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土木工程的未来范文

发布时间:2023-10-05 10:22:50

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇土木工程的未来范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

土木工程的未来

篇1

1 现代土木工程的特点

适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。

1.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。

1.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

1.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

1.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

1.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。

2 未来土木工程的发展

2.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械。

城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。

2.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。

信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。

2.2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。

全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。

信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式,而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能,必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。

2.2.2可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。

整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括,资源的保护,资源再利用,污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性,从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护,全路设计为封闭构造,杜绝了固体废弃物的污染,也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。

2.3主动控制技术。迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。

土木工程当今的发展是人类智慧的成果,土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路,努力创新,土木工程定会走向新的高峰!

参考文献

篇2

中图分类号:S969文献标识码: A

Abstract: the modern civil engineering management has the characteristics and development of new, it is the crystallization of human wisdom. To adapt to the rapid development of all types of construction requirements, people need to build large-scale, large span, tall, light, the large, sophisticated equipment, modern buildings, require both high quality and rapid construction, high economic efficiency requirements. This new to the subject of civil engineering, civil engineering and to promote the subject forward. With the advent of the information age, but also will bring new opportunity for the development of civil engineering, inject new vitality into the. The development of the characteristics of modern civil engineering and civil engineering in the future are discussed.

Keywords: Modern; civil engineering; characteristics; future development

引言

土木工程可以说是一种文明,随着社会的产生而产生,当今的土木工程已经得到了一定的发展,土木工程是不可缺少的存在形式,未来的生活中更会得到大力的发展,以满足人们更多的需求。

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路、桥梁工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步去探索。

二、现代土木工程的特点

现代土木工程的发展特点分析较之以往,现代土木工程的一个最明显的发展特点便是科学技术的明显提高,计算机软件的应用为土木工程的发展创建了更为广阔的发展平台。因此土木工程的在发展中展现出现代化、多元化及科技化的特点。就当期形式而论,土木工程的信息技术的迅速发展,专业化的程度加强,对建设工程师的要求明显的加强,不仅要具备较强的施工管理能力,同时要跟上时代的需求,及时的吸收当前的建筑领域的信息,利用科学技术建设具有现代特点的土木工程项目。所以,对于土木工程专业人才的培养具有更加严格的要求。适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。

1、工程地质和地基方面

建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

2、工程规划方面

以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

3、工程设计方面

人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

4、工程施工方面

随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。

三、未来土木工程的发展

1、指导理论的继续发展

在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

2、工程实现的变化

土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。

信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。

2.1全过程信息化

信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。

全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。

2.2可持续发展和人性化

这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。

整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括,资源的保护,资源再利用,污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性,从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护,全路设计为封闭构造,杜绝了固体废弃物的污染,也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。

3、主动控制技术

迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。

结束语

由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

篇3

中图分类号:S969.1 文献标识码:A

建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。

远古时代人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。

在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。

土木工程发展趋势具体地表现在以下几个方面。

一是建筑材料。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。

二是地质地基。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

三是工程规划。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

四是工程设计。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

五是工程施工。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。

未来土木工程的发展是指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

土木工程当今的发展是人类智慧的成果,土木工程是为了人类存在而存在。坚持可持续发展道路,努力创新,土木工程定会走向新的高峰!

参考文献:

篇4

中图分类号:TU198文献标识码: A

前言

从我国实行改革开放以来,我国的高层建筑发展速度较快,高层建筑不仅仅在数量上得到了提升,并且对于施工的质量和施工的技术水平也得到了一定的提升。本文主要结合目前土木工程建设的实际情况,分析了当前土木工程的发展现状,并且结合当前的现状分析了土木工程未来的发展趋势。

1、土木工程的现状

我国就世界范围来讲,是公认的人口大国,因土地资源有限,我国土木工程建设方面一定会利用空间资源来填充资源上的不足。因此,在我国土木工程建设的过程中会采用高层建筑的模式去满足居住之需要。根据有关数据显示,我国的高层建筑达到20层以上的已经有10000多栋,100米以上的已经超过500多栋,200米以上的已经超过50多栋。我国在高层建筑快速发展的同时,对于交通建设方面也没有停歇。据统计,至2007年底,我国的高速公路总长已达到53600公里,截止到2010年,我国高速公路的总长度已经位居世界第一位。其次,对于我国的桥梁建设方面,同样也取得的瞩目的成就,在世界桥梁跨径长度排行榜上,我国就占据8席。通过以上种种数据显示,我国的土木工程建设呈飞速发展状态,取得了许多令人瞩目的成就,这些成就的取得是和我国大力支持土木工程建设是分不开的,这些数据的产生不但说明了我国国力的雄厚,更说明了我国已经掌握了世界先进的土木工程建设的技术。在世界经济高度膨胀的今天,我国会在世界经济发展的道路上走的越来越稳,逐步使我国成为世界上的经济强国。

2.土木工程未来的发展趋势

随着社会的不断发展,其社会的各个方面的发展方向和进程也在不断的调整,不断的完善。当然,土木工程作为我国经济建设的过程中必不可少的一部分,应该适应当前的时代的发展趋势。更高更长远的发展是土木工程在发展过程中的引导,是当前根据发展的情况总结出来结合国情的具体情况。信息化的社会已经来临,它伴随着科技的更大进步,国家的各个行业,例如航空航天、电子高科等等都己经有了长足的发展动力,当然,人口的进一步增加,环境面临的危机逐渐严重,土木工程的更好的转型可以有效保证人们生活。综上,未来土木工程的转变应该会表现为以下几个方面:

2.1、建筑类型多种多样

建筑类型受到很多方面的制约,包括建筑材料等等.随着科技的发展,建筑材料的进一步改良和丰富,为土木工程提供了更多的可以实现的建筑的类型。建筑类型的多样化是解决当前环境问题,人口与土地矛盾问题的重要突破口,另外,新型的建筑类型可以从能源上解决目前面临的能源危机,还可以满足更多的人对于各种公共活动的需要,这样的未来建筑是未来发展的必然趋势。随着各种建筑的出现,也给土木工程提供了建筑参考资料,像网架结构和大跨度建筑的出现就为未来的建筑类型提供了一个新的发展方向。

2.2、向高空延伸

根据相关资料现实,目前哈利法塔是目前最高的人工建筑,它以828米的绝对高度领先于508米的台北“101”大楼、492米的上海环球金融中心、452米的马来西亚双子楼,被人称为“一座垂直而立的城市”,作为世界上最高的人工建筑,其承载能力是十分巨大的。这将是未来土木工程建筑领域发展的趋势,高空的距离是无限的,因此,只要技术允许的条件下,建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能,这就大大节约了土地资源,为城市的发展节省了土地。而我国在此方面的展望是,在上海附近拟建一栋高达1250m的仿生大厦,居民可以达到十万人左右,这将是我国土木工程建筑史的一块里程碑,将在世界人工建筑领域中堪称奇迹。

2.3、道路交通快速化

城市的现代化发展和社会经济的快速发展对于道路交通系统的要求更加高,要求其必须要快速高效,而现代化的土木工程的技术的发展可以更好的服务于道路交通建设。通过新型的施工技术和施工工艺从而推动公路和铁路等交通行业的快速发展。

2.4、城市建设立体化

人口大量涌入城市,使得城市的人口逐渐增多膨胀,很容易造成人口拥挤和城市用地短缺的现象。这就必须要使用现代化的土木工程技术来实现对城市建设的立体化,推动多层和高层建筑的全面发展。总的来说,在信息化和科技不断发展的时代之下,对于土木工程来说,其发展不仅仅只是局限于建筑物本身的安全性和经济效益,更需要考虑的就是建筑物给居民带来的便利,使得建筑物变得更加智能化。

2.5、高性能材料的广泛应用

高强性能、良好的塑性都是钢材发展的方向,目前许多先进国家都已经提高其屈服点,并且将其作为钢材的规范,对于高强度钢材的合理利用是未来土木工程发展的一个重要趋势。高性能材料的开发利用以及各种材料的特性如何充分发挥,都需要采用复合技术以及多种特殊功能的复合材料。地方材料的充分利用、天然资源的合理保护,大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种有效保护措施。更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来,各种对于人体有害的材料与颜料的使用率逐渐降低,产品可以不断的进行循环与利用,减轻污染。

2.6、建筑工业化

当前环境问题是一个全球瞩目的热点问题,而土木工程与环境工程也逐渐融为一体。城市综合征、海水污染、水平线上升、沙漠化等都是与人类生存息息相关的话题,并且都与土木工程有着重要联系。当前开发资源、民用建筑等人为作用的影响都会产生大量的耕地被破坏,人均占有土地的减少,许多工程建成以后都会对环境产生重大影响,为了有效的控制土木工程对人类生存环境的干扰,建筑也机械化的进程大大加快了步伐,在重点工程建设中建筑工业化已经成为不可逆转的趋势。标准化与多样化是当前建筑产品的一个重要趋势,为了适应社会化大生产方式,采用更加专业、联合的施工组织形式,推进新技术、新材料的应用,推广新工艺的实施。

结束语

综上所述中可以看出,土木工程是一门综合性和技术性较强的学科,它的发展已经成为了人们生活和社会的过程中最重要的组成部分。对于土木工程的现状和未来的发展趋势来说,我们不仅仅只是满足当前阶段的发展和取得的成就。作为新时代的土木工程建筑人员,应该放长远的目光,结合现状,不断的进行创新,全面致力于发展新型的建筑施工技术、方法和施工理念,将先进的理论和实践相互结合,实现土木工程最大的突破。

参考文献

[1]王洪磊.浅谈土木工程的现状与未来发展趋势[J].数字化用户,2013,08:28.

篇5

1.前言

从人类工程建筑史来看,在与自然界不断的斗争中,土木工程得到了长足的发展,特别是现代建筑逐渐演变成国民经济发展的支柱产业,随着经济社会的高速发展,现代建筑技术不断朝着规模化、自动化、复杂化与多样化的方向发展,各种新的设备、新的技术以及施工工艺不断涌现,包括生态技术、信息控制技术以及节能技术,目前建筑物正在成为多种新技术的复合载体。当前许多超高层和超大型建筑、桥梁以及结构复杂的现代结构技术逐渐成为衡量一个国家科技发展水平的重要指标,土木工程中技术与创新的应用逐渐加深,在新的形势下如何把握土木工程的发展趋势,将会对土木工程的发展有着重要作用。

2.土木工程的发展现状

2.1土木工程建设取得巨大发展成就

我国土木工程建设自改革开放以来取得了巨大的成就,不仅在高层建筑上的数量逐渐增长,并且高度也得到很大的突破,而且公路、铁路等也得到飞速发展。各种新的材料、结构、工艺以及施工方法在高层建筑中得到广泛应用,自动化程度不断提高,大规模的土木工程修建在我国开展的如火如荼。我国上海的浦东金茂大厦和金融中心的高度已经排列世界前茅,我国的高层建筑水平已经处于世界领先领域。

在桥梁工程领域也取得了巨大的成功,随着各种桥梁类型得到不断翻新,并且一再突破主跨跨度,桥梁工程出现了另一个辉煌,斜拉桥的复兴,如南京长江二桥、南浦大桥都是我国大跨结构迈向一个新的水平的标志,晋身世界先进行列。

2.2新型建筑材料的开发与应用

随着高标号的水泥大量生产,各种高强度、快硬、复合以及节能轻质的混凝土不断的进行开发研制,钢化玻璃、涂层玻璃等都在土木工程领域得到长足发展,从上世纪80年代以来碳纤维技术得到广泛应用,作为土木工程领域的一个重要突破,目前已经在钢筋混凝土中的加固起到很大的作用,并且取得了非凡的成果,我国在这一领域取得了非常瞩目的成就。

2.3预应力技术的应用

我国的预应力技术经过三十几年的发展已经达到了一个新的高度,在跨度大、柱网大以及开间大的多层和高层建筑中,预应力技术得到广泛的应用。在建筑大跨度公共建筑、会议展览中心等结构中都需要预应力技术,对于各种新的建筑工程来说,预应力技术有其特有的优势。对于解决路面混凝土开裂、缩缝减少等方面,都有着非常良好的应用前景。作为海洋工程建造的重要材料,预应力混凝土具有较高的抗裂性以及较好的耐久性,在各项海洋工程中可以发挥其重要的效能。对于旧建筑的加固改造、拆除以及加层中都有着非常广泛的应用。

2.4地下空间的建设与发展

我国目前已经有了20几个正在规划与建设地铁系统的城市,我国的地下空间技术得到飞速的发展,当前地下空间建设的主要施工方法包括明挖法、暗挖法、盖挖法、沉管法等,这些技术都属于国际先进技术,在地下空间的发展中都有着举足轻重的作用。

2.5结构设计更加完善

当前土木工程设计中风荷载以及地震荷载正在成为主要的控制因素,更高、更长和更柔韧成为结构设计的发展趋势,许多大型复杂结构体系的抗风抗震设计理念正在发生很大的转变,对于特大跨度桥梁的结构体系设计逐渐成为热点研究话题。

3.土木工程未来发展趋势

3.1空间上全方位开花

目前城市化进程不断加快,人口急剧膨胀,城市规模不断扩大,用地紧张、空间拥挤、交通堵塞等问题急剧恶化,城市病越演越烈,人们的居住环境产生了许多影响,对于社会经济的进一步发展有着严重制约。因此土木工程未来的发展趋势将逐渐向高空与地下发展,生存与生活的空间亟需拓展,作为城市发展的必然产物,高层建筑在数量上与高度上也逐渐加大,特别是地下空间近年来对于城市发展的作用越来越大,相比高层空间发展,对于地下基坑的开挖深度越来越大,而其发展也有着非常大的吸引力,由于城市地下空间的开发无需支付土地费用,并且作为资源非常丰富的空间,地下空间如果能够合理的进行开发,将会对土地资源起到非常显著的节约作用。根据实践证明,地下空间开发在沿海城市的技术发展已经非常成熟,并且现代城市的发展已经越来越重视地下空间的发展。

目前我国正开始向海洋拓展土木工程建造,如在黄埔江外滩的拓岸工程,人工岛建造、围垦以及拓岸工程都是有共通之处的,未来将会有许多像上海这样的近海城市人工岛出现。

3.2高性能材料的广泛应用

高强性能、良好的塑性都是钢材发展的方向,目前许多先进国家都已经提高其屈服点,并且将其作为钢材的规范,对于高强度钢材的合理利用是未来土木工程发展的一个重要趋势。高性能材料的开发利用以及各种材料的特性如何充分发挥,都需要采用复合技术以及多种特殊功能的复合材料。地方材料的充分利用、天然资源的合理保护,大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种有效保护措施。更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来,各种对于人体有害的材料与颜料的使用率逐渐降低,产品可以不断的进行循环与利用,减轻污染。

3.3建筑工业化

当前环境问题是一个全球瞩目的热点问题,而土木工程与环境工程也逐渐融为一体。城市综合征、海水污染、水平线上升、沙漠化等都是与人类生存息息相关的话题,并且都与土木工程有着重要联系。当前开发资源、民用建筑等人为作用的影响都会产生大量的耕地被破坏,人均占有土地的减少,许多工程建成以后都会对环境产生重大影响,为了有效的控制土木工程对人类生存环境的干扰,建筑也机械化的进程大大加快了步伐,在重点工程建设中建筑工业化已经成为不可逆转的趋势。标准化与多样化是当前建筑产品的一个重要趋势,为了适应社会化大生产方式,采用更加专业、联合的施工组织形式,推进新技术、新材料的应用,推广新工艺的实施。

结语:土木工程的不断发展为人类社会创造新的物质环境,作为人类文明不可分离的重要成分,在当前形势下,土木工程的发展日新月异,许多新的技术、材料、施工工艺不断涌现,为土木工程的发展提供了一扇不可预知的大门。文章对土木工程的现状及未来发展趋势进行综述,希望对土木工程的发展有所帮助。

参考文献:

[1] 吕志涛. 新世纪我国土木工程活动与预应力技术的展望[J]. 东南大学学报(自然科学版). 2002(03)

[2] 韩雪琴,万铜岭. 信息系统在土木工程中的运用――前景与对策[J]. 中国科技信息. 2005(16)

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土木工程是当今时代不可或缺的重要组成部分,它是人们在认识世界和改造世界过程中有意识地构建出的能为人所使用的,符合人们各种需求的事物。当前社会经济发展迅速,各种配套的工程需要随之建立起来;而人民生活水平有所提升,对各种建筑的需求也在不断发生着变化,从最初的要求高质量到现在要求更加适应现代人的生活,土木工程也在随着人们的需求不断向前进步。土木工程现今已经成为人们生活中的重要组成部分,成为人们日常生产和生活的基础。当前的土木工程与土木工程最早诞生时已经是完全不同的两个概念,现代的土木工程呈现出一些新的特点和趋势。

一、土木工程概述

土木工程是一个系统的学科,也是一门涵盖面极广的学科。从字面上来讲,这里的土木可不仅仅是指土和木,而是泛指一切与建筑有关的项目。传统的土木工程学科包含的内容较多,所有涉及建筑的工程都可以纳入到土木工程中去。随着时代的发展和学科的细化,很多原本属于土木工程范畴的内容已经成为独立的学科。

既然土木工程以“土木”命名,那么其最重要最核心的内容还是与建造有关,它是主要以设计、施工和结构等等为研究对象,与之相关联的其他学科包括了相关的工程管理、力学等等。土木工程本身可以大致分为道桥工程和建筑工程两类,这里的建筑工程是狭义的建筑工程,水利工程并不在其中,而是与土木工程层级相同的概念。

二、现代土木工程的特点

当前的土木工程呈现出下面的一些重要特点:

信息化。当前的时代说是计算机的时代毫不夸张,计算机技术已经应用于人们生活的每一个角落,发挥着重要的作用。土木工程也不例外,最为社会建设中重要的活动之一,计算机技术对于土木工程的影响是巨大的。信息化的设备和系统将过去设计、管理、信息交流活动变得更为便捷,将大量从事上述活动的人员从繁重的工作中解放出来,大大提升了工作效率,也进一步提升了土木工程的效率。

绿色环保化。传统的土木工程仅仅以人们的需求为第一要务,舒适和安全是人们首要考虑的因素和目标。而进入了新世纪以后,人们对土木工程的绿色环保化越来越重视,高污染、高能耗的工程也逐渐被人们所摒弃。

管理制度的进步。传统的土木工程忽视工程管理活动,工程往往没有系统的管理体系,体现出的管理特点较为混乱,也无法满足时代的需求。而先进,建筑企业越来越重视管理活动,并且管理朝着信息化、系统化的方向发展。

各种智能材料和智能设备的应用。随着科学技术的发展,大量的智能材料和智能设备应用在土木工程项目中去,给人们带来了很大的便捷,也给维护检测带来了很多的方便。不过,当今这些智能材料和设备的成本还过高,还无法大范围广泛应用。

三、土木工程未来发展

根据现代土木工程的特点,土木工程的未来发展将会呈现出下面的一些趋势:

首先,绿色环保不仅会成为土木工程的主题,其在土木工程中起到的作用将会超越人们的需求,排在仅次于工程质量的重要位置。人们当今已经意识到了生态环境因为人们改造世界的活动已经被极大地破坏了,未来的土木工程还会以绿色环保作为主题,更加符合国家生态文明建设的战略要求,也更加符合可持续发展的要求。

其次,计算机的应用将会给土木工程更多领域带来革新,技术上也会不断地进步。科学技术是不断向前发展的,未来的计算机将会更加智能,自动化也是未来计算机技术发展的趋势。在未来土木工程建设中,将会出现更多的自动化场景,将人们从繁重的劳动中解放出来,大大提升工作效率。

最后,土木工程将会不断地在空间和地域上扩展。未来的土木工程将会不限于在地面上,将会在半空中或者是水面上发展。这时因为城镇化的发展使得城市人口越来越多,城市的土地却是固定的,未来的土地会越来越紧张,人们只能向上发展而无法肆意地向周围发展。未来越来越多的既高又安全的建筑会矗立在土地上,也会出现在海洋中,甚至有可能会向着地下发展,形成立体的土木工程体系。

四、结语

之所以说土木工程是时代的缩影,是因为土木工程是人们有意识地对客观世界进行的改造,而人们对客观世界的改造所呈现出的正是时代的特色。因此我们说土木工程的特点是紧随时展的潮流和特点的。我们要分析现代土木工程的特点和发展趋势,就要对时代的特点和发展趋势有一定的了解。在未来,社会发展会朝着绿色、智能、信息等等的特点发展,土木工程也会因此变得更加注重绿色环保、更加智能化、与信息化的结合也将更为紧密。

参考文献

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Abstract: since the reform and open policy, our country social undertakings of various fields have achieved remarkable success. In recent years, with the development of economy and the progress of The Times, our country civil engineering business also has achieved great development, civil engineering industry after years of research and related staff hard work, now, civil engineering practice and the research has made remarkable achievement, whether structure mechanics analysis and structural design theory and method of the structure and the construction technology, has very big breakthrough, especially in recent years, with the development of science and technology, top big span structure in achievement is outstanding, the paper will be according to the present situation of the civil engineering and its future development trend is discussed, aims to promote our country's civil engineering industry further improvement.

Keywords: civil engineering, the current situation, development trend

中图分类号: S969文献标识码:A 文章编号

自改革开放以来,我国高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段,高层建筑不仅在数量上急剧增多,施工水平要求的质量也越来越高,本文主要根据我国和世界该领域中的发展现状及特点进行剖析,对土木工程这一行业在二十一世纪的发展做出了展望,希望可以为我国此领域的发展提供合理化建议。

一、土木工程的涵义

土木工程是房屋、公路、铁路、桥梁、水工等工程的总称,土木工程对国家经济建设和发展都具有非常大的影响,完善土木工程建设能够促进经济的发展和社会的进步。土木工程和人类的关系也是非常密切的,其关系到人类赖以生存的基本要素,是人们生活必不可少的要素之一。

二、我国土木工程的发展现状

1. 高层建筑

随着经济的发展和城市化进程的加速,我国城市发展的脚步越来越快,城市的用地也越来越紧张,过量的人口和城市有限的用地形成了强烈的矛盾,因此,近年来,高层建筑获得了长足发展,高层建筑这种占地面积相对较小,而承载量大的建筑在我国城市化的过程中迅速发展起来。高层建筑的发展一方面是我国经济建设取得成就的体现,另一方面也增加我国经济发展的负担。提到高层建筑和高楼大厦,人们一般都和现代化、经济发展联系起来,当然,这是没有错的,而城市高层的发展必须要进行辨证的分析,虽然众多高层的建立体现了我国经济的发展状况,但随着城市化程度的越来越高,城市用地的紧张程度也在日益加剧。根据相关调查显示,我国大陆目前高层建筑的数量已经超过20000幢,而超过100m的高层也已经超过1000幢。这体现了我国土木工程行业在社会中的重要地位,其对人类社会的影响也是非常巨大的,是我国进行社会现代化建设的重要保障之一。

2. 公路建设

公路建设和经济的发展是相互制约的关系,因此,土木工程领域中公路的建设是尤为重要的。经济的发展是一个国家的基础,国家各方面事业的进步可以说都是得益于经济的发展,因此,经济的发展能够带动社会的进步。经济的发展必然会带动商业、工业、以及服务业的发展,从而提高这一地区或国家的商业往来和地区承载量,促进道路运输的发展。道路交通的发展具体表现为能够带动产业结构的改善,带动相关产业的发展,从而提高人口质量,改善城乡结构,缩小城乡差距,提高城市化水平,能够全面推动人们生活质量更快的进入高层次阶段。

相比以前来讲,我国目前的交通状况和经济发展都有了质的提高,但一部分地区仍然存在运输设施及设备满足不了国民经济高速发展的需要,也有一部分地区由于经济发展欠佳,道路建设也相对滞后,因此,我国经济建设和交通运输的发展存在不协调性,这种现象会对我国人口质量产生影响不利于我国社会主义和谐社会的建设和发展。近年来,随着和谐社会概念的提出,人们越来越重视社会各方面事业的和谐建设了,因此需要从体系、结构、布局等方面综合考虑,大力发展绿色交通事业,促进经济、交通的协调发展,全面推动我国经济建设的发展。

三、土木工程未来的发展趋势

随着人类社会的不断进步,人们对资源索取的程度越来越大,地球上的资源是有限的,因此,如何利用有限的资源养活更多的人口、获得更大的发展是尤为重要的。土木工程未来的发展趋势要向集约型、低消耗型转变,为建立可持续发展的和谐社会而努力。

1. 向高空延伸

根据相关资料现实,目前世界上人工最高的建筑是波兰的长波台钢塔,其高度为646m,作为世界上最高的人工建筑,其承载能力是十分巨大的。这将是未来土木工程建筑领域发展的趋势,高空的距离是无限的,因此,只要技术允许的条件下,建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能,这就大大节约了土地资源,为城市的发展节省了土地。而我国在此方面的展望是,在上海附近拟建一栋高达1250m的仿生大厦,居民可以达到十万人左右,这将是我国土木工程建筑史的一块里程碑,将在世界人工建筑领域中堪称奇迹。

2. 向海洋拓展

地球可以称作为一个“水球”,地球上有百分之七十的面积是海洋,而陆地面积仅占百分之三十,因此,在技术条件允许的前提下,充分利用海洋资源是非常必要的,是人类不断向外扩展过程中的一个创举。海洋比陆地情况更为复杂,但其巨大的潜力对人类一直是比较具有诱惑力的。随着科学技术的发展和时代的进步,在土木工程方面人类已经在海洋中取得了一些可喜的成就。例如,为了减小机场噪音对城市居民的影响,也为了节约陆地资源,2000年时,日本围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功,这标志着人类在土木工程方面迈出了向海洋进军的重要一步。近年来,我国在此领域中也获得了相当的成就。上海南汇滩的围垦成功和黄浦江的拓岸成功都是我国在近年来取得的成就。这些成就的取得都为土木工程在将来向海洋的发展积累了科技经验,奠定了坚实的基础。

结束语:

目前,我国土木工程中一些领域已经处于世界的领先地位了,但我国土木工程在技术和设计方面仍然存在很多问题,展望未来,不仅要在技术方面加强,更要在观念方面提高,利用新型的技术和材料进行建设,更要加强理论和实践的结合,在不断发展的理论的同时,也要重视实践的作用,先进的理论能够指导实践,而实践是将理论转化为现实的手段,因此,只要遵循客观发展规律,在我党的正确领导下,我国土木工程的发展一定会成为世界该领域中一颗璀璨的新星。

参考文献:

[1] 丁大钧.我国土木工程的新进展[J].淮阴工学院学报,2009(05).

[2] 吕志涛.新世纪我国土木工程活动与预应力技术的进展[J].东南大学学报(自然科学版),2010(08).

[3] 孙世国.21世纪我国土木工程发展趋势刍议[J].北方工业大学学报,2008(06).

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一、现代土木工程发展趋势的表现特点

适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。

1、 工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

2、工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

3、建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。

4、工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。

5、工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

二、土木工程在未来如何发展

1、指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械。 城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。

2、工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。

信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。

2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。

全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。

三、土木工程未来发展趋势

1、三S系统应用发展

三S系统由HS遥感技术、GIS地理信息技术系统与GPS全球定位技术系统构成,可实时、整体、动态的对地展开判别观测、应用分析,因此在土木工程领域该系统发挥了显著的优势作用,同时具备广阔的发展提升前景。数字化城市发展理念的提出正是基于这一三S系统发展而来,也就是说其综合了遥感、GIS、遥测、多媒体、网络与仿真虚拟技术对城市各项功能机制、基础设施展开自动采集、发挥决策辅助作用并实施动态化管理监测,很明显,当前数字化城市便是以该类数字化的处理信息技术、通信网络技术作为发展背景的科学服务技术系统。

2、单机方式顺序科学转变至网络协同控制与并行设计

就复杂大型的项目工程来说,其很有可能需要较多设计部门、众多成员的共同参与,同时还需要良好的协同合作并提供在线咨询服务,还可由不同地域分布的分支设计机构、设计人员、协作部门单位应用多样化平台软硬件与设计方式在相应规定时段内良好完成。为有效解决该类复杂系统问题应良好的应用开发土木工程设计的协同并行技术。另外,智能化建筑工程与检测结构亦是土木工程基于信息化发展背景的未来发展的趋势。项目管理与电子数据同样是土木工程实现信息化发展的趋势,工程建设施工是当今土木工程应用计算机技术的重要领域,基于系统复杂工程在施工阶段中由报价投标、预算到签订管理合同、评定分析质量直至竣工验收各阶段均需要进行大量数据信息的处理,整体施工单位控制与辅助管理均会被纳入至辅助计算机施工技术体系中。当前土木工程领域信息技术的跨越式发展已经令国际承包商真正跨越了地域壁垒,实现了共享式、协同式、智能化的行业发展。

综上所述,随着信息化社会的飞速发展土木工程实现了质的飞跃,我们只有科学遵循其内涵特征、发展现状把握工程建设未来发展趋势动向、制定科学实践发展策略,才能真正推进土木工程实现可持续的全面发展。

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中图分类号:E271文献标识码: A

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路、桥梁工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步去探索。

二、当今我国土木工程的发展现状

1、在高层建筑方面

众所周知,我国一个很大的特点就是人口是世界上最多的,这也就意味着我国要在有限的国土面积上满足更多的人的生存需求。这就是当今城市化进程中面临的棘手的问题。这种矛盾的存在可以说是影响我国社会和谐甚至影响国际形象的重要因素。解决这样的问题,唯一可行的办法就是增加高层建筑的建设。城市用地的紧缺也大大促进了高层建筑的建设,可以说,高层建筑是我国未来发展所需的必要的改造方向,是解决日益增长的人口与有限的土地资源矛盾的必然选择。高层建筑利用其较少的占地,更多的人口容量成为未来城市发展的首选,当然,高层建筑的建立也是我国经济发展水平的一种展示。人们很容易将发达的城市与高楼林立的景象联系起来,这也是需要十分巨大的资金支持的。

与此同时,尽管高层建筑有这么多的优势,但是在经济发展的今天仍然不能够作为普及城市化的标准改造模式。高层建筑要讲究实事求是的原则,与当地人口以及环境容纳量相互补充,辩证的分析当地的建筑应具备的最适合的建造模式。在当前情况下,我国高层建筑在稍微大些的城市己经不是鲜见之物,根据相关资料的调查显示,我国大陆目前高层建筑的数量己经超过20000幢,而超过100m的高层也己经超过1000幢。这样足以说明土木工程对于我国社会建设的重要性,为缓解土地紧缺,满足人们的生存需要做出了重大的贡献。土木工程是人类社会强大的建造力,是人类文明的鲜明表现,保障了我国现代化进程的平稳发展。

2、在公路建设方面

公路建设是发展经济的必要手段,它是当今物资等运输的载体,没有公路建设,国家就会陷入瘫痪的状态。可以说公路是国家的血管,是生存发展的必要通路。同样的,国家的繁荣昌盛离不开经济的发展,而经济的发展离不开交通的辅助。有句老话,要致富先修路,可见交通设施的完善对经济的发展是不可或缺的。我国是产业多样化的大国,工业农业以及其他的各行各业的生存发展与公路都有着千丝万缕的联系。公路时分担地区资源的重要途径,地区承载量及其分配也因为四通八达的公路显得更加有意义。

公路的运输功能为国家各个行业的商品流通提供了途径,优化各地区的产业结构,同时也可以带动地区经济的发展。尽管大多数地区的交通在改革开放的今天都己经不是制约经济发展的首要问题,但是,其相对偏远的地区或者拥有复杂地形的地区,交通依旧是经济提升的不可逾越的绊脚石。道路建设离不开经济的支持,而经济的发展又离不开道路的辅助,这样的关系使得这个问题并不容易解决。因此,这种不协调性的存在使得我国和谐环境下存在不和谐的因素,这样是不利于我国建设社会主义和谐社会的。近年来,经济的继续发展,以及和谐社会的进一步落实,势必会将重视偏远地区的战略布局,大力发展交通运输事业,为经济发展开辟更多的潜力,使交通经济和协调发展,创造更加美好的未来,为社会主义事业继续努力。

三、现代土木工程技术的特点

1、绿色土木建筑。在土木工程中充分利用绿色土木技术,可以通过利用自然资源、环境资源,尽量降低或避免土木对环境造成危害,维护生态平衡。发展绿色土木可以尽量降低土木对资源的消耗,有效节约能源与资源,避免土木物对环境造成污染,促进土木行业的健康发展。目前,环境保护问题已引起人们的高度关注,促进土木物与自然的和谐发展也成为土木工程的重要发展方向,在土木工程中引用和推广绿色土木技术可以为人们营造一个更自然、环保、健康的土木空间,提高土木工程技术的生态效益。

2、生态土木建筑。生态土木技术也是一种新兴的土木工程技术,在土木工程项目中,生态技术可以在土木工程中充分利用现代高新科技,运用土木物理、土木设计、材料科学、气候学等一系列学科知识为土木工程服务,增加土木工程的科技含量,使工程建设项目的经济效益、社会效益和生态效益得到同步提升。生态土木可以有效降低土木物的能源和资源消耗,避免对环境造成污染,在保护生态环境的基础上,为人们提供一个节能、舒适、健康的室内环境。

3、智能土木建筑。随着科学技术水平的不断提高,很多先进的科学技术已运用于土木工程技术中来,智能土木可以通过利用信息技术、计算机技术等科学技术,增加土木物中的安全防盗、电力系统、通讯设备等系统的科技含量,提高土木工程的自动化水平,使土木工程不断与科学技术结合,共同为人们打造一个更舒适、高效、便捷的土木环境,使土木物的管理逐步朝着智能化、自动化的方向发展。

四、土木工程技术的发展趋势

1、精细化的发展趋势。随着现代土木工程技术水平的逐步提高,土木工程技术也在朝着精细化的方向发展,对施工技术、设备安装技术的要求也越来越高。例如,对于土木工程的钢结构焊接与安装技术来说,精细化程度在不断提高,新的焊接技术如焊接水平控制、材料控制、射线检测焊缝等技术的发展水平越来越高,逐步形成了多功能的焊接管理技术,如WMS技术等。在钢结构的安装方面,工程质量的监控技术水平也在逐步提高,发展成为新型的工程质量监控吊装技术,并在鸟巢等大型工程建设项目中得到了应用,提高了土木工程技术的精细化水平,发展了计算机控制的多吊点分散载荷吊装技术等监控吊装技术,使质量控制的精度与准度得到了很大的提升。

2、数字化和信息化的发展趋势。随着信息技术和计算机技术的发展,计算机技术也在土木安装等工程中得到了广泛的使用,通过计算机可以对土木安装过程进行模拟和监控,利用计算机操作系统及时发现土木安装过程中存在的问题,发挥实时校对、实时监督、实时控制的作用,保证土木安装工程的质量达标。总之,数字化和信息化在土木安装工程中的应用,可以利用动态模拟的方式对安装过程进行监控,使土木工程技术朝着信息化和数字化的方向发展,提高土木工程监督和管理的水平与效率。

3、集成化的发展趋势。集成化的土木工程技术可以将土木施工技术、土木安装技术等技术实现有效衔接,将多种工程技术相结合,发挥土木工程技术的综合效益,提高土木工程技术的水平,以满足未来土木业的发展要求。

结束语:

由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

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中图分类号:K82 文献标识码:A

1 土木工程发展的重要意义

土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。城市的高楼大厦拔地而起,各种桥梁、水利工程、四通八达的公路贯穿各个省市。土木工程是保证人类居住和交通的支柱产业,完善土木工程的建设和发展,实现经济、社会、环境统一协调发展,成为目前土木工程的关注热点。人类为了争取生存,为了争取舒适的生存环境,预计土木工程必将有重大的发展。

2 土木工程的发展现状

了解土木工程的发展现状对其未来发展有着重要的意义。本章节在经过笔者多年来的施工经验中得出些结论,并形成了文字,具体如下。

2.1 土木工程理论的发展

土木工程的发展包括两个部分,即土木工程理论和土木工程设计,理论是基础、设计是理论的体现,只有建立坚实的理论基础,才能让土木工程设计得到最大的进步。土木工程理论包括力学、统计学、计算机等学科,需要对每个学科综合加固,切实保证理论基础的可靠性。计算机技术的发展也给土木工程带来了极大的飞跃,针对建筑、道路、铁路、桥梁、隧道等专业开发了相应的计算软件,这给土木工程的设计带来了很大的突破。随着信息化进程的加快,土木工程发展的信息交流得到了很好的进步,对于国家各个建设项目、甚至国际项目的优势理论都可以与同行进行交流学习。

2.2 土木工程设计的发展

土木工程设计和规划改变了凭借经验设计的惯例,趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类更有可能从事更大规模的土木工程修建,高层建筑不仅在数量上越来越多,超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。土木工程设计是建立在坚实的理论基础上的,随着对土建项目要求的增长,土木工程设计也更加向更复杂的方向发展,只有把握好新技术、新优势才能把土木工程设计想更加完善的方向发展。目前,土木工程设计发展取得了一定的成绩,在形式、受力等方面取得了进步。

2.3 土木工程施工的发展

土木工程施工的发展体现在施工材料、施工设备和施工工艺三个方面。施工材料出现了复合材料高强钢材等全新建筑材料,如碳纤维、玻璃纤维增强塑料、双层中空玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、各种节能混凝土等,新型材料在工业和民用建筑中得到广泛使用,为复杂大型土木工程提供了重要物质基础。工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展,使得大规模复杂的土木工程不断发展并得以实现,推进了土木工程的科学快速发展。城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,也为地下空间开发提供了宝贵的经验。

总之,我国土木工程的设计、施工和理论研究方面取得了很大的进步,但是与发达国家还是有一定的差距。未来土木工程不仅要加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,更要加强土木工程理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破。

3 土木工程的发展趋势

前文根据笔者的实际经验,已经阐述了土木工程的发展现状。经过论证得出,土木工程理论的发展,土木工程设计的发展及土木工程施工的发展三者是息息相关的,互补关系,在具体施工中起到非常重要的作用,并不断得到施工人员的喜爱。

3.1 向信息化趋势发展

加快信息化建设并带动工业化,这是我们的国家提出的新时代的奋斗目标。信息化建设是利用计算机技术、网络通信技术、智能信息处理技术、自动化控制技术等进行改造。通过信息化建设,使传统控制方式下一些较难实现的高难度项目成为可能,信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,在土木工程界已发挥了巨大的作用。以数字化信息处理技术的网络通信技术为背景的技术服务系统,工程设计的传统过渡到基于网络的并行设计和协同控制,解决这一复杂设计系统的管理与协调需要协同技术。信息化的社会背景为只能建筑的兴起提供了更为广阔的空间,对信息资源和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,使人们获得投资合理,都将被纳入计算机辅助施工技术系统之中。

3.2向虚拟现实技术发展

沟通的虚拟现实技术在土木工程提供了一种新观点和方法,结合计算机技术、传感器技术、网络技术和多媒体技术等高新技术的综合。虚拟技术是一种新的人机交互技术,让人仿佛置身在现实世界中,一方面,将广泛应用于工程项目招标投标、施工过程和方法可以很好的进行清算,其计算在结构设计和施工过程仿真、复杂的计算过程更有其独特的优势。但环境模拟技术及相应的实验设备是目前瓶颈耐久性土木工程研究。通过实现虚拟技术来解决这些问题是一个最可能的是未来的发展方向。这种方法受到信息接收者经验的限制,使得使用这种方法交流起来比较困难。虚拟技术是一种新的人机交互技术,可以将施工过程和方法很好的变现出来,通过虚拟技术的实现来解决这些问题是未来最可能的发展方向之一。

3.3 向超大型土木工程方向发展

在21世纪,随着新材料、新结构、新技术的出现,新的施工方法将更大规模土木工程建设、实现新突破。近年来,随着大规模生产优质水泥、纤维和玻璃纤维混凝土和聚合物浸渍混凝土混凝土发达,带来了土木工程结构,新开发的设计理论和施工技术等。碳纤维的应用研究,土木工程领域中的另一个重大突破。如何合理使用高强度钢也是一个重要的研究课题,和其他高性能混凝土复合材料也将朝着轻、强、良好的韧性和使用性能方面的开发,既从数量的高层建筑钢结构和用法的高性能材料需要进一步增加。

3.4 向地下、太空、沙漠、海洋空间发展

空间资源越来越紧张,开发地下、太空、沙漠和海洋空间是解决当前空间和土地资源紧张的一个有效途径。为了综合利用地下空间资源,地下空间开发逐步向深层发展,在地下空间开发中的应用将加强。美籍华裔林铜柱博士就提出在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站,这也表明土木工程的活动将有可能向太空发展。世界未来学会对下世纪初设想将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲,研究开发使用沙漠地区太阳淡化海水的经济上是可行的方案。许多国家将建筑空间向海洋拓宽,船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场等。

结语

综上所对土木工程发展的重要意义,土木工程的发展现状及未来趋势所述,土木工程行业是我国的支柱产业,影响我国基本建设的行业,高新技术对土木工程这一传统专业的改造及影响。因而我们对土木工程的研究和实践也更加重视。

笔者认为,随着国民经济的发展,土木工程行业是我国的支柱产业,影响我国基本建设的行业,高新技术对土木工程这一传统专业的改造及影响。如何顺应这一科技革命与创新的潮流,并研发新工艺、新技术、新型材料是未来土木工程发展的必然趋势。我国土木工程的设计、施工和理论研究方面取得了很大的进步,但是与发达国家还是有一定的差距。未来土木工程不仅要加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,更要加强土木工程理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破。

参考文献

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中图分类号:S969 文献标识码: A

一、前言

近年来,土木工程不断发展,使得土木工程的发展现状及未来发展方向问题引起了人们的普遍关注。我国在土木工程的发展方向上虽然取得了一定的成绩,但水平依然有待提高。因此,新时期下,我们要加强对土木工程发展现状及未来发展方向探析。

二、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。它既包含建造工程中所涉及到的材料、设备以及勘察、设计、施工、保养维护等活动;同时也包括工程建造的对象。可以说土木工程是一门内涵广泛、结构复杂、门类众多的学科。

土木工程与人类的生活密切相关,也就是说人们的衣、食、住、行处处都与土木工程相关联。其中“住”直接依赖于各种类型的建筑物,而对于“衣、食、行”的影响表现为:可以通过兴修水利、建造农田灌溉设施以及城市供水系统来解决人们的衣食的问题,另外还可以通过建造道路桥梁来解决人们的出行问题。总之,土木工程与人类社会的发展是相辅相成的,我们可以从土木工程所建造的建筑物中直接察觉出各个历史时期的经济、文化、科技现状。

土木工程在漫长的发展过程中,已经取得了许多具有历史意义的成就,这些成就不仅仅是体现在工程建造的安全性和经济性方面,更重要的是在结构力学的理论分析或者结构设计的手段和技术等方面有了许多突破性的进展。

三、土木工程的发展现状

1、土木工程理论的发展

土木工程的发展包括两个部分,即土木工程理论和土木工程设计,理论是基础、设计是理论的体现,只有建立坚实的理论基础,才能让土木工程设计得到最大的进步。土木工程理论包括力学、统计学、计算机等学科,需要对每个学科综合加固,切实保证理论基础的可靠性。计算机技术的发展也给土木工程带来了极大的飞跃,针对建筑、道路、铁路、桥梁、隧道等专业开发了相应的计算软件,这给土木工程的设计带来了很大的突破。随着信息化进程的加快,土木工程发展的信息交流得到了很好的进步,对于国家各个建设项目、甚至国际项目的优势理论都可以与同行进行交流学习。

2、土木工程设计的发展

土木工程设计和规划改变了凭借经验设计的惯例,趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类更有可能从事更大规模的土木工程修建,高层建筑不仅在数量上越来越多,超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。土木工程设计是建立在坚实的理论基础上的,随着对土建项目要求的增长,土木工程设计也更加向更复杂的方向发展,只有把握好新技术、新优势才能把土木工程设计想更加完善的方向发展。目前,土木工程设计发展取得了一定的成绩,在形式、受力等方面取得了进步。

3、土木工程施工的发展

土木工程施工的发展体现在施工材料、施工设备和施工工艺三个方面。施工材料出现了复合材料高强钢材等全新建筑材料,如碳纤维、玻璃纤维增强塑料、双层中空玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、各种节能混凝土等,新型材料在工业和民用建筑中得到广泛使用,为复杂大型土木工程提供了重要物质基础。工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展,使得大规模复杂的土木工程不断发展并得以实现,推进了土木工程的科学快速发展。城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,也为地下空间开发提供了宝贵的经验。

总之,我国土木工程的设计、施工和理论研究方面取得了很大的进步,但是与发达国家还是有一定的差距。未来土木工程不仅要加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,更要加强土木工程理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破。

四、土木工程发展趋势

1、精密化的理论研究

未来土木工程的理论发展趋势集中在力学,利用物理、化学、计算机技术对土木工程的不断应用,重点为解决数学分析与处理。现阶段,有些领域还不够完善,比如:对于结构复杂的、流体介质等受力分析,需要进一步精密研究。对于土木工程中复杂的数值问题,还需要专门化的数学来解决。土木工程的信息化,可以模拟更复杂的施工情况。

2、土木工程的空间发展

(1)向高空发展。

随着人均建筑面积不断缩小,人类努力开发所有可开发的土地资源,因此土木工程发展趋势是不断向高空和地下发展。向高空发展,近年来已经取得初步进展,我国已有了500m以上的高层建筑,波兰227Hz长波台的钢塔成为世界上最高的建筑。不断地在大中小城市出现的摩天大楼,更能说明向高空发展成为土木工程建筑物的必然发展趋势。

(2)向地下发展。

对于可开发的建筑资源,不仅有地上的高空资源,还有地下空间可以利用。在北京、上海等各大城市相继开通了地铁,对于土木工程在地下空间的应用,是一个良好的开端。不仅充分利用了地下土地资源,而且还缓解了地上交通拥堵的问题。随后,地下停车场、地下隧道、安装管道用的微型隧道等等的地下空间实现了综合应用。日本东京八重洲的地下街,是目前世界上最大的地下街。莫斯科切尔坦沃小区地下商业街,是目前深度最深的地下街,深度可达100m。并且,GPS(卫星全球定位)、RS(遥感)、G飞(地理信息系统)不断地在地下空间开发中得以应用。但是,随着这些高空和地下空间的断发展,也带来了一些新的问题,如:地震荷载、地下水流向的改变、原有地层应力的改变、生态环境的破坏等等。因此,如何实现高空和地下空间的可持续开发和利用是一个重要研究课题。

(3)向沙漠、海洋、太空发展。

未来建筑空间的延伸,也不只局限于陆地上,也可以向沙漠、海洋、太空发展。对于沙漠化越来越严重的地球来说,开发沙漠资源是必然的趋势。可以通过输水管道、人工河等工程,实现沙漠的改造工程,将是未来的沙漠中土木工程的一大趋势。拓展海洋空间,也是未来土木工程的一大发展空间。

3、土木工程材料的发展

土木工程的施工材料不仅要求质量高、安全性高、使用寿命长,而且随着生态型建筑理念的发展,对建筑材料造成污染、资源浪费等问题上要求更高,需要发展新型的、高新技术、生态建筑材料,以适应人和自然环境的协调发展。

4、土木工程信息化的发展

近年来,信息化已经普及,并且逐渐带动工业的信息化,必然也会对土木工程造成较大影响。土木工程的信息化包括智能信息处理技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术等等,这些信息化技术不断渗透到土木工程中,并且涵盖了土木工程的全过程,不仅限于设计和施工,还有工程的物业管理、物流管理、设备维护和建筑全方位的实时监控等等各个方面。也可以利用计算机模拟管道空间布线,也可以利用信息化技术实现大型设备的整体吊装、大型桥梁悬索受力的控制、高温高压的焊接控制、建筑物的爆破等等。

五、建议

土木工程的发展和材料及材料力学的发展是息息相关的,可以说每一次材料的发展都会对土木工程的发展带来飞跃式的发展,今后很长一个时期,土木工程的发展依然也是材料发展的趋势。我国土木工程虽然取得了一些成就,但总体水平与发达国家相比还有一定的差距,展望未来,不仅要加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,更要加强土木工程二级学科理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破,争取迈上―个崭新的台阶。

六、结束语

由上文可知,土木工程是经济发展的核心部分。因此,我们要根据实际情况制定出合理的土木工程施工方案,确保建筑工程的质量安全。

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引言

土木工程是指房屋、公路、铁路、桥梁、水工、港工、地下等工程的总称。土木工程对国家的经济建设和人民生活的影响非常明显和重要。土木工程密切关系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,为人类提供住宅、宾馆、公寓、衣料生产贮藏基地、食品冷库、公路、机场、铁路、港口、码头、厂房、实验室等现代人类生活和发展的必要场所空间。

1 土木工程的历史

1.1中国土木工程的历史:远在上古时期,中国古人类就在野处穴居,为了避免野兽侵袭,有巢氏(中国的传说中的巢居的发明者),才教古人离开天然岩洞、构木为巢,居于树上。我国古代土木工程多采用土、石、木等材料建造,建造技术和艺术造型达到当时极高的成就。像长城、赵州桥、都江堰等都是具有代表性的中国古代土木工程的杰作。

1.2 世界土木工程发展历史:在欧洲,大约8000年前已开始采用晒干的砖;凿琢自然石的采用,大约在5000~6000年前;至于在建筑中采用烧制的砖,亦有3000年的历史。世界古代的伟大建筑,以公认的七大奇迹最为引人注目,它们都建于公元前600年~公元前200年,且均为石材建造,大都用于宗教、军事和航海。且都是建于当时经济和科技非常发达的地区,说明土木工程的发展与经济繁荣和科技进步是密不可分的。

2土木工程的现状

2.1世界现状:随着19世纪中叶钢材及混凝土在土木工程中的开始使用,以及20世纪20年代后期预应力混凝土的制造成功,建造摩天大楼、大跨度建筑和跨海峡1000m以上的大桥成为可能。目前,世界上最高建筑是中国台北的101大厦,总高度为508m。近代体育事业的蓬勃发展也使得大跨度房屋在世界各地如雨后春笋般涌现。

2.2 中国现状:回顾20世纪特别是改革开放20年来,我国建设取得举世瞩目的辉煌成就。改革开放后在我国大陆建造了许多高层建筑,目前我国最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大厦。其他具有代表性的高层建筑还有深圳的地王大厦。在特种结构方面,我国有4所电视塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海东方明珠电视塔以468m的高度排在世界第三位。为迎接2008年的奥运会,北京将建设一大批大跨超长建筑,像国家体育场“鸟巢”结构、国家游泳中心“水立方”、国家大剧院等。无论在工程结构的改革、建筑功能使用、新技术和新材料的采用上及合理组织施工方面,还是在抗震分析和计算机程序应用上及有关抗震控制试验研究上,我国均达国际先进水平。

3未来土木工程的发展

3.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械。城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科。

3.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。

信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。

全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。

可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分地合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然地要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。

3.3主动控制技术。迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当做一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。

4结束语

土木工程当今的发展是人类智慧的成果,土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路,努力创新,土木工程定会走向新的高峰!

参考文献

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[5] Concrete Structure for the Future.Proceedings of IABSE Symposium [J].Paris-Versailles,1987

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引言

土木工程这门学科是极其古老的,在人类有了自己的文明之时就已经有了这一方面的知识,它与人类的生产生活密切相关。其中土木工程的三要素有“材料、施工、理论”,在这三要素之间的相互促进与渗透,我们的土木工程才能发展到今天这种地步,而其中最为关键的是材料。但是时到今日,土木工程的理论仍有很多地方不是很完善,理论与实际也有格格不入的地方,需要通过我们的努力,是土木工程的技术水平更上一层。

1.对土木工程历史、现状的认识

古代土木工程的时间跨度大致从旧石器时代到17世纪中叶。在这一时期修建各种设施主要依靠经验,没有什么设计理论。所用工具也很简单,只有斧、锤、刀、铲和石夯等手工工具。随着后期的发展,在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。

近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶,前后约300年时间。在此期间,建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主,建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面,一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现,使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。1687年牛顿总结出力学三大定律,为土木工程奠定了力学分析的基础。随后,在材料力学、弹性力学、和材料强度理论的基础上,土木工程的结构设计有了比较系统的理论指导。

现代土木工程起始于20世纪中叶,发展至今,土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。建筑材料方面,高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面,利用电子计算机强大的运算和绘图能力,力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况,使得在结构设计上更为可靠。

2.土木工程的技术

土木工程是“民用工程”,它是建造各种工程的统称。它的原意是与“军事工程”相对应的。历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于民用性的。它还包括水利工程、港口工程;而在我国,水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。

最早的土木工程的材料用的是泥土、木料和其他的天然材料,后来在人们的反复实践中才出现瓦砖等人工材料,砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。随着这种新材料钢材的出现,是土木工程建筑物的结构形式变得各式各样。

十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。不能制造大跨度的建筑结构,但是,从三十年代开始,出现了预应力混凝土,这是通过实践与理论的力学分析之后,出现在土木工程领域的新技术。现代的建筑多用钢筋混凝土或者预应力混凝土结构,混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,这是土木工程的又一次飞跃发展。

土木工程作为一个重要的基础学科,有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,统一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础,因此,建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。

3.土木工程的展望

在这个“世界村”的年代,我们首先考虑到的问题不是经济利益,而是当今世界的环境问题,土木工程的发展路线必然走得是可持续的科学的发展路线。随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展,中国将面临一个更大规模的建设。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。

放眼世界,美国的现代化进程可谓先进,而现今资料表明:未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态,譬如,氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师,在传承前人辉煌成就的同时,也必须多多吸取已出事故的教训,在今后的工作中进行创新改良,实现可持续发展。

作为跨世纪的一代,这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。当代土木工程自动化正向着全面化发展,而计算机的运用,将使其变为现实。土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本; 实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,促使企业管理理念和手段的革新;还能使项目管理层与企业管理层及劳务作业层信息收集渠道畅通、信息资源共享。

当然,可持续发展,绝不是一味地追求节省,而是要寻求一种最合理的中间状态,既要保证建筑有足够的创意,也要追求完美的技术经济指标,以最少的投入获得最大的效益。现今,建筑世界已经进入到生态美学的时代,注重文化、生态、工程与环境之间的关系,注重人性化、节能与可持续发展,才是当代工程师的着眼方向。

4.结束语

总的来说土木工程是一门古老的学科,它已经取得了巨大的成就,未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。土木工程师总是在不断的求索中。设计出一个最简单的结构,最少的耗费,最大的功用。这真是作为一个土木工程师所应当承受的责任与义务。作为一个未来的土木工程师,我们的道路依然相当艰辛,我们要为国家的土木工程事业发展献出属于自己的一份微薄之力。

参考文献:

[1]罗福午主编.土木工程(专业)概论.武汉.武汉理工大学出版社.2007年。

[2]丁大钧,蒋永生主编《土木工程概论》中国建筑工业出版社.2009年。

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