文档介绍：踏上土木工程之路
——土木工程概论课程报告
土木工程及其历史、现状与未来

什么是土木工程?英国伦敦的皇家学会,土木工程是组于1818年给出这一定义:“土木工程师组成土木工程师这一职业的多种知识,引导巨大自然力量给人类带来便利的艺术。”而在最新的中国百科全书中,则将土木工程定义为“一种知道工程建设和设备建设的普通科学规律和通用技术”。它包括了所有的建设项目(建筑、交通运输设备、基础设施等)、材料和在设计、施工、维护过程中所需的行业,涵盖了结构工程、水利工程、环境工程、交通工程、测绘工程和地质工程等主要领域。可以说,人们的衣食住行都与土木工程息息相关,都依赖于土木工程。

尽管土木工程这一名词最早出现在18世纪,但事实上,早在原始社会人们试图改造自然时,土木工程这一活动便已经展开。土木工程的历史分为古代、近代和现代。

古代土木工程大约从公元前5000年新石器时代到7世纪中叶,前后约7000年。这一阶段的土木工程有如下特征:
建筑材料以天然材料为主(土、石、木等),辅以初级人造材料(砖、瓦、铁等)。
建筑理论主要是长期建筑经验的总结。
建造技术以手工工具为主(斧、凿、钻等),也发明了一些简单施工机械(打桩机、桅杆起重机等),同时技术上分工也日益细微。
古代土木工程时期,在一些文明古国中,特别是中国出现了一些***之作:
房屋建筑:著名的房屋建筑有中国的故宫,它从整体规划到单体建筑都体现了中国古代建筑的优秀传统和独特风格;还有古罗马的穹顶结构,它对后市的建筑产生了深远的影响,罗马的圣彼得大教堂(图1)就是受其影响而产生的杰作。
图1 图2 图3
(2) 桥梁工程:那一时期中国最具代表性的桥梁是赵州桥(图2),它是世界上最早的敞肩式拱桥,无论在结构受力、艺术造型还是经济上都达到了极高的成就,并于1991年被美国土木工程学会选为世界上第12个土木工程里程碑。
水利工程:我国有世界上最早的综合性大型水利工程—都江堰(图3),它规划周密、设计合理并沿用至今,实属罕见。此外,隋唐时期开凿的大运河也堪称一绝。
其它方面:这其中包括我国山西的应县木塔,举世闻名的万里长城(图4),埃及的金字塔群(图5),它们都堪称人间奇迹。

这一阶段从17世纪中叶到20世纪中叶,时间跨度约300年。其特征为:
建筑材料从天然材料转向以人造材料为主,其中,水泥的发明和转炉炼钢的成功是两个里程碑。
建造理论从一经验为主向重视科学兼顾经验转变。这期间涌现出大批的优秀工程师,如Danial Bernoulli(1700-1782)、Leonhard Enler(1707-1783)、Charles Ellet(1810-1862)等。
建造技术从手工工具为主发展为大规模使用施工机械。
图4 图5 图6 图7
近代土木工程的经典作品有法国的埃菲尔铁塔(图6)、美国的帝国大厦(图7)等。

这一时期以20世纪中叶为起点,其特点是土木工程开始与高新技术相结合:
建筑材料方面,产生了一系列科技含量高的建材如高性能高强度混凝土、低合金钢、膜结构等。
结构理论方面,电子计算机的诞生完全改变了理论面貌,并且计算机的介入,让设计、分析更加