土木工程概论第一讲ppt课件.ppt

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1、,授课教师：冀晓东 北京林业大学水土保持学院土木系,土木工程概论,Introduction to Civil Engineering,Page 2,课程性质,绪 论,1,教学任务,2,内容概述,3,Page 3,绪论,课程性质,1,1999年初全国高等学校土木工程专业指导委员会在指导性教学课程设置及教材建设规划中，将土木工程概论列为土木工程专业必修课程。本课程在该专业课程体系中处于前导课程 。,Page 4,绪论,教学任务,2,使学生入学开始能较全面地了解土木工程所涉及领域的发展概况、学习内容、学习方法，从学科概论的视角了解土木工程的行业领域、工作内容及技术要求，初步构建专业基础、树立专业思想

2、和方法，让学生较好地了解土木工程专业的培养目标。,Page 5,绪论,内容概述,3,介绍土木工程是什么、土木工程干什么、土木工程专业学什么，土木工程如何学等。,Page 6,第一讲,土木工程是什么？,Page 7,定义,1,土木工程的发展,2,土木工程分类,3,1.土木工程是什么？,Page 8,定 义,1,1.1.1土木工程(Civil Engineering) 土木工程是建筑、岩土、地下建筑、桥梁、隧道、道路、铁路、矿山建筑、港口等工程的统称，其内涵为用各种建筑材料修建上述工程时的生产活动和相关的工程技术，包括勘测、设计、施工、维修、管理等。 土木工程的主要工程对象为建筑工程、道路与桥梁工

3、程、地下建筑与隧道工程、铁道工程等。,1.土木工程是什么？,Page 9,1.土木工程是什么？,1.1.2土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是民用工程，怎么又译为土木工程呢？,中国古代哲学认为：世界万物均由“金、木、水、火、土”组成，土木工程所用的材料主要就是这“五行”中的“土”和“木”，土木工程故而得名。,Page 10,1.土木工程是什么？,1.1.3土木工程的范围,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，遂道工程，机场工程，地下工程， 给水排水工程，港口、码头工程等。国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工

4、程之中。,Page 11,1.土木工程是什么？,1.1.3土木工程的范围,铁路,桥梁,水利,港口码头,公路,房屋建筑,给排水,港口码头,港口码头,给排水,给排水,港口码头,土木工程,Page 12,土木工程的发展,2,1.土木工程是什么？,古代土木工程,近代土木工程,现代土木工程,Page 13,1.土木工程是什么？,约公元前5000年至17世纪中叶这个历史时期内，土木工程所用材料最早是当地的天然材料，如泥土、砾石、树干、竹、茅草、芦苇等，后来发展了土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料如草筋泥、混合土等。,1.2.1古代土木工程,Page 14,1.土木工程是什么？,1.2.1古代

5、土木工程,西方古代砖石结构建筑代表,胡夫金字塔建于公元前2690年左右，其塔身由230万块石头砌成。,Page 15,1.土木工程是什么？,1.2.1古代土木工程,中国古代木结构建筑代表,应县木塔建成于辽清宁二年（1056年），纯木结构、无钉无铆。塔高67.31米。,Page 16,1.土木工程是什么？,1.2.1古代土木工程,中国古代砖石结构建筑代表,长城最早修建于于西周时期（前1046年前771 ），采用以砖块为主体的多种原始材料。,Page 17,1.土木工程是什么？,（1）近代土木工程的时间跨度 17世纪中叶20世纪中叶约三百年间。,1.2.2近代土木工程,Page 18,1.土木工程

6、是什么？,（2）近代土木工程的发展特点 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、钢砼以及早期的预应力砼得到发展； 施工技术得到长足发展。,1,2,3,Page 19,1.土木工程是什么？,（3）近代土木工程的代表,芝加哥家庭保险公司大厦建于18831885年，共10层（90年加至12层），高42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，开启摩天大楼建造之先河。,Page 20,1.土木工程是什么？,（3）近代土木工程的代表,埃菲尔铁塔于1889年建成，铁塔高300米，天线高24米，总高324米，铁塔是由很多分散的钢铁构件组成的看起来就像一堆模型的组件。

7、,Page 21,1.土木工程是什么？,（3）近代土木工程的代表,苏伊士运河,1869年修筑通航，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。,Page 22,1.土木工程是什么？,1.2.3现代土木工程,（1）时间跨度：20世纪中叶至今。（2）主要特征： 功能要求多样化 城市建设立体化 交通运输高速化 工程设施大型化,Page 23,1.土木工程是什么？,最高建筑TOP5,No.1 迪拜塔,迪拜塔高828米，楼层总数162层，于2010年建成。组合结构，材料为钢筋混凝土。,Page 24,1.土木工程是什么？,最高建筑TOP5

8、,No.2 东京晴空塔,2012年建成的晴空塔高度为634米，外部钢结构桁架包裹，内部钢筋混凝土。,Page 25,1.土木工程是什么？,最高建筑TOP5,No.3 上海中心大厦,2015年投入使用，上海中心大厦建筑主体为118层，总高为632米，钢筋混凝土核心筒-外框架结构。,Page 26,1.土木工程是什么？,最高建筑TOP5,KVLY电视塔建成于1963年，位于美国北达科他州，高度为628.8米，钢结构。,No.4 KVLY电视塔,Page 27,1.土木工程是什么？,最高建筑TOP5,No.5 麦加钟楼,麦加钟楼建成于2012年，位于沙特阿拉伯王国的圣城麦加，建筑高度601米，共12

9、0层。斩获多个世界之最，包括世界最高钟楼、世界最高饭店、世界最大钟面、世界第二大楼板面积等。,Page 28,1.土木工程是什么？,1.2.3现代土木工程,俄罗斯岛大桥,它是2012年俄罗斯新建成的跨海大桥，总长度为3.1公里，系世界上最长的斜拉桥。主梁的悬臂部分长度为852米，主桥墩高320米，最长钢缆牵索达580米。桥梁跨度总长1100米。,Page 29,1.土木工程是什么？,1.2.3现代土木工程,“水立方”的地下及基础部分是钢筋混凝土结构，地上部分是钢网架，整个建筑内外层包裹的ETFE膜是一种轻质新型材料，是世界上最大的膜结构工程。,Page 30,1.土木工程是什么？,1.2.4土

10、木工程的未来,一、重大工程项目将陆续兴建,沙特皇室计划建造“王国大厦”，占地面积90000多平方米，高约1英里(1600米)高，乘电梯12分钟才能到顶。 这座建筑的高度将是现有世界最高塔迪拜哈利法塔的两倍。,Page 31,1.土木工程是什么？,1.2.4土木工程的未来,二、土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓,日本关西机场,海上核电站,Page 32,1.土木工程是什么？,1.2.4土木工程的未来,三、工程材料向轻质、高强、多功能化发展,1,传统材料的改性 耐锈蚀的钢材、高强度混凝土（C400）、高效防火涂料等。,2,新型材料的应用 气凝胶、石墨烯、碳纳米管等在土木工程的广泛应用。,Page 3

11、3,1.土木工程是什么？,1.2.4土木工程的未来,四、设计方法精确化，设计工作自动化,信息和智能化技术全面引入土木工程,信息时代计算机、智能化技术高速发展，设计数值分析更加精细准确。 （1）信息化规划、设计、施工、维修（BIM） （2）智能化建筑 （3）智能化交通ITS （4）土木工程分析仿真系统,Page 34,1.土木工程是什么？,1.2.4土木工程的未来,五、土木工程的可持续发展,维护生态平衡,注重环境保护,Page 35,分类,3,1.土木工程是什么？,建筑工程,铁路工程,道路工程,岩土工程,桥梁工程,港口工程,市政工程,水利水电工程,隧道工程,土木工程,给排水工程,矿山建筑工程,地

12、下建筑工程,Page 36,1.土木工程是什么？,1.3.1建筑工程（Construction engineering）,兴建房屋的勘察、规划、设计、施工和设备调试等工作的总称。最终目的是为人类生产与生活提供适宜的场所。,房屋分类 按使用性质分为：住宅；公共建筑：如展览厅、体育馆等；宾馆、休养所等；商场类建筑；文教卫生建筑；交通用的车站、候机楼等；各类工业建筑；各类农牧业建筑。,1,2,Page 37,1.土木工程是什么？,阿拉伯塔酒店 又称迪拜帆船酒店，位于中东地区阿拉伯联合酋长国迪拜酋长国的迪拜市，为全世界最豪华的酒店。,1.3.1建筑工程（Construction engineering

13、）,Page 38,1.土木工程是什么？,1.3.2道路工程（Road engineering）,从事道路的规划、勘测、设计、施工、养护等的一门应用科学和技术。,道路工程的研究内容主要有：道路网规划和路线勘测设计、路基工程、路面工程、道路排水工程、桥涵工程、隧道工程、附属设施工程和养护工程等。,1,2,Page 39,1.土木工程是什么？,1.3.2道路工程（ Road engineering）,西直门立交桥 西直门立交桥是北京市二环路西北的一座立交桥，位于北京市老城墙西北角，在原北京内城西直门原址上。1999年建成。,Page 40,1.土木工程是什么？,1.3.3桥梁工程（Bridge e

14、ngineering）,桥梁工程主要研究桥梁设计，决定桥梁孔径，考虑通航和线路要求以确定桥面高度，考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度，设计导流建筑物等；桥式方案设计；桥梁结构设计；桥梁施工；桥梁检定；桥梁试验；桥梁养护等方面。,Page 41,1.土木工程是什么？,金门大桥是近代桥梁工程的一项奇迹。大桥位于美国加州旧金山，长1900多米，由桥梁工程师约瑟夫施特劳斯设计。,1.3.3桥梁工程（Bridge engineering）,Page 42,1.土木工程是什么？,1.3.4水利水电工程（ Hydraulic engineering ）,水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，

15、达到除害兴利目的而修建的工程。,按目的或服务对象可分为：防洪工程；农田水利工程,或称灌溉和排水工程;水力发电工程；航道和港口工程；城镇供水和排水工程；水土保持工程和环境水利工程；渔业水利工程；海涂围垦工程等。,1,2,Page 43,1.土木工程是什么？,三峡水电站是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设最大型的工程项目。,1.3.4水利水电工程（ Hydraulic engineering ）,Page 44,1.土木工程是什么？,1.3.5 隧道及地下建筑工程（Tunnel and underground construction engineering）,隧道及地下工程是从事研究和

16、建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术。,1,Page 45,1.土木工程是什么？,指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物，包括交通运输方面的铁路、道路、运河隧道，以及地下铁道和水底隧道等；工业和民用方面的市政、防空、采矿、储存和生产等用途的地下工程；军用方面的各种国防坑道；水利发电工程方面的地下发电厂房以及其他各种水工隧洞等。,2,1.3.5 隧道及地下建筑工程（ Tunnel and underground construction engineering）,Page 46,1.土木工程是什么？,1.3.5 隧道及地下建筑工程（ Tunnel

17、 and underground construction engineering）,Page 47,1.土木工程是什么？,1.3.6 铁路工程（ Railway engineering）,铁路上的各种土木工程设施。也指修建铁路的勘测设计、施工、养护、改建各阶段所运用的科学和技术。铁路工程仅狭义地指：铁路选线、铁路轨道、路基和铁路站场及枢纽。,Page 48,1.土木工程是什么？,1.3.6 铁路工程（ Railway engineering）,中国高铁世界规模最大高铁网，运营里程居世界第一达1.2万公里，自主研发，技术领先。,3,1.土木工程是什么？,1.3.6 其他工程,港口工程、给排水工程、城市供热燃气工程等,