《土木工程前沿学科》读书报告

硕士研究生课程

«土木工程前瞻性学术讲座»读书报告

院(系): 土木工程与建筑学院

专业：建筑与土木工程

任课教师:

研究生姓名:

学号:

成绩：

日期： 2014年月日

摘要 (1)

第一部分 (2)

第二部分 (3)

第三部分 (7)

结语 (9)

本学期选修了《土木工程前沿》这门课程，通过一学期的学习，对这门课程所讲的内容有了一定的了解，余教授主要通过六个专题，给我们介绍了当今世界土木工程前沿技术的发展概况，让我们对土木工程这个行业有了更深刻的了解，也让我们开阔了眼界、发展了思维。本文分四个部分，第一部分为土木工程发展历史简介；第二部分为六个专题的简介及本人对六个专题的感想和认识；第三个部分为本人对大跨度桥梁发展趋势的一些看法；第四部分为结语。

第一部分土木工程发展历史简介

土木工程的发展，已经有悠远的历史了，总的来说分为三个阶段。

人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。

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。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前还被广泛采用。

钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏。

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。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。

建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。

为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。

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。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。

从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。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，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。

了解了土木工程的发展历史，我们就能更加清晰的认识土木工程的重要性以及土木工程的美好的发展前景。

第二部分土木工程前沿技术简介余教授就六个专题（一）当代世界与中国的高层建筑、（二）现代大跨桥梁的设计与施工、（三）高铁工程的进展与关键技术、（四）近代隧道工程的现况与未来、（五）水利、水电工程的世界之最、（六）绿色材料与环境工程的发展，分别为我们介绍了当代土木工程前沿技术的发展概况，使我们对土木工程这个专业又有了一个新的认识。下面就这六个专题分别简单阐述下我自己的认识。

（一）当代世界与中国的高层建筑

超过一定层数或高度的建筑称为高层建筑。高层建筑的起点高度或层数，各国规定不一，且多无绝对、严格的标准。中国的《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）JGJ3-2002规定10层及10层以上或高度超过28m的建筑，称为高层建筑。现如今，各个发展及发展中国家，为了展现自己国家的实力，越来越偏爱于建造各种难度大，高度高的超高层建筑。如迪拜的迪拜塔、俄国的俄罗斯大厦、中国的上海中心大厦、美国的世贸中心自由塔等等。

当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决，如在建筑方面、结构方面、设备和电器方面等。

高层建筑也存在着许多综合问题，主要有：①关于城市经济效益和环境效益问题，应遵照城市规划部门指定的地段和控制高度建造，而不能完全根据建筑本身的需要。②高层建筑由于应力增加，设备和装修水平必须提高，施工难度增大，因而造价必然大大高于多层建筑。因此，需要各专业设计人员密切合作使平面布局合理，提高使用系数，做到构造简洁，自重轻，便于安装，综合降低造价。③

高层建筑最突出的是防火安全设计，各专业设计人员应严格遵守高层建筑设计防火规范的规定。

虽然高层建筑还存在着许多综合问题，但是高层建筑能够节约城市土地，缩短公用设施和市政管网的开发周期，从而减少市政投资，加快城市建设，这些优点已经逐渐得到公认。各国的大城市建设部门，都在不断地对已经出现的各种问题进行全面研究，采取改进措施。高层建筑是当代社会的大势所趋，所以，学好相关知识，才能为以后祖国的建设添一份自己的力量。

（二）现代大跨桥梁的设计与施工

顾名思义，跨度较大的桥梁即为大跨度桥梁；目前《桥规》规定：单跨跨径大于40m即为大桥，一般认为单跨跨径大于100m的桥梁即为大跨度桥梁；大跨径桥梁不仅是技术范畴的概念，也是历史发展的概念（随着技术进步，大跨径桥梁的门槛不断变化，如70年代，跨径大于50m即为大跨径桥）；大桥主要指规模大（长桥）、跨度大两种情况，因此，大桥不一定是大跨径桥。

综观大跨径桥梁的发展趋势，可以看到世界桥梁建设必将迎来更大规模的建设高潮。且大跨度桥梁正在向更长、更大、更柔的方向发展，并将新开发的材料应用在桥梁的建设上面，在第三部分，会有详细介绍。

（三）高铁工程的进展与关键技术

高速铁路一般是运行速度达200公里/小时以上的铁路，是由适合于高速运行的基础设施、固定设备、移动设备，完善且科学的安全保障系统和运输组织方法有机结合起来的庞大的系统工程，是当代高新技术的综合集成。如高铁技术可行、经济合理、社会效益良好、国力能够承受，就能够建设高铁。中国高速铁路网分骨干网、重要的区域网、大城市之间的城际高铁等三种类型。中国高建铁路的发展给经济带来了巨大的变化。

高铁作为一种低能耗高效益的运输方式，被很多国家接受，我国高铁建设出现高铁热现象是非常正常的现象。高铁建设对我国经济政治等方面产生的影响将是不可估量的。虽然高铁建设还存在一定的问题，但只要我们能正视这些问题，相信高铁建设能给我们带来很大的效益，坚持政府制定的大方向，高铁必将显示出它的巨大优势。

（四）近代隧道工程的现况与未来