本书根据《高等学校土木工程本科指导型专业规范》编写,将土木工程的过去、现在和将来展示给学生。土木工程概论是一门入门专业基础教育课,全书共分7章,从什么是土木工程开始,讲述了土木工程的发展简史,土木工程涵盖的内容,着重讲述了世界和我国著名的土木工程案例,简要介绍了土木工程的决策与管理,土木工程防灾减灾,什么是绿色建筑与建筑节能、建筑工业化以及土木工程管理中的BIM技术等内容。通过本课程的学习希望能培养起学生学习土木工程的浓厚兴趣和神圣使命。本书为土木工程专业本科专业基础课教材,也可供其他希望了解土木工程专业的人员和行政管理人员参考。
本书凝结着作者30余年的从业、教学经验,本教材主要特点是在满足《高等学校土木工程本科指导型专业规范》要求的基础上,将土木工程的过去、现在和将来展示给学生。内容涉及各专业方向的发展历史、经典案例,土木工程管理流程以及防灾减灾的内容,还特别介绍了绿色土木工程节能建筑、建筑工业化、装配式建筑,BIM技术等。是一本帮助土木工程学生提升学习兴趣,了解专业要求,开阔专业视野的教材。
在高等学校土木工程专业指导委员会编撰的《高等学校土木工程本科指导型专业规范》颁布之后,土木工程专业本科土木工程概论有了明确的知识点要求,本书根据专业规范的基本要求并考虑土木工程的未来发展,编写了能服务于大多数土木工程院校的一本概论教材,在满足规范要求的同时拓展土木工程的研究领域,将土木工程的过去、现在和美好未来展示给学生。
作者从事土木工程教育教学三十余年,深知刚入校的土木工程专业大学生迫切想了解专业的强烈愿望。从1996年我国土木工程专业评估开始,大多数院校就陆续开设土木工程概论课,国内各出版社陆续出版了多个版本的《土木工程概论》教材,本教材的特点在于作者讲授土木工程概论近二十年,长期的教学体会就是本门课程的主要目的是让学生认识土木工程、了解土木工程、开拓土木工程视野、增加学生学习土木工程的兴趣和责任。
土木工程概论是一门入门专业教育课,本书将主要介绍土木工程专业、土木工程师的责任和义务、土木工程发展简史、土木工所包含的内容、土木工程决策与管理、土木工程防灾减灾以及绿色土木工程与建筑节能、土木工程管理中的BIM技术等内容,编写中力求图文并茂、简单易懂,通过本课程的学习希望能培养起学生学习土木工程的浓厚兴趣和神圣使命。
全书由朱彦鹏和王秀丽主编,其中陈长流博士编写了6.4节和第7章。研究生李亚胜、石磊、李庚、王露、李凤岐、杨奎斌、王海明、杜晓启、朱轶凡和栗惠珺参与了相关资料的收集,对他们的劳动特表感谢。主审米海珍教授提出了很多宝贵意见,对本书质量的提高起到了画龙点睛的作用,在此对米海珍教授表示衷心感谢!
由于编写时间仓促,加之编者水平有限,不足之处在所难免,敬请读者批评指正。
编者
2017年6月30日
朱彦鹏,兰州理工大学,教授,博士生导师,教指委委员,2006/04-至今,兰州理工大学,土木工程学院,教授2005/03-2006/03,加拿大卡尔顿大学,访问教授1997/07-2005/02,兰州理工大学,土木工程学院,教授1993/07-1997/06,甘肃工业大学(现兰州理工大学),建筑工程系,副教授1987/09-1993/06,甘肃工业大学(现兰州理工大学),建筑工程系,讲师1984/07-1987/08,甘肃工业大学(现兰州理工大学),建筑工程系,教师本科生理论课程:混凝土结构设计原理;土木工程概论本科生实践教学:生产实习;毕业实习及毕业设计;钢筋混凝土楼盖设计;钢筋混凝土单层工业厂房设计研究生课程:黄土基础工程;岩土工程抗震;滑坡泥石流灾害预警与防治;高层建筑结构分析;高等土力学;高层建筑结构分析与设计理论;工程事故分析与处理
1绪论1
1.1 什么是土木工程?/1
1.2 土木工程如何出现和发展的?/1
1.3 现代技术是如何促进土木工程发展的?/2
1.4 土木工程专业学习内容有哪些?/3
1.5 如何学好土木工程?/5
2土木工程发展简史6
2.1 古代土木工程/6
2.2 近代土木工程/15
2.3 现代土木工程/20
2.3.1 现代土木工程的特征/20
2.3.2 建筑工程/22
2.3.3 桥梁工程/24
2.3.4 隧道工程/25
2.3.5 公路、铁路和城市地下工程/26
2.3.6 水利水电工程/27
2.3.7 特种结构工程/28
3土木工程的研究对象30
3.1 土木工程材料/30
3.1.1 砌体/31
3.1.2 混凝土/32
3.1.3 钢材/34
3.1.4 木材/35
3.1.5 其他材料/36
3.2 土木工程基础/39
3.2.1 浅基础/40
3.2.2 深基础/42
3.2.3 地基处理/43
3.3 土木工程功能及土木工程结构设计方法/44
3.3.1 土木工程结构的功能/44
3.3.2 土木工程结构设计方法/45
3.4 土木工程结构的承载力、稳定性和变形/46
3.4.1 土木工程结构的承载力/46
3.4.2 土木工程结构的稳定性/47
3.4.3 土木工程结构的变形/47
3.5 土木工程环境/48
3.5.1 水污染控制工程/48
3.5.2 空气污染控制工程/49
3.5.3 固体废物处理/49
3.5.4 噪声处理/50
3.6 建筑工程/51
3.6.1 建筑工程分类/51
3.6.2 结构设计理论的演变/56
3.6.3 世界上现有的最高建筑物/57
3.6.4 世界上最著名大跨度的建筑物/62
3.7 桥梁工程/65
3.7.1 世界现代桥梁发展中的主要技术创新/65
3.7.2 中国近代桥梁的引进和现代桥梁的崛起/66
3.7.3 世界上最著名的悬索桥/66
3.7.4 世界上最著名的斜拉桥/69
3.7.5 世界上最大跨度的拱桥/73
3.8 岩土、隧道及地下工程/76
3.9 道路工程/81
3.10 机场工程/82
3.11 轨道交通工程/87
3.11.1 我国轨道交通建设发展历程/87
3.11.2 高速轨道交通工程/88
3.11.3 城市轨道交通工程/88
3.12 港口工程/88
3.13 海洋工程/89
3.14 水利水电工程/90
3.14.1 中国古代著名的水利工程/90
3.14.2 世界著名的水利水电工程/93
3.15 环境工程/99
3.16 特种结构工程/100
3.17 土木工程的未来/101
3.17.1 向高空延伸/101
3.17.2 向地下发展/101
3.17.3 向海洋发展/101
3.17.4 向沙漠进军/102
3.17.5 向太空迈进/102
3.17.6 向低丘缓坡未利用地获取建设用地和良田/102
3.17.7 向绿色节能方向发展/103
3.17.8 土木工程智能化/104
3.17.9 新型土木工程材料/104
3.17.10 防灾减灾的重要手段/105
4土木工程建设与决策106
4.1 土木工程建设程序与项目决策/106
4.1.1 土木工程项目决策/106
4.1.2 土木工程项目选址/107
4.1.3 土木工程项目建设程序/107
4.2 土木工程场地测绘/107
4.3 土木工程场地勘察/109
4.3.1 水文地质勘察/109
4.3.2 工程地质勘察/110
4.4 土木工程设计/111
4.5 土木工程施工/112
4.6 土木工程监理/114
4.7 土木工程运营与维护/114
5土木工程防灾减灾115
5.1 概述/115
5.2 土木工程防震减灾/116
5.2.1 地震的成因和分类/116
5.2.2 地震的破坏效应/120
5.2.3 地震对土木工程的破坏/121
5.2.4 土木工程防震减灾/123
5.3 土木工程防治滑坡、泥石流等地质灾害/125
5.3.1 滑坡/125
5.3.2 泥石流/130
5.4 土木工程防治其他灾害/132
6绿色土木工程与建筑节能133
6.1 什么是绿色土木工程?/133
6.1.1 绿色土木工程对室内环境的要求/133
6.1.2 绿色土木工程对室外环境的要求/134
6.1.3 绿色土木工程统筹低碳城市新发展/135
6.2 建筑节能/135
6.2.1 建筑节能的含义/136
6.2.2 建筑节能的重要性/136
6.2.3 我国建筑节能的现状/136
6.2.4 实现建筑节能的技术途径/136
6.3 可再生能源在土木建筑中的应用建筑与太阳能一体化/141
6.3.1 建筑与太阳能一体化的实现途径/142
6.3.2 建筑与太阳能一体化的设计方法/143
6.3.3 建筑与太阳能光伏发电一体化/144
6.3.4 构筑物与太阳能光伏发电一体化/146
6.3.5 光热、光伏发电一体化系统设计/148
6.3.6 光热供暖与空气源热泵辅助采暖系统/149
6.4 绿色土木工程施工建筑工业化/149
6.4.1 什么是建筑工业化/149
6.4.2 装配式建筑/150
6.4.3 国内外装配式建筑发展现状/151
6.4.4 装配式建筑构件的制作及施工/154
7土木工程管理中的BIM技术159
7.1 概述/159
7.2 BIM标准、政策/160
7.3 BIM在土木工程中的应用/161
7.4 BIM应用软件/166
7.5 BIM特点/166
7.6 装配式建筑中BIM的应用/167
参考文献168