土木工程专业 土木工程的由来CivilEngineering直译为“民用工程”，怎么又译为“土木工程”呢？中国古代哲学认为，世界万物是由五大类物质：“金”、“木”、“水”、“火”、“土”组成的，在几千年漫长的发展史中，土木工程所用的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ，主要是五行中的“土”（包括岩石、沙子、泥土、石灰，以及由土烧制成的砖、瓦和陶、瓷器等）和“木”（包括木材、茅草、藤条、竹子等植物材料），古代常将大兴土木作为工程建设的代名词。因而将“CivilEngineering”翻译成“土木工程”。土木工程与土木工程专业 土木工程的定义土木工程是“建造各类工程设施的科学技术的总称，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”。也就是说土木工程涉及的领域十分宽广，它和人类的日常生活密切相关，在国民经济发展中起着举足轻重的作用。 土木工程与土木工程专业 土木工程涉及的领域从建设的对象包括建筑工程、地下工程、桥梁工程、隧道工程、道路工程、铁路工程、矿山建筑、港口工程、海洋工程、水利工程等，过去还包括给排水工程和建筑设备工程。从土木工程所用的材料分成：金属结构、混凝土结构、高分子材料结构、木结构、石结构、土结构、组合结构等。从技术性质看，土木工程涉及到勘测、设计、施工、监理、管理、养护、维修等。从职业分工看，有从事土木工程的工程技术人员、工程管理人员、研究人员和教育工作者等。土木工程与土木工程专业 土木工程专业的发展史世界上最早培养土木工程师的大学是1747年法国创立的巴黎桥路学校。我国的土木工程教育事业最早出现于1895年创办的北洋西学学堂（今天津大学）。之后1896年的南洋公学、1897年的浙江大学堂也相继开展土木工程教育。我院土木工程专业源自1956年建校时设置的工业与民用建筑专业，是全国较早设置的土建类专业之一。1995年将工业与民用建筑专业调整为建筑工程专业。1999年根据教育部1998年7月颁布的新的专业目录，将建筑工程专业调整为土木工程专业。土木工程与土木工程专业 土木工程专业的培养目标培养目标：培养适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展，具有基本的人文和社会科学的理论知识和素养，掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作，具有初步的项目规划和研究开发能力”。培养目标说明：对土木工程专业的毕业生不但要求有过硬的工程技术能力，还应有过硬的全面素质、品德和健全的体魄，能够为国家服务并做出创造性的贡献。土木工程与土木工程专业 土木工程专业培养学生的业务范围能在房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁路工程、桥梁、矿山建筑等的设计、施工、管理、咨询、监理、研究、教育、投资和开发部门从事技术或管理工作。 土木工程专业毕业生的基本要求 具有基本的人文社会科学理论知识和素养；具有较扎实的自然科学基本理论知识；具有扎实的专业基础知识和基本理论；具有综合应用各种手段查询资料、获取信息的基本能力；具有进行工程设计、施工、管理的初步能力，经过一定环节的训练后，具有研究和应用开发的创新能力。土木工程的发展简史---古代土木工程经历了三个历史时期⑴.古代土木工程时间跨度长。大致从新石器时代（约公元前5000年起开始至17世纪中叶)。具有代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 性的工程有：我国黄河流域的仰韶文化（约公元前5000-3000）遗址和西安半坡村遗址墙内竖有木柱茅草下密排树枝起龙骨作用。D=5~6m土木工程的发展简史---古代土木工程埃及帝王陵墓建筑群——吉萨金字塔群。建于公元前2700~2600年，其中以古王国第四王朝法老胡夫的金字塔最大。塔基呈方形，边长约230.5m,高约146m，用230余万块巨石砌成。斯芬克斯——人首狮身石雕像。建于公元前26世纪，长57m，高20m。法老以此象征尊严。土木工程的发展简史---古代土木工程我国的古代建筑工程最早修筑长城的是楚国，称为“方城”。公元前214年，由秦始皇扩建完成。随后，各朝代都进行过修筑、扩建。其中以明代修筑规模最大，工程技术水平也最高。通常称的明长城为东起山海关，西止嘉峪关。土木工程的发展简史---古代土木工程我国的古代建筑工程四川都江堰大型引水枢纽，建于公元前256~251年，是世界历史上最长的无坝引水工程。以灌溉为主，兼有防洪、水运、供水等多种效益，一直沿用至今。土木工程的发展简史---古代土木工程中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑，均系木构架结构。它是用木梁、木柱做成承重骨架，用木制斗拱做成大挑檐。北京故宫太和殿。建于明永乐18年，（1420年）是故宫最壮观的建筑，也是我国现存最大的木构殿堂。土木工程的发展简史---古代土木工程山西应县木塔，建于公元1056年，塔高67.3m，八角形，底层直径30.27m。该塔共9层，是我国保存至今的唯一木塔，也是现存的最高的木结构之一。它虽经多次大地震仍完整无损，足以证明我国历史上木结构的辉煌成就。土木工程的发展简史---古代土木工程古代土木工程特点： 天然材料为主：泥土、砾石、树干、树枝、竹、茅草、芦苇、土坯、加工后石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料，如草筋泥，混合土； 工艺技术简单：早期用石斧、石刀，后有人工打造的斧、凿、钻、锯、铲等青铜和铁制工具，逐步产生了窑制和煅烧加工技术，以及打桩机、桅杆起重机等施工机械； 分工逐步专业化：木工、瓦工、泥工、土工、窑工、雕工、石工、彩画工等； 经验总结和形象描述为主，理论依据缺乏。土木工程的发展简史---近代土木工程⑵.近代土木工程近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。主要特征是： 有力学和结构理论作指导； 砖、瓦、木、石等建筑材料广泛使用；混凝土、钢材、钢筋砼以及早期的预应力砼得到发展。 施工技术进步很大。土木工程的发展简史---近代土木工程这个历史时期，土木工程在理论、材料、施工领域出现的具有重大意义大事有：土木工程的发展简史---近代土木工程土木工程的发展简史---近代土木工程 1824年英国工程师阿斯普丁（AsPdih）获得第一份水泥专利，标志着水泥的发明。 水泥的发明为建筑工程的发展提供了物质基础，使其由陆地工程发展到水中、地下工程。水泥发明至今已有一百多年的历史，它始终是用途最广、用量最多的一种胶凝材料。阿斯普汀土木工程的发展简史---近代土木工程 1879年詹尼建造了第一拉埃特大厦（FirstLeiterBuilding）七层货栈，这是砖墙与铁梁柱的混合结构；土木工程的发展简史---近代土木工程苏伊士运河是一条海平面的水道，在埃及贯通苏伊士地峡，连接地中海与红海，提供从欧洲至印度洋和西太平洋附近土地的最近的航线。它是亚洲与非洲的交界线，是亚洲与非洲人民来往的主要通道。土木工程的发展简史---近代土木工程泰晤士河隧道是世界上第一条水底隧道，它也是第一条采用盾构技术挖掘的隧道。土木工程的发展简史---近代土木工程世界上历史最悠久、质量高超和设施完善的高速公路。1932年，德国试建从科隆到波恩的双向4车道全部立体交叉的汽车专用公路，是远程公路中技术标准最高的一类公路，成为世界上第一条高速公路。截至第二次世界大战结束时，全德国建成的高速公路已达3860公里，尚有2500公里处于施工中断之中，德国修建高速公路的意义和经验得到世界性的公认和推广。德国高速公路(1931-1942)土木工程的发展简史---近代土木工程该阶段土木工程的特征： 材料方面由木材、石料、砖瓦为主，到开始并日益广泛地使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土，直至早期的预应力混凝土。 理论方面材料力学、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，保证了工程结构的安全和人力物力的节约。 施工方面不断出现新的工艺和新的机械，施工技术进步，建造规模扩大，建造速度加快。土木工程的发展简史---现代土木工程⑶.现代土木工程时间跨度为20世纪中叶第二次世界大战结束后至今。土木工程的发展简史---现代土木工程首先是社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求。一般表现为以下三个方面：1、功能要求多样化即土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合2、城市建设立体化高层建筑的大量兴起；城市高架公路、立交桥大量涌现3、交通工程快速化高速公路的大规模修建、铁路电气化的形成和大量发展、长距离的海底隧道出现、大型航空港的建设4、工程设施大型化大跨度桥梁、长距离的隧道、高大建筑、大跨度建筑、核电建设、水利水电工程建设土木工程的发展简史---现代土木工程 吉隆坡双子楼高88层，曾经是世界最高的摩天大楼，直到2003年10月17日被台北101超越，后来被迪拜塔，但仍是目前世界最高的双塔楼，土木工程的发展简史---现代土木工程 上海环球金融中心总投资额超过1050亿日元（逾10亿美元）。原设计高460米，建成后492米，工程地块面积为3万平方米，总建筑面积达38.16万平方米，比邻金茂大厦。土木工程的发展简史---现代土木工程台北101大楼，2003年10月完工，拿下了“世界高楼”四项指标中的三项世界之最，即“最高建筑物”（508米）、“最高使用楼层”（438米）和“最高屋顶高度”（448米）。剩下的一项“世界最高天线高度”仍为美国芝加哥的席尔斯大楼所保有。土木工程的发展简史---现代土木工程哈利法塔(迪拜塔)有160层，总高828米，比台北101大楼足足高出320米。迪拜塔2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工启用。哈利法塔拥有56部电梯，速度最高达每秒17.4米，这是世界速度最快且运行距离最长的电梯。土木工程的发展简史---现代土木工程广州电视塔，“小蛮腰”是广州人送给广州新电视塔的别称。塔身主体高450米，天线桅杆150米，总高度600米。这一高度已取代加拿大CN塔，成为自立式电视塔世界第一高度，也成为广州的新地标。该塔于2009年9月建成，2010年10月1日正式对外开放。土木工程的发展简史---现代土木工程在桥梁工程方面 1998年，日本建成的明石海峡大桥，主跨长1991m; 1997年丹麦建成的大海带桥悬索桥，主跨长1624m； 1995年，法国诺曼底斜拉桥，主跨长856m； 1999年，我国建成的江阴悬索桥，主跨长1385m； 1993年，我国建成的润扬悬索桥，主跨长1490m； 1999年，日本建成的多多罗斜拉桥，主跨长890m。土木工程的发展简史---现代土木工程丹麦大海带桥日本明石海峡大桥法国诺曼底大桥日本多多罗大桥土木工程的发展简史---现代土木工程在高速铁路建设方面 1964年，日本建成了行车时速达210km的新干线高速铁路。 1981年，法国建成巴黎到里昂的高速铁路，如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络。 英国的高速铁路（APT模式）：主要采用由摆式车体的车辆组成的动车组。 2004年，上海建成了时速达412km的磁悬浮高速列车。土木工程的发展简史---现代土木工程日本新干线高速列车法国高速列车  英国高速摆式列车上海磁悬浮高速列车土木工程的发展简史---未来建筑 地球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的，而人口增长的速度不断加快，这使得人与地的矛盾越来越突出。虽然我国实行的 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 生育政策对抑制人口增长起到了明显的作用，但是，世界人口增长的趋势是不可避免的。人类未来争取生存，土木工程的未来至少要向5个方向发展。 1.向高空延伸2.向地下发展3.向海洋拓宽 4.向沙漠进军5.向太空迈进土木工程的发展简史---未来建筑日本的千年塔和富士山土木工程的发展简史---未来建筑人工岛土木工程的发展简史---未来建筑沙漠绿洲土木工程的发展简史---未来建筑太空城市四、土木工程在国民经济中的地位和作用1、土木工程的内涵及特点——各行各业都离不开它。2、土建工程大都投入大、涉及面广(人、财、物)回收周期长。3、是国民经济的基础产业，影响面广、牵动面大。4、可以大幅度地拉动国民经济。改革开放以来我国国民经济的持续高涨，主要是靠土建拉动的，土建的贡献率超过1/3。5、对抗灾减灾具有极强的积极主动性和不可替代性。6、学科上属长线专业、硬专业、不易饱和，是一门古老而又年轻的学科，是永恒的“朝阳产业”。1、土木工程的内涵及特点——各行各业都离不开它。 对国民经济建设和人民生活具有重要影响，人类的一切活动都离不开土木工程。 工业、农业、交通、通讯、教育等各项事业，都离不开土木工程。诸如工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、商店、住宅、医院、学校、农田水利等工程建设，统称基本建设，都是土木工程的“用武之地”。2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大 ⑴青藏铁路（世界屋脊上的幸福天路） 【工程简介】青藏铁路建设总投资约1200亿元，是世界上海拔最高、线路最长、高原铁路。一期工程西宁至格尔木段814公里已于1979年铺通；二期工程格尔木至拉萨段于2001年6月29日开工，全长1142公里。青藏铁路建设者们成功破解高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱三大世界性难题，共同创造着这项人称“堪与长城相媲美”的铁路建设史上前所未有的奇迹。2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大 ⑵西气东输（气龙腾越泽神州）【工程简介】西气东输工程是中国天然气发展战略的重要组成部分，是西部大开发的标志性工程。它以新疆塔里木气田为主气源，以我国中东部的长江三角洲地区为目标消费市场，以干线管道、重要支线和储气库为主体，连接沿线用户，形成横贯中国西东的天然气供气系统。“西气”主要是指中国新疆、青海、川渝和鄂尔多斯四大气区生产的天然气；“东输”主要是指将上述地区的天然气输往长江三角洲地区。2002年7月4日正式动工建设，2004年12月31日正式向上海等地输气。2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大 ⑶南水北调（构建四横三纵的大水网） 【工程简介】南水北调分东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。 三条线路总长度：304(西)1267(中)1156(东)共计2727km；2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大 ⑷西部原油、成品油管道工程（打造输油大动脉）【工程简介】西部原油、成品油管道工程，是继西气东输之后的又一条能源输送大动脉。它西起新疆乌鲁木齐，东至甘肃兰州，全长3690公里，双线同沟敷设，是目前国内输送距离最长、设计压力最大、年输量最多、自动化程度最高的输油管道之一。工程总投资约146亿元。西部管道与规划中的兰州—郑州成品油管道形成中西部成品油外输的骨干管网，与东北—华北成品油管网连接，构成西油东运、北油南调的成品油输送“大动脉”。按照设计能力，西部管道每年可输送成品油1000万吨、原油2000万吨。2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大⑸西电东送 【工程简介】西电东送是西部大开发的标志性工程之一，从2001年到2010年，西电东送项目的总投资在5265亿以上（不包括三峡电站）。西电东送在中国版图上可谓“遍地开花”，在我国电力建设史上，如此大规模的电源、电网建设也从未有过。西电东送重点在“送”，要送就要有通道。西电东送从南到北，从西到东，将形成北、中、南三路送电格局。 北线：由内蒙古、陕西等省（区）向华北电网输电； 中线：由四川等省向华中、华东电网输电； 南线：由云南、贵州、广西等省（区）向华南输电。 2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大（6）三峡工程计划投资2039亿元。三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程。整个工程包括一座混凝重力式大坝，泄水闸，一座堤后式水电站，一座永久性通航船闸和一架升船机。三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。大坝坝顶总长3035米，坝高185米，水电站左岸设14台，右岸12台，共装机26台，容量为70万千瓦的小轮发电机组，总装机容量为1820千瓦时，年发电量847亿千瓦时。2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——投入大三峡双向五级船闸2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——涉及面广（人、财、物）涉及的行业面极广：矿业、机械、冶金、水泥、建材、运输……属劳动密集型产业：就业率高，是充分发挥我国人口资源优势的主要产业，也是我国对外输出的主要方面——劳务输出(我国目前的资本输出有限。中国建筑业从业人员已近四千万，相当于一个省的人口总和(2008年资料)在100多个国家和地区设有建筑业办事机构，派往国际市场建筑人员达30万，承包总额300亿美元(2006年资料)2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——回收周期长，但效益大且具有恒久性土木工程大部分都具有回收周期长的特点，如青藏铁路大概要50年才能回收，城市地下铁路在世界范围大都是亏损经营的。北京地铁一号线自1965.7.1-1969.10.1年投入运营40年多年来一直处于亏损状态。由于地下铁路属于城市公共交通，不能收费太高，所以很少能吸引投资人，只能是政府行为以社会效益为主。土木工程的效益也是比较大的，三峡工程的发电相当于建设一个年产4200万吨原煤和年产2100万吨原油的煤矿和油田。因为它的发电是环保的，比消耗能源更具有经济效益。2、土建工程大都投入大、涉及面广、回收周期长——回收周期长，但效益大且具有恒久性土木工程效益具有恒久性。且不说三峡那样的大工程，就是一般的民用住宅公认的基准期是50年，而实际使用年限常常多达100年甚至更多。隋炀帝年代（公元600年左右）兴建的南北大运河已长达1400多年，现在还在通航，而且有些航段还是南水北调的输水线路。战国时期（前300年左右）由李冰父子修建的都江堰工程已服务2300年以上，是土木水利界公认的历史奇迹。为四川盆地的农业增产带来无法估计的累计效益。3、是国民经济的基础产业，影响面广、牵动面大国民经济的三大支柱产业之一。固定资产投资占国民经济总产值的1/3。冶金、建材、机械制造……影响并带动许多重要行业的发展我国是建材生产大国：①水泥产量：2005年我国水泥总产量10.48亿吨，约占世界水泥总量的1/2强，位居世界第一。2005水泥销售收入2608.35亿元，水泥利润总额80.50亿元。08年14.5亿吨（中国水泥网）②砼用量：5－6亿m3/年，居世界第一，三峡砼坝砼用量2643万m3③钢材：我国1996年产1亿吨，1997年产1.05亿吨，2003年增2.2亿吨，有1/3用于基建。2005年钢材产量3.66亿吨，居世界第一，08年5亿多吨4、可以大幅度地拉动国民经济改革开放以来我国几次国民经济的高涨大都靠土建拉动的。上届和本届政府扩大内需采取积极的财政政策，一个主要的资金投向是土建方面的基础设施，如2008年的奥运工程群，2010年上海世博会工程群，京沪高速铁路，与长江平行的电气化铁路，七纵三横的高速公路，房地产业的增长，城市化带来的大量基建项目……(见人均居住面积表)据2002年统计，国民经济的增长土建的贡献率达到1/3(10万个亿有4.7万亿(47%)用于基础设施)，2003年超过1/3，(GDP11万亿，固定资产6万亿占55%，其中绝大部分与土建有关)2004年建筑业在GDP行业排名第4，建筑行业其增加值占GDP的比重达7%。08年建筑业产值75864亿元，比上年增加22.3%（固定资产投资224846亿元，比上年增加30.1%）5、对抗灾减灾具有极强的积极主动性和不可替代性土木工程对抗灾防灾具有不可比拟的优势6、学科上属长线专业、硬专业、社会需求量大，不易饱和国务院学位委员会关于土木工程的定义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。既指工程建设的对象，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、保养、维修等专业技术。普通财会的教训——78年开始的财会热早已降温。全国设有工民建(土建工程)的学校，78年有22所，95年升至220所，2000年达340所之多，现在增加到400多所。北航、北科大、北大、地大均先后开设了土建方面的专业、名称略有差异，如土木建筑、结构工程、岩土工程、土水工程……周期性的更新和加固强化了这个学科发展——50年代的厂房大都需加固。7、是一门古老而又年青的学科，永恒的“朝阳产业”绿色混凝土、智能建筑、各学科的交叉和融合。21世纪应该是智能建筑、节能建筑、高速交通、可持续发展以及与高新技术融会贯通的土木工程新时代。人对地球的认识远较太空滞后，开发地下空间迫在眉睫。人口增加、土地减少、向地下要空间、向海洋要空间、向太空要空间等等，均需要土建工程的配合和投入，如地下交通、地下贮库、发射塔井、填海造田、海上采油采矿（海上城市）。结论土建工程是国家的基础产业和支柱产业，是开发和吸纳我国劳动力资源的一个主要平台，由于它投入大，带动的行业多，对国民经济的增长具有举足轻重作用。各行业的发展离不开土建，高新技术尤甚航天：发射塔架，发射井信息：光缆，海底电缆铺设，微波发射塔新能源：核电站、安全壳、反应堆、天然气管新材料：合成厂房……土建工程要对高新技术产业做好服务工作，努力去满足高新技术的需要并主动用高新技术来武装自己(新材料、检测仪表、施工机具、智能建筑)土建工程具有强大的生命力和永恒性，学科上是真正的“古老而又年轻”的学科，是永恒的“朝阳产业”。ThankYou!