《土木工程概论》学习笔记一.doc

主题：《土木工程概论》学习笔记内容：《土木工程概论》学习笔记一——专业培养目标及土木工程的内涵1专业培养目标和人才素质要求1.1土木工程和土木工程专业土木工程：①指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施（如建筑工是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总程、公路和城市道路工程、铁路、桥梁、隧道工程等）（名词属性）②指应用材料、设备在土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动动词属性）土木工程是“衣、食、住、行”先行官之一，占了举足轻重的地位①为形成人类活动所需要物质方面的空间和通道土木工程需要解决的问题精神方面（土木工程的根本目的和出发点）②为能够抵御自然和人为的作用力自然：重力、风力、温差、地震作用等人为：振动、爆炸、摩擦（土木工程存在的根本原因）③为充分发挥所采用材料的作用应用石、砖、木、钢、砼、塑料、合金材料建造材料占投资的大部材料是建造土木工程的根本条件）④怎样通过有效的技术途径和组织手段“好快省”地把工程设施建造成功，付诸使用土木工程的最终归宿）土木工程专业，就是为培养能解决上述四个方面问题的人才所设置的学业门类高等学校培丞土木工程师中等专科学校培至土木工程技术员土木工程活动（1）技术方面：勘察、测量、设计、施工、监理、开发等。

2）管理方面：制定政策和法规，企业经营、项目管理、施工组织物业管理等土木工程具有四个基本属性：（1）社会性、（2）综合性、（3）实践性、（4）技术、经济和艺术统一性1.2 高校本专业的培养目标培养目标适应社会主义现代化建设需要德智体全面发展掌握土木工程学科的基本理论和基本知识获得土木工程基本训练具有创新精神的高级工程技术人才毕业生：能从事土木工程的设计、施工与管理工作，具有初步的工程项目规划和研究开发能力大学生在学习过程中要按照这个目标接受教育，进行学习，在思想、知识、技能、能力、体魄等方面严格要求自己毕业时，用人单位将根据这个目标来评价和选择每个毕业生；学生自己则要按照这个目标进行自我评价，选择适合自己发展的岗位1.2.1关于科学、技术、工程和工程师的概念（1）科学：指关于事物的基本原理和事实的有组织有系统的知识科学的任务－研究关于事物和事实（自然界和社会）的本质和机理，以及探索它们发展的客观规律基础科学（BasicScience）：数、理、化、天文、地学、生物等，其任务——研究自然界最基本的客观规律技术科学（TechnologicalScience）：固体力学（近百年发展了）流体力学、机械学、电子学等。

其任务——研究相邻几门工程方面的共同性的自然规律科学家（是从事科学研究的专门家）包括自然科学家和社会科学家2）技术：是指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种（生产工艺、作业方法、操作技能、设备装置）的总和理论基础Technology技术学（学术）实用技术技术Technique——单纯经验性的技术技术的任务就是利用和改造自然，以其生产的产品为人类服务（如工程技术、农业技术…………）技术家（是从事技术工作的专门家）包括工程师、农艺师、医师等3）科学和技术的区别和联系：从范畴上两者最重要的区别：科学－知识（理论）技术－实践科学和技术的联系（A）远古时期：人类凭借经验形成各种技术（如种植技术等），逐渐地有目的、有意识的观察自然和认识物质运动一一产生了科学B）中古时期：（封建社会兴盛）科学和技术都得到发展（如哲学、天文学、我国四大发明………）（C）18世纪中叶到19世纪末，是近代科学技术发展时期科学促进技术进步（发展了技术学）、技术又推动了新的科学理论不断涌现如：科研——蒸汽机发明和改进，也产生热力学，热力学研究——指导内燃机研制D）20世纪，科学和技术紧密相连如：现代物理学推动了原子能利用和电子技术产生了电子计算机，带动着一切学科（科学）的发展等等。

总而言之，科学和技术相互促进，相辅相成，而且相互渗透，两者之间设有明确的界限；但是，科学和技术毕竟是两个不同的概念4）工程：工程的完整概念是：运用科学原理、技术手段、实践经验，利用和改造自然，生产开发对社会有用的产品和实验活动的总称；任何工程都是工程师（含建筑师、工艺师等）的艺术作品和全体工程人员的劳动成果5）与工程有关的科学技术概貌（下图1.4反映了土木工程和有关科学、技术的关系）图1.4的简单说明（6）工程师：是指从事工程活动的技术家Engineer）工程师的核心职能是革新和创造工程师有三种类型：① 技术实施型生产第一线）占55—65%② 研究开发型占15%③ 工程管理型占20—30%在工程实践中，此三类工程师往往因工作需要而互换，故每个工程师都应该胜任这三类工作7）对工程师的素质要求：① 有较强的基础科学和技术科学的理论基础（包括数、理、化及有关的技术科学、工程技术）有较宽的知识面（包括政治、经济、社会学、伦理学、环境学、法律、美学、方法论等）② 具有以下几方面的能力：设计能力、实施能力、开发能力、管理能力、评价能力1.2.2 对于我国高等学校土木工程专业培养目标的理解（同学们自学，有5点，建议参考罗福午主编的《土木工程（专业）概论》、2001年3月第二版）1.3当前土木工程专业对所培养人才的素质要求人的素质按教育学解释，是指“人在先天生理基础上受后天环境、教育影响，通过个体自身的认识与社会实践，养成的比较稳定的身心发展的基本品质”。

有人认为，21世纪的工程师至少要做好回答以下四个问题的准备：①会不会去做――能否在科学技术上解决工程中的难题；②可不可以做――能否在政策法规下遵照法律把事办成；③ 值不值得做一一能否在人、财、物和时空约束下经济合理地完成任务；④ 应不应该做――能否自觉地考虑生态可行性和工程持续性(1)学习土木工程专业的青年学生今天应该追求的基本品质：(1) 认知方面一一具有下列学科知识和理解能力2) 技能和能力方面(3)思想和情感方面(4)意识和意志方面建立下列有关的意识与意志5)心理和体魄方面(2)大学生养成上述基本品质的主要途径有：(1)勤奋学习(2)努力实践(3)勇于创新(4)交融集体(5)健康身心(6)适应时代2土木工程概述2.1土木工程的内涵和发展简史2.1.1工程的内涵它是一种工程分科：指用砖、砼、钢材等建筑材料来修建房屋、铁路、港口等工程的生产活动和工程技术包括对各类工程的勘测、设计、施工等工程活动及其相应的工程技术它也是一种学科(称为土木工程学)：指运用数、理、化等基础科学知识；力学、材料学等技术科学知识以及土木工程技术知识来研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的一门学科f建筑物(通称建筑)：指供人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场I所。

构筑物：指人们一般不直接在其内进行生产、生活活动的构筑(如水塔、烟囱…)可见，土木工程是一种与人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程故英语称为CivilEngineering直译为“民用工程”在英语中，历史上的土木工程、机械工程中、电气工程、化工工程都属于CivilEngineering，因为它们都具有民用性，至今该英语还包括水利工程、港口工程2.1.2 土木工程发展简史(1)古代土木工程：大致从新石器时代(约公元前5000年起)至17世纪中叶代表性工程有：① 中国黄河流域的仰韶文化遗址(约公元前5000—3000年)如西安半坡村遗址，有很多圆形房屋的痕迹直径为5—6m圆屋土墙，内竖木柱，)② 埃及帝王陵墓建筑群（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方形：a=230.5m、H=146m，大约用了230余万块巨石砌成）③ 秦襄公时期（公元前770年），人们曾用木材（150X150mm方材）和青铜质金釭，做成木框架房屋④ 四川都江堰大型引水枢纽（约公元前256—251年，战国时期，始建于秦昭王末年）是世界历史上最长的无坝引水工程（李冰）此工程以灌溉为主，兼有防洪、水运、供水等多种效益，一直沿用至今。

其规模之大，规划之周密，技术之合理，均为前所未有⑤ 索菲亚（HagiaSophia）大教堂，（公元532—537年间建造在君士坦丁堡——今土耳其伊斯坦布尔）砖砌穹顶（圆形球壳）D=30余米，穹顶高H—50余米，穹顶支承在大跨砖拱和巨石砌筑的巨型柱（7X10m）上⑥ 公元590—608年建造在河北省赵县洨河上的赵州桥（安济桥），（尚留存至今的随代敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥）桥全长50.82m,桥面宽10m,跨度37.02m，采用28条并列的石条砌成拱形圈成该桥无论在材料使用、结构受力、艺术造型和经济耐久上都达到极高成就，是世界上最早的敞肩式拱桥（早于欧洲同类桥约1000年）⑦ 公元1056年建成的山西应县木塔（佛宫寺释迦塔），塔高67.3m,八角形，共9层，是保存至今的唯一木塔，也是我国现在最高的木结构之一⑧ 中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑（木构架结构）木梁、木柱——承重骨架木制斗拱——大挑檐，四壁墙体为自承重墙⑨ 西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教堂建筑，都采用了砖石拱券结构这个历史时期内（古代），土木工程：材料——最早只是当地的天然材料（如泥土、砾石、树干等）；后来发展了土坏、石材、砖、瓦、木、青铜工艺技术——最早只是利用石斧、石刀等；后来发展了斧、凿、钻、锯等的青铜和铁制工具。

出现了打桩机、桅杆起重机等施工机械工种——有木工、瓦工、泥工、土工、石工、雕工等、著作——我国公元前5世纪的《考工论》、北宋李誡的《营造法式》（1100年编）、意大利文艺复兴时期阿尔贝蒂：《论建筑》--（缺乏理论）（2）近代土木工程：17世纪中叶一一20世纪中叶（300年间）这个历史时期内土木工程的主要特征有：（A）有力学和结构理论作为指导；（B）砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用；（C）施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建造速度大大加快3）现代土木工程：20世纪中叶（二战结束后）至今社会经济建设对土木工程提出日益复杂和高标准的要求，表现以下三个方面：① 土木工程功能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（20世纪中叶以来，城市建设有3个趋向：）a. 高层建筑大量兴起b. 地下工程的高速发展C.城市高架公路、立交桥大量涌现③ 交通运输高速化，其标志：a. 高速公路的大规模修建b. 铁路电气化的形成及大量发展c. 长距离海底隧道的出现d. 建筑材料的轻质高强化e. 施工过程的工业化、装配化f. 设计理论的精确化、科学化。