中外土坯房（土木工程）的发展史.doc

中外土坯房（土木工程）的发展史引言     古代土木工程     　萌芽时期       形成时期       发达时期     近代土木工程  　  奠基时期  　  进步时期     　成熟时期     现代土木工程     　工程功能化  　  城市立体化  　  交通高速化     　材料轻质高强化     　施工过程工业化  　  理论研究精密化━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━  　               　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，到今天能建造摩天大厦、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，作为现代土木工程时代的起点。

  　人类最初居无定所，利用天然掩蔽物作为居处，农业出现以后需要定居，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，后来出现人工烧制的和，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，但通过经验的积累，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了变革近代工业生产出新的工程材料——钢铁和,土木工程发生了深刻的变化,使、、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                　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  　萌芽时期　大致在新石器时代，原始人为避风雨、防兽害，利用天然的掩蔽物，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 2 土木工程发展史    　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“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，深度逐渐减小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,室内竖有木柱,以支顶上部屋顶，四周密排一圈小木柱，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  新石器时代已有了基础工程的萌芽，柱洞里填有碎陶片或鹅卵石，即是柱础石的雏形洛阳王湾的仰韶文化遗址（约公元前4000～前3000年）中，有一座面积约200米的房屋，墙下挖有基槽，槽内填卵石，这是墙基的雏形在尼罗河流域的埃及，新石器时代的住宅是用木材或卵石做成墙基，上面造木构架，以芦苇束编墙或土坯砌墙，用密排圆木或芦苇束做屋顶  　在地势低洼的河流湖泊附近，则从构木为巢发展为用树枝、树干搭成架空窝棚或地窝棚，以后又发展为栽桩架屋的干栏式建筑。

中国浙江吴兴钱山漾遗址（约公元前3000年）,是在密桩上架木梁,上铺悬空的地板西欧一些地方也出现过相似的做法，今瑞士境内保存着湖居人在湖中木桩上构筑的房屋浙江余姚河姆渡新石器时代遗址（约公元前5000～前3300年）中,有跨距达5～6米、联排6～7间的房屋,底层架空（属于干栏式建筑形式），构件之结点主要是绑扎结合，但个别建筑已使用榫卯结合在没有金属工具的条件下，用石制工具凿出各种榫卯是很困难的,这种榫卯结合的方法代代相传,延续到后世，为以木结构为主流的中国古建筑开创了先例  　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国西安半坡村遗址还可看到有条不紊的聚落布局，在河东岸的台地上遗存有密集排列的40～50座住房，在其中心部分有一座规模相当大的（平面约为12.5×14米）房屋，可能是会堂各房屋之间筑有夯土道路,居住区周围挖有深、宽各约5米的防范袭击的大壕沟，上面架有独木桥见彩图[半坡遗址，在陕西西安附近，距今6000余年前新石器时代的村落，有居民住][房、制陶窑场、公共仓库、圈栏、窖穴、墓葬等]）  　这时期的土木工程还只是使用石斧、石刀、石锛、石凿等简单的工具，所用的材料都是取自当地的天然材料，如茅草、竹、芦苇、树枝、树皮和树叶、砾石、泥土等。

掌握了伐木技术以后，就使用较大的树干做骨架；有了锻烧加工技术,就使用红烧土、白灰粉、土坯等,并逐渐懂得使用草筋泥、混合土等复合材料人们开始使用简单的工具和天然材料建房、筑路、挖渠、造桥，土木工程完成了从无到有的萌芽阶段  　形成时期　随着生产力的发展，农业、手工业开始分工大约自公元前3千年，在材料方面,开始出现经过烧制加工的瓦和砖；在构造方面，形成木构架、石梁柱、券拱等结构体系；在工程内容方面，有宫室、陵墓、庙堂，还有许多较大型的道路、桥梁、水利等工程；在工具方面，美索不达米亚（两河流域）和埃及在公元前 3千年，中国在商代（公元前16～前11世纪），开始使用青铜制的斧、凿、钻、锯、刀、铲等工具后来铁制工具逐步推广，并有简单的施工机械，也有了经验总结及形象描述的土木工程著作公元前 5世纪成书的《考工记》记述了木工、金工等工艺，以及城市、宫殿、房屋建筑规范，对后世的宫殿、城池及祭祀建筑的布局有很大影响在一些国家或地区已形成早期的土木工程  　中国在公元前21世纪，传说中的夏代部落领袖禹用疏导方法治理洪水，挖掘沟洫,进行灌溉公元前5～前4世纪,在今河北临漳,西门豹主持修筑引漳灌邺工程,是中国最早的多首制灌溉工程。

公元前3世纪中叶,在今四川灌县,李冰父子主持修建,解决围堰、防洪、灌溉以及水陆交通问题，是世界上最早的综合性大型水利工程见彩图[都江堰是中国著名古代综合性大型水利工程，建于公元前3世纪中期]） 3 土木工程发展史    　在大规模的水利工程、城市防护建设和交通工程中，创造了形式多样的桥梁公元前12世纪初，中国在渭河上架设浮桥，是中国最早在大河上架设的桥梁再如在引漳灌邺工程中，在汾河上建成30个墩柱的密柱木梁桥；在都江堰工程中，为了提供行船的通道，架设了索桥 中国利用黄土高原的黄土为材料创造的夯土技术，在中国土木工程技术发展史上占有很重要的地位（见）最早在甘肃大地湾新石器时期的大型建筑就用了夯土墙河南偃师二里头有早商的夯筑筏式浅基础宫殿群遗址，以及郑州发现的商朝中期版筑城墙遗址、安阳殷墟（约公元前1100年）的夯土台基，都说明当时的夯土技术已成熟以后相当长的时期里，中国的房屋等建筑都用夯土基础和夯土墙壁  　春秋战国时期,战争频繁,广泛用夯土筑城防敌秦代在魏、燕、赵三国夯土长城基础上筑成万里长城，后经历代多次修筑,留存至今,成为举世闻名的见彩图[中国万里长城——举世最宏伟的土木工程之一图为八达岭附近的长城]）  　中国的房屋建筑主要使用木构架结构。

在商朝首都宫室遗址中，残存有一定间距和直线行列的石柱础，柱础上有铜，柱础旁有木柱的烬余，说明当时已有相当大的木构架建筑《考工记?匠人》中有“殷人……四阿重屋”的记载,可知当时已有两层楼,四阿顶的建筑了西周的青铜器上也铸有柱上置栌斗的木构架形象，说明当时在梁柱结合处已使用“斗”，做过渡层，柱间联系构件“额枋”也已形成这时的木构架已开始有中国传统使用的柱、额、梁、枋、斗等  　中国在西周时代已出现陶制房屋版瓦、筒瓦、人字形断面的脊瓦和瓦钉，解决了屋面防水问题春秋时期出现陶制下水管、陶制井圈和青铜制杆件结合构件在美索不达米亚（两河流域），制土坯和砌券拱的技术历史悠久公元前8世纪建成的亚述国王萨尔贡二世宫,是用土坯砌墙、用石板、砖、琉璃贴面  　埃及人在公元前 3千年进行了大规模的水利工程以及神庙和金字塔的修建中，积累和运用了几何学、测量学方面的知识，使用了起重运输工具，组织了大规模协作劳动公元前27～前26世纪，埃及建造了世界最大的帝王陵墓建筑群——吉萨金字塔群（参见彩图[埃及吉萨的大金字塔群，古王国第四王朝法老们的陵墓，建于公][元前2600年前年]）这些，在建筑上计算准确，施工精细，规模宏大。

建造了大量的宫殿和神庙建筑群，如公元前16～前 4世纪在底比斯等地建造的凯尔奈克神庙建筑群  　希腊早期的神庙建筑用木屋架和土坯建造，屋顶荷重不用木柱支承，而是用墙壁和石柱承重约在公元前7世纪，大部分神庙已改用石料建造公元前5世纪建成的雅典卫城，在建筑、庙宇、柱式等方面都具有极高的水平其中，如巴台农神庙全用白色大理石砌筑，庙宇宏大，石质梁柱结构精美，是典型的列柱围廊式建筑  　在城市建设方面，早在公元前 2千年前后，印度建摩亨朱达罗城， 城市布局有条理， 方格道路网主次分明，阴沟排水系统完备中国现存的春秋战国遗址证实了《考工记》中有关周朝都城“方九里、旁三门,国(都城)中九经九纬（纵横干道各九条）,经涂九轨（南北方向的干道可九车并行），左祖右社（东设皇家祭祖先的太庙，西设祭国土的坛台），面朝后市（城中前为朝廷，后为市肆）”的记载这时中国的城市已有相当的规模，如齐国的临淄城，宽3公里，长4公里,城濠上建有8米多跨度的简支木桥，桥两端为石块和夯土制作的桥台  　发达时期　由于铁制工具的普遍使用，提高了工效；工程材料中逐渐增添复合材料；工程内容则根据社会的发展,道路、桥梁、水利、排水等工程日益增加,大规模营建了宫殿、寺庙，因而专业分工日益细致，技术日益精湛,从设计到施工已有一套成熟的经验:①运用标准化的配件方法加速了设计进度，多数构件都可以按“材”或“斗口”、“柱径”的模数进行加工；②用预制构件，现场安装，以缩短工期；③统一筹划，提高效益，如中国北宋的汴京宫殿，施工时先挖河引水，为施工运料和供水提供方便，竣工时用渣土填河；④改进当时的吊装方法，用木材制成“戥”和绞磨等起重工具，可以吊起三百多吨重的巨材。