工程教育与土木工程[]课件.ppt

1、2022-7-271工程教育与土木工程工程教育与土木工程2022-7-272一一.土木工程专业土木工程专业l英文：英文：Civil Engineeringl法文：法文：Genie Civill 原意：民用工程，主要是与为国防服务的原意：民用工程，主要是与为国防服务的“军用工程军用工程”（Military Engineering)加以加以区别区别l当时的土木工程是一个无所不包的工程专当时的土木工程是一个无所不包的工程专业。到业。到19世纪世纪2030年代，由于工业革命的年代，由于工业革命的推进，才渐渐由她分出了：机械工程、电推进，才渐渐由她分出了：机械工程、电机工程等专业，她便缩窄到土木工程目前

2、机工程等专业，她便缩窄到土木工程目前的范围。的范围。2022-7-273l就目前土木工程的范围而言，也是很广就目前土木工程的范围而言，也是很广泛的，她囊括了人类生存四大要素泛的，她囊括了人类生存四大要素“衣衣食住行食住行”的的50%。2022-7-274二二.土木工程教育土木工程教育l从工程教育的角度上讲，土木工程是最早的。从工程教育的角度上讲，土木工程是最早的。l世界上最早的工科学校就是土木工程性质的世界上最早的工科学校就是土木工程性质的“巴黎国立路桥高等学校巴黎国立路桥高等学校”。l我国的第一所工科大学我国的第一所工科大学“北洋大学北洋大学”最初建最初建立的系就是立的系就是“土木工程系土木

3、工程系”和和“矿冶工程矿冶工程系系”。l清华大学的工学院也是由土木工程起家的。清华大学的工学院也是由土木工程起家的。l厦门大学在上世纪厦门大学在上世纪3050年代也有土木工程年代也有土木工程系。系。2022-7-275三三.土木工程与工业化进程土木工程与工业化进程l上述的最早和第一，绝非偶然，而是与一个上述的最早和第一，绝非偶然，而是与一个国家的工业化进程密切相关的。国家的工业化进程密切相关的。l根据发展中国家的统计资料，当城市人口的根据发展中国家的统计资料，当城市人口的比例接近比例接近3040%时，要出现经济的腾飞。时，要出现经济的腾飞。l根据相关统计资料，我国目前的城市人口的根据相关统计资

4、料，我国目前的城市人口的比例约为比例约为48%（解放初期约为（解放初期约为10%），预测），预测到到2030年达到年达到64%，即从，即从6.5亿增加至亿增加至9.1亿。亿。l我们面临着世界上最大规模的基本建设任务。我们面临着世界上最大规模的基本建设任务。2022-7-276四四.土木工程专业名称的沿革土木工程专业名称的沿革1.解放前，我国大多数高等院校的学科设置解放前，我国大多数高等院校的学科设置基本上是学英、美，土木工程学科无明显基本上是学英、美，土木工程学科无明显的专业之分，除主要的基础课外，专业课的专业之分，除主要的基础课外，专业课的设置各学校有很大的差异，很多学校到的设置各学校有很大

5、的差异，很多学校到3、4年级时分组，如结构、道路、水利、市政年级时分组，如结构、道路、水利、市政卫生等。卫生等。2.解放后，解放后，1953年大规模的院校调整，学习年大规模的院校调整，学习原苏联，土木工程学科开始细化，按部委、原苏联，土木工程学科开始细化，按部委、行业划分：行业划分：2022-7-277l建设部：工业与民用建筑，给水排水，地下建设部：工业与民用建筑，给水排水，地下建筑，城镇建设等；建筑，城镇建设等；l交通部：桥梁工程，道路工程，地下与隧道交通部：桥梁工程，道路工程，地下与隧道工程，港口航道与治河工程等；工程，港口航道与治河工程等；l铁道部：铁道工程，铁路桥梁，隧道工程等；铁道部

6、：铁道工程，铁路桥梁，隧道工程等；l水利部：水利工程，水利水电工程等；水利部：水利工程，水利水电工程等；l煤炭部：矿井建设等；煤炭部：矿井建设等；l农业部：农田水利，农业建筑与环境工程等；农业部：农田水利，农业建筑与环境工程等；l石油部：海洋与海岸工程等；石油部：海洋与海岸工程等；l民航总局：机场与路面工程等；民航总局：机场与路面工程等；l国防科工委：洞库与营房工程等。国防科工委：洞库与营房工程等。2022-7-2783.1987年专业目录的修订：年专业目录的修订：l建筑工程，交通土建工程，水利水电工程，建筑工程，交通土建工程，水利水电工程，海洋与海岸工程，农业建筑与环境工程。海洋与海岸工程，

7、农业建筑与环境工程。4.1998年专业目录的修订：年专业目录的修订：l土木工程，水利水电工程，港口航道与海岸土木工程，水利水电工程，港口航道与海岸工程，农业建筑与环境工程。工程，农业建筑与环境工程。l引导性专业目录：土木工程。引导性专业目录：土木工程。2022-7-279五五.土木工程专业的培养目标土木工程专业的培养目标l土木工程是研究房屋建筑、地下建筑、道路土木工程是研究房屋建筑、地下建筑、道路桥梁、隧道工程、水利工程、海洋工程、市桥梁、隧道工程、水利工程、海洋工程、市政工程政工程结构结构与设施等永久性建、构筑物的设与设施等永久性建、构筑物的设计与施工的学科。计与施工的学科。l土木工程所提出

8、的课题是十分特殊的，几乎土木工程所提出的课题是十分特殊的，几乎所有的土木工程项目都有其独特性，即各有所有的土木工程项目都有其独特性，即各有其特有的问题及设计、施工特点。其特有的问题及设计、施工特点。2022-7-2710l土木工程专业是培养学生掌握理论力学、土木工程专业是培养学生掌握理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、岩土力材料力学、结构力学、流体力学、岩土力学、市政工程学的基本理论和基本知识，学、市政工程学的基本理论和基本知识，具备从事土木工程项目规划、设计、研究具备从事土木工程项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道

9、工程、道路工程、桥梁工地下建筑、隧道工程、道路工程、桥梁工程、矿井建设（水利水电工程、港口及海程、矿井建设（水利水电工程、港口及海岸工程、市政工程）等的设计、研究、施岸工程、市政工程）等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理共工作，获得工程师基本训练的术或管理共工作，获得工程师基本训练的高级技术人才。高级技术人才。2022-7-2711l材料向高性能、多功能和组合利用的方向发材料向高性能、多功能和组合利用的方向发展。展。l工程项目向更高、更深、更快的方向发展。工程项目向更高、更深、更快的方向发展。l发展可持续性的土木工程。发展可持续性的

10、土木工程。l计算机在土木工程中的应用。计算机在土木工程中的应用。l建筑技术的工业化。建筑技术的工业化。l向海洋、沙漠、太空迈进。向海洋、沙漠、太空迈进。2022-7-2712七七.土木工程专业的就业与前景土木工程专业的就业与前景l世界上最大规模的基本建设，为土木工程专世界上最大规模的基本建设，为土木工程专业的就业提供了广阔的就业面。业的就业提供了广阔的就业面。l工程结构的耐久性、工程结构的维护、工程工程结构的耐久性、工程结构的维护、工程结构的加固、工程结构使用功能的改造等为结构的加固、工程结构使用功能的改造等为土木工程专业技术人才的发展提供了新的扩土木工程专业技术人才的发展提供了新的扩展空间。

11、展空间。l工程结构的特殊性，为土木工程技术人才智工程结构的特殊性，为土木工程技术人才智慧及创造力的展现，提供了舞台。慧及创造力的展现，提供了舞台。2022-7-2713l林同炎：美籍华人。旧金山林同炎国际林同炎：美籍华人。旧金山林同炎国际顾问公司董事长；伯克利加州大学名誉顾问公司董事长；伯克利加州大学名誉教授。教授。1969年作为研究和设计开拓者，年作为研究和设计开拓者，被选为华盛顿国家工程院院士。被选为华盛顿国家工程院院士。1977年年美国科学院和工程院的房屋研究委员会美国科学院和工程院的房屋研究委员会授予他授予他“四分之一世纪奖四分之一世纪奖”以表扬他以表扬他25年来（年来（1952197

12、7）对建筑科技的理论和）对建筑科技的理论和实践所做出的贡献。实践所做出的贡献。1986年在白宫典礼年在白宫典礼上被美国总统授予上被美国总统授予“国家科学勋章国家科学勋章”的的20位美国人之一。位美国人之一。2022-7-2714l西格尔西格尔德德l托罗哈托罗哈西西l奈维尔奈维尔意意l贝聿铭贝聿铭l江欢成、容柏生江欢成、容柏生.2022-7-2715八八.工程结构与创新工程结构与创新l一个优秀的建筑结构应具备以下特点：一个优秀的建筑结构应具备以下特点：1.在应用上，要满足空间和功能的要求；在应用上，要满足空间和功能的要求；2.在安全上，要符合承载力和耐久性的需要；在安全上，要符合承载力和耐久性的

13、需要；3.在技术上，要体现科技和工程的新发展；在技术上，要体现科技和工程的新发展；4.在造型上，要与建筑艺术融为一体；在造型上，要与建筑艺术融为一体；5.在建造上，要和利用材并与施工实际相结合。在建造上，要和利用材并与施工实际相结合。2022-7-2716l例如：意大利佛罗伦萨运动场大看台（意大例如：意大利佛罗伦萨运动场大看台（意大利建筑师奈尔维）利建筑师奈尔维）2022-7-2717l这是一个钢筋混凝土的梁板结构，雨蓬的挑梁伸出这是一个钢筋混凝土的梁板结构，雨蓬的挑梁伸出17m。l它的弯矩图是二次抛物线，建筑师把挑梁的外形与其弯矩图它的弯矩图是二次抛物线，建筑师把挑梁的外形与其弯矩图统一起来

14、。但又不是简单的统一，建筑师利用混凝土的可模统一起来。但又不是简单的统一，建筑师利用混凝土的可模性对挑梁作了艺术加工，在支座附近挖了一个孔，既减轻了性对挑梁作了艺术加工，在支座附近挖了一个孔，既减轻了结构自重，受力也合理了，同时获得了较好的艺术效果。结构自重，受力也合理了，同时获得了较好的艺术效果。2022-7-27182022-7-2719l罗马小体育馆（意大利建筑师奈尔维）罗马小体育馆（意大利建筑师奈尔维）屋顶为钢筋混凝土网格穹窿型薄壳结构，屋顶为钢筋混凝土网格穹窿型薄壳结构，在结构接近地面处，由于高度不够无法使用，在结构接近地面处，由于高度不够无法使用，于是把这部分结构划在隔墙之外，穹窿

15、的檐边于是把这部分结构划在隔墙之外，穹窿的檐边构件承上启下，波浪起伏，使建筑外形显得丰构件承上启下，波浪起伏，使建筑外形显得丰富优美而自然。屋面中央的天窗恰如奇分的凸富优美而自然。屋面中央的天窗恰如奇分的凸出，在外观赏上起着提神的作用。整个建筑的出，在外观赏上起着提神的作用。整个建筑的外观比例协调、形象优美、质朴而又简练。外观比例协调、形象优美、质朴而又简练。2022-7-27202022-7-2721l从室内看，建筑师把结构构件统一的组织起来从室内看，建筑师把结构构件统一的组织起来加以艺术化，充分发挥了结构的美学表现力，加以艺术化，充分发挥了结构的美学表现力，使结构形体与建筑意识达到高度完美

16、的统一。使结构形体与建筑意识达到高度完美的统一。2022-7-27222022-7-2723l香港中国银行大厦香港中国银行大厦 采用钢采用钢-混凝土巨型桁混凝土巨型桁架结构，设计者利用这种独架结构，设计者利用这种独特的结构型式，将巨大的空特的结构型式，将巨大的空间桁架暴露在幕墙之中，使间桁架暴露在幕墙之中，使大厦表现为四个组合在一起大厦表现为四个组合在一起的高度递增的三棱柱，类似的高度递增的三棱柱，类似一个多面的水晶体。一个多面的水晶体。2022-7-2724 虽然它的形体上虽然它的形体上看上去似乎很复杂，看上去似乎很复杂，但它的平面却是一个但它的平面却是一个简单的正方形，这个简单的正方形，这

17、个正方形被两榀对角线正方形被两榀对角线的桁架分成四个相等的桁架分成四个相等的等腰三角形，每个的等腰三角形，每个三角形上升到不同高三角形上升到不同高度，并分别向外倾斜；度，并分别向外倾斜；这种方法是建筑学上这种方法是建筑学上的新突破，在经济上的新突破，在经济上的成就也很可观，大的成就也很可观，大厦的用钢量仅为同类厦的用钢量仅为同类建筑的建筑的60%。2022-7-2725l可以有这样一种认识：可以有这样一种认识：“任何技术问题任何技术问题都蕴藏有它的艺术内涵，任何完美的艺都蕴藏有它的艺术内涵，任何完美的艺术都存在着技术上的合理。术都存在着技术上的合理。”2022-7-2726美国瑞里竞技馆美国瑞

18、里竞技馆 跨度跨度91.5m2022-7-2727抛物线斜拱抛物线斜拱承重索承重索稳定索稳定索2022-7-272891.15m31.14m2022-7-2729抛物线斜拱抛物线斜拱承重索承重索斜拱拉杆斜拱拉杆2022-7-2730l法国巴黎国家工业技术展览中心，法国巴黎国家工业技术展览中心，跨度跨度218m，拱壳折算厚度，拱壳折算厚度180mm，跨，跨高比高比1/1200。2022-7-27312022-7-27322022-7-2733 美国耶鲁大学冰球场美国耶鲁大学冰球场2022-7-27342022-7-27352022-7-2736 美国约翰逊美国约翰逊制腊公司行制腊公司行政大楼，采政大楼，采用蘑菇顶伞用蘑菇顶伞形结构。形结构。2022-7-2737罗马的俄雪亚疗养所餐厅罗马的俄雪亚疗养所餐厅带放射状菱形肋的独柱伞壳，正如大蘑菇那样富有大自然的情趣带放射状菱形肋的独柱伞壳，正如大蘑菇那样富有大自然的情趣2022-7-2738l对称结构静力平衡系统考虑不当对称结构静力平衡系统考虑不当,西柏林会议厅，跨度西柏林会议厅，跨度30m