具体描述
内容简介
新颖充实、结构清晰、图文并茂，展示了土木工程发展的历史进程及前景，并结合国内外土木工程的具体案例展现我国土木工程在世界上的地位与作用，以及土木工程涉及的相关学科和对从事土木工程的相关人员的知识与实践要求。本书共分16章，包括绪论、土木工程材料、土木工程设计理论、工程测量、房屋建筑工程、道路工程、铁道工程、桥梁工程、地下工程、机场工程、水利工程、给水排水工程、港口码头工程、防震与减灾工程、土木工程施工与管理和先进技术的应用。本书尽可能从学科入门的角度全面清晰地介绍土木工程包含的主要内容。本书可以作为高等院校道路与铁道工程、工程管理、工程造价以及下属的岩土工程、结构工程、市政工程、供热、供燃气、通风及空调工程、防震减灾工程和桥梁与隧道工程等专业的教材与教学参考书。
目录
目 录
第1章 绪论 1
1.1 土木工程的内涵 2
1.2 土木工程专业简介 3
1.3 土木工程概论课程的任务 7
思考题 8
第2章 土木工程材料 9
2.1 土木工程材料概述 10
2.2 木材 11
2.3 钢材 13
2.4 混凝土 21
2.5 砌体材料 26
2.6 沥青及沥青混合料 29
2.7 建筑功能材料 30
思考题 37
第3章 土木工程设计理论 39
3.1 作用及作用效应 40
3.2 基本构件 44
3.3 基本力学概念 49
3.4 工程结构设计方法简介 52
思考题 54
第4章 工程测量 55
4.1 工程测量的概念和测量基准 56
4.2 水准测量 57
4.3 距离测量与直线定向 62
4.4 建筑工程测量 64
思考题 69
第5章 房屋建筑工程 71
5.1 建筑物的分类及组成 72
5.2 工业建筑 76
5.3 民用建筑 77
5.4 大跨结构 86
5.5 特种结构 89
思考题 91
第6章 道路工程 93
6.1 综述 94
6.2 道路的功能和分类 98
6.3 道路的组成和设计 106
6.4 高速公路 112
知识拓展 115
思考题 117
第7章 铁道工程 119
7.1 综述 120
7.2 铁路选线设计 124
7.3 城市轻轨与地下铁道 127
7.4 磁悬浮铁路 131
思考题 135
第8章 桥梁工程 137
8.1 桥梁的发展 138
8.2 桥梁的组成和分类 150
8.3 桥梁工程的总体规划和设计要点 155
8.4 桥面构造 157
8.5 桥墩与桥台 159
8.6 桥梁工程未来的发展方向 161
思考题 162
第9章 地下工程 163
9.1 地下空间的开发和利用 164
9.2 地下工程的种类 165
9.3 隧道工程 167
思考题 184
第10章 机场工程 185
10.1 概述 186
10.2 机场的划分及组成 186
10.3 机场工程的主要构筑物 189
10.4 现代化机场工程 196
思考题 198
第11章 水利工程 199
11.1 水利工程概述 200
11.2 水利枢纽和水工建筑物 204
思考题 218
第12章 给水排水工程 219
12.1 给水排水工程的发展 220
12.2 城市给水工程 222
12.3 建筑给水工程 227
12.4 城市排水工程 231
12.5 建筑排水工程 235
思考题 245
第13章 港口码头工程 247
13.1 港口码头工程概述 248
13.2 港口水工构筑物 250
思考题 257
第14章 防震与减灾工程 259
14.1 地震灾害及其防治 260
14.2 风灾及其防治 263
14.3 火灾及其防治 267
14.4 其他灾害 268
思考题 274
第15章 土木工程施工与管理 275
15.1 土木工程施工技术 276
15.2 土木工程项目管理 286
15.3 建设工程监理 287
思考题 288
第16章 先进技术的应用 289
16.1 计算机辅助设计 290
16.2 计算机仿真系统 292
16.3 计算机在土木工程中的应用 294
16.4 先进的施工机械 295
思考题 299
参考文献 301
精彩书摘
第1章 绪 论
【学习重点】
* 土木工程的定义和内涵。
* 土木工程涵盖的范围。
* 土木工程专业的培养要求。
* 土木工程概论课程的基本任务。
【学习目标】
* 掌握土木工程的定义和范围。
* 熟悉土木工程的内涵。
* 熟悉土木工程专业的培养要求。
* 了解土木工程专业的发展历史。
1.1 土木工程的内涵
1.1.1 土木工程的定义
1. 土木工程的定义和理解
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科学研究服务的各种工程设施，例如，房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
土木工程是一门工程分科，它是指用石材、砖、砂浆、水泥、混凝土、钢材、木材、建筑塑料、合金等建筑材料修建房屋、铁路、道路、隧道、运河、堤坝、港口等工程的生产活动和工程技术。
土木工程也是一门学科，它是指运用数学、物理、化学等基础科学知识，力学、材料等技术科学知识以及土木工程方面的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。
土木工程是开发和吸纳劳动力资源的重要平台，对国民经济具有举足轻重的作用。由于土木工程的投入大，可带动的行业多，其对国民经济的拉动作用是显而易见的。我国改革开放之后，土建行业对国民经济的贡献度达到1/3，近年来我国固定资产投入约占国民生产总值的50%，其中绝大多数都与土建行业有关。随着我国城市化进程的不断加速，这一趋势还将呈现增长的势头。
土木工程名称的由来与我国几千年的发展历史有关，中国古代哲学认为，世界是由“金”“木”“水”“火”“土”五大类物质组成的，在几千年漫长的历史过程中，主要是五行中的“土”(包括岩石、砂、泥土、石灰，以及由土烧制而成的砖、瓦、陶、瓷等)和“木”(包括木材、茅草、竹子、藤条、芦苇等植物材料)用于房屋、桥梁、道路、寺庙、宫殿等的建设，因此，古代常将“大兴土木”作为大搞工程项目建设的代名词，并由此演化为现在的土木工程一词。
2. 土木工程的范围
土木工程在英文中为“Civil Engineering”，其直译成中文为“民用工程”，原义是想与军事工程“Military Engineering”相对应，即除了服务于战争的工程设施外，所有用于生活、生产需要的工程设施均为民用工程，即土木工程，后来这个界限也日益模糊。现在已经把军用的战壕、掩体、碉堡、防空洞等工程也归入土木工程的范畴。
土木工程的范围十分广泛，它包括房屋建筑工程(Building Engineering)、道路工程(Road Engineering)、铁道工程(Railway Engineering)、桥梁工程(Bridge Engineering)、隧道及地下工程(Tunnel and Underground Engineering)、飞机场工程(Airport Engineering)、给水排水工程(Water Supply and Wastewater Engineering)、港口工程(Harbor Engineering)等。国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程(Hydraulic Engineering)也包含在土木工程之中。
1.1.2 土木工程的基本属性
土木工程具有综合性、社会性、实践性和技术、经济、艺术上的统一性这四个基本属性。
(1) 综合性：建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段，需要运用工程地质勘查、水文地质勘查、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、土木工程材料、设备和工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识，还要用到电子计算机和结构测试、试验等技术，因而土木工程是一门范围宽广的综合性学科。
随着人们对工程设施功能要求的不断提高和科学技术的进步，土木工程学科也已经发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系，这就要求土木工程综合运用各种物质条件，以满足各种各样的需求。
(2) 社会性：土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。土木工程的各种工程设施反映了不同国家和地区在各个历史时期社会、经济、文化、科学、技术发展的水平，是人类社会发展的历史见证之一。
从原始社会简陋的房舍到举世闻名的万里长城、金字塔、故宫，以至于现代社会的高楼大厦、跨海大桥、海底隧道、地下铁路，土木工程无不反映了人类文明的发展程度和生产力水平，许多伟大的工程项目成为某一国家、地区在特定历史时期的标志性成果，土木工程已经成为人类社会文明的重要组成部分。
(3) 实践性：土木工程是具有很强的实践性的学科。在人类社会早期，土木工程是通过在工程实践中不断总结经验、教训而发展起来的。从17世纪30年代开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成了材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学，并成为土木工程的基础理论，这样土木工程才从经验发展成为科学。在土木工程发展过程中，工程实践常先行于理论。工程灾害和事故显示出未来能预见的新因素，从而触发新理论的研究和发展。至今，不少工程问题的处理仍然在很大程度上依靠实践经验。
(4) 技术、经济、艺术的统一性：人们对工程设施的需求主要体现在使用功能和审美要求两个方面，符合功能要求的工程设施是一种空间艺术，它通过总体布局、体量、体型、各部分的尺寸比例、线条、色彩、阴影和工程设施与周边环境的协调来表现工程的艺术性，反映出地方风格、民族风格、时代特点和政治、宗教等特点，人们总是期望功能上十分良好、艺术上十分优美的工程。
在实际工程中，人们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使用者的特定需要。工程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投资、经济效益、维修费用等指标都是衡量工程经济性的重要方面，而一项工程的经济性又和各项技术活动密切相关。
1.2 土木工程专业简介
1.2.1 土木工程专业发展沿革
19世纪下半叶，为了学习和引进西方的科学技术，我国一些有识之士纷纷创办培养科学技术人才的学堂，其中包括培养土木工程人才的学校。1895年创办的天津北洋学堂是中国最早的一所培养土木工程人才的学校。到1949年，中国已有20多所公立和私立的高等院校设有土木工程专业，专业内容设置主要是学习英国、美国等国家，实行学年学分制，即需读满四年修够学分方可取得工学学士学位。土木工程没有明确的专业，没有统一的教学计划，更没有教学大纲，各学校开课也不一致，开设的课程很广泛，所使用的教材基本上是英国、美国的教材，内容比较浅。
1952年我国对院系设置进行了大规模的调整，并学习了苏联的模式，土木工程系科的设置发生了较大的变化，所设立的工业与民用建筑专业专攻房屋建筑，道路工程专业专攻道路，并采用学年学时制，即学习四年(1955年后普遍改为五年制)并满足一定学时后方可毕业。当时的课程科目多、学时多，很少开设选修课程。“文化大革命”后国家恢复高考，学制改为四年制。由于学科的发展，各学科的内容不断更新、深化和扩大，课程内容也随着不断充实、更新。
由于历史和现实等各方面原因，导致专业划分过细、专业范围过窄，门类之间专业重复设置等问题十分突出。为此，我国在1982年、1993年、1997年进行了三次专业目录调整，坚持拓宽专业口径、增强适应性原则，专业主要按学科划分，使培养的人才具有较宽广的适应性。工业与民用建筑专业自1993年起改为建筑工程专业，紧接着自1997年起将建筑工程、交通土建、地下工程等近十个专业合并成为目前的土木工程专业。现在的土木工程专业体现了国家对高校人才培养提出了更高的要求。
1.2.2 土木工程专业人才培养方案
2001年11月，国家高等学校土木工程专业指导委员会提出了土木工程专业本科(四年制)培养方案。该培养方案提出了土木工程专业教育的基本模式和课程框架，反映了现阶段宽口径土木工程专业本科教学的基本要求，是土木工程专业教育的指导性文件。
1. 培养目标
培养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，获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专业人才。
毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作，具有初步的项目规划和研究开发能力。
2. 业务范围
能在房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁道工程、桥梁、矿山建筑等的设计、施工、管理、咨询、监理、研究、教育、投资和开发部门从事技术或管理工作。
3. 毕业生基本要求
1) 思想道德、文化和心理素质
热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，理解马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理。
愿为社会主义现代化建设服务，为人民服务，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感。
具有敬业爱岗、艰苦奋斗、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质。
具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。
具有基本的和高尚的科学人文素养和精神，能体现哲理、情趣、品位、人格方面的较高修养。
保持心理健康，努力做到心态平和、情绪稳定、乐观、积极、向上。
2) 知识结构
(1) 人文、社会科学基础知识。
理解马列主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本原理，在哲学及方法论、经济学、法律等方面具有必要的知识。
了解社会发展规律和21世纪发展趋势，对文学、艺术、伦理、历史、社会学及公共关系学等进行一定的修习。
掌握一门外语。
(2) 自然科学基础知识。
掌握高等数学和本专业所必需的工程数学，掌握普通物理的基本理论，掌握与本专业有关的化学原理和分析方法。
了解现代物理、化学的基本知识。
了解信息科学、环境科学的基本知识。
了解当代科学技术发展的其他主要方面和应用前景。
掌握一种计算机程序语言。
(3) 学科和专业基础知识。
掌握理论力学、材料力学、结构力学的基本原理和分析方法，掌握工程地质与土力学的基本原理和实验方法，掌握流体力学(主要为水力学)的基本原理和分析方法。
掌握工程材料的基本性能和适用条件，掌握工程测量的基本原理和基本方法，掌握画法几何的基本原理。
掌握工程结构构件的力学性能和计算原理，掌握一般基础的设计原理。
掌握土木工程施工与组织的一般过程，了解项目策划、管理及技术经济分析的基本方法。
(4) 专业知识。
掌握土木工程项目的勘测、规划、选线或选型、构造的基本知识。
掌握土木工程结构的设计方法、CAD和其他软件应用技术。
掌握土木工程基础的设计方法，了解地基处理的基本方法。
掌握土木工程现代施工技术、工程检测与试验的基本方法。
了解土木工程防灾与减灾的基本原理及一般设计方法。
了解本专业的有关法规、规范与规程。
了解本专业的发展动态。
(5) 相邻学科知识。
了解土木工程与可持续发展的关系。
了解建筑与交通的基本知识。
了解给水排水的一般知识，了解供热通风与空调、电气等建筑设备、土木工程机械等的一般知识。
了解土木工程智能化的一般知识。
3) 能力结构
(1) 获取知识的能力。
具有查阅文献或其他资料、获得信息、拓展知识领域、继续学习并提高业务水平的能力。
(2) 运用知识的能力。
具有根据使用要求、地质地形条件、材料与施工的实际情况，经济合理、安全可靠地进行土木工程勘测和设计的能力。
具有解决施工技术问题和编制施工组织设计、组织施工及进行工程项目管理的初步能力。
具有工程经济分析的初步能力。
具有进行工程监测、检测、工程质量可靠性评价的初步能力。
具有一般土木工程项目规划或策划的初步能力。
具有应用计算机进行辅助设计、辅助管理的初步能力。
具有阅读本专业外文书刊、技术资料和听说写译的初步能力。
(3) 创新能力。
具有科学研究的初步能力。
具有科技开发、技术革新的初步能力。
(4) 表达能力和管理、公关能力。
具有文字、图纸、口头表达的能力。
具有与工程项目设计、施工、日常使用等工作相关的组织管理的初步能力。
具有社会活动、人际交往和公关的能力。
4) 身体素质
具有一定的体育和军事基本知识。
掌握科学锻炼身体的基本技能，养成良好的体育锻炼和卫生习惯，受到必要的军事训练，达到国家规定的大学生体育和军事训练合格标准。
形成健全的心理和健康的体魄，能够履行建设祖国和保卫祖国的神圣义务。
前言/序言
土木工程概论/全国高等院校土木与建筑专业十二五创新规划教材用户评价
我对这本《土木工程概论》的整体感受是，它是一本非常“接地气”的教材。作为一名对土木工程充满好奇但又缺乏专业背景的普通读者，我原以为会读得非常吃力，但事实证明我的担忧是多余的。这本书的语言风格非常朴实易懂，即使是一些复杂的技术概念，作者也能够用生活中常见的例子来解释，让我能够轻松理解。比如，在讲到地基处理的时候，它会用盖房子打地基的比喻，让我瞬间明白地基的重要性；在讲到桥梁设计时，它会用拱桥、悬索桥的结构特点来分析，让我感觉仿佛在亲身体验建造的过程。这本书让我看到了土木工程并非冰冷的理论堆砌，而是与我们的生活息息相关的实用科学。它不仅介绍了“是什么”，更深入地探讨了“为什么”和“怎么做”，让我对土木工程的实际应用有了更深的理解。读完这本书，我不再觉得土木工程师是遥不可及的神秘职业，反而觉得他们是默默为我们创造美好生活的重要贡献者。这本书的价值在于它能够拉近普通读者与土木工程之间的距离，激发人们对这个领域的兴趣和关注。
评分在我看来，这本《土木工程概论》在体系构建上展现出了极高的专业性和前瞻性。它并非仅仅是知识的堆砌，而是有着清晰的逻辑脉络和递进关系。从宏观的学科概览，到微观的工程细分，再到对行业发展趋势的深入解读，整个结构安排得非常合理，能够引导读者循序渐进地建立起对土木工程的认知框架。我尤其欣赏它在介绍各个分支领域时，不仅仅停留在技术层面，还会穿插相关的历史背景、技术演进以及在实际工程中的应用案例。例如，在介绍交通工程时，它不仅会讲到道路的设计和施工，还会提及不同时代交通工具的演变以及道路网络对社会经济发展的影响，这种跨学科的视角让我受益匪浅。书中对于一些前沿技术的介绍，比如BIM技术、物联网在土木工程中的应用等，也让我看到了这个古老行业在科技浪潮下的蓬勃生命力。对于一名希望对土木工程有一个全面、系统了解的读者而言，这本书无疑提供了一个非常优质的平台，它既有深度又不失广度，能够帮助读者建立起牢固的知识基础，并对未来的学习和发展方向产生积极的启示。
评分我是一名在校的土木工程专业大二学生，之前学习过程中，一直感觉理论知识和实际应用之间存在着一道鸿沟，很多课本上的概念，我能背诵，但却不知道它们究竟是如何体现在实际工程中的。这本《土木工程概论》的出现，很大程度上弥补了我的这一遗憾。它不仅仅是一本教科书，更像是一本“土木工程百科全书”，将各个细分领域的知识做了系统性的梳理和介绍。我尤其对书中关于结构工程的章节印象深刻，它详细讲解了梁、柱、板等基本构件的受力原理，以及如何通过合理的设计来保证建筑物的安全性和稳定性。书中配有大量的图示和工程实例，比如某座大桥是如何在各种复杂的地质条件下建成，某栋摩天大楼又是如何抵御风力和地震的。这些真实的案例让我茅塞顿开，将抽象的力学理论具象化，极大地提升了我学习的兴趣和动力。此外，书中对工程伦理和职业道德的探讨也让我受益匪浅，让我认识到作为一名未来的土木工程师，不仅要有扎实的专业知识，更要有高度的责任感和社会担当。这本书为我打开了一扇新的窗口，让我对土木工程这一学科有了更全面、更深入的认识，也更加坚定了我在这条道路上继续探索的决心。
评分这本书简直是为我量身定做的！作为一个即将步入大学的土木工程新生，我之前对这个专业一知半解，只知道它听起来“高大上”，但具体是做什么的，又有哪些分支，我完全没有概念。拿到这本《土木工程概论》，简直像是找到了救命稻草。它从最基础的概念讲起，比如什么是工程、什么是土木工程，然后循序渐进地介绍了这个庞大的学科体系。我最喜欢的是它用了很多形象的比喻和生动的例子，把那些原本可能枯燥的技术名词变得易于理解。比如，讲到建筑材料的时候，它不仅仅是罗列各种材料的名称和性质，还会穿插一些古今中外的著名建筑案例，介绍这些材料在其中扮演的角色，让我直观地感受到材料的魅力。更让我惊喜的是，书中还对土木工程的未来发展趋势做了展望，比如绿色建筑、智慧城市等，这让我对未来的学习和职业规划有了更清晰的方向。以前我总觉得土木工程离我生活很遥远，但读完这本书，我发现我们身边的每一栋高楼、每一座桥梁、每一条道路，都离不开土木工程师的智慧和汗水，这让我对这个行业产生了深深的敬意和向往。这本书的语言风格也很亲切，没有过于晦涩难懂的学术术语，读起来就像和一位经验丰富的老师在聊天，让人感觉学习是一件充满乐趣的事情。
评分作为一个已经毕业多年、在建筑行业摸爬滚打多年的工程师，我偶然翻阅到这本《土木工程概论》，虽然我对土木工程的各个方面已经有了相当的了解，但这本书依然给了我不少启发。它并没有停留在基础知识的层面，而是对土木工程的发展历程、技术创新以及行业前景进行了深刻的剖析。我特别欣赏书中关于“韧性城市”和“可持续发展”等前沿理念的阐述，这些内容对于我们这些在实际工作中摸索的工程师来说，具有重要的指导意义。书中列举的一些绿色建筑材料和节能技术，也给我带来了新的思考，如何在未来的项目设计和施工中更好地融入这些环保理念，是我一直在思考的问题。此外，这本书的编排也很有特点，将不同专业方向的知识点巧妙地融合在一起，让读者能够跳出自己熟悉的领域，去了解整个土木工程体系的联动性。对于年轻的同行来说，这本书无疑是一个极佳的入门和拓展视野的工具；而对于我这样的“老兵”，它则是一次很好的知识更新和理念巩固。它让我再次审视了自己的职业发展，也对这个不断发展的行业充满了期待。
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