具體描述
內容簡介
新穎充實、結構清晰、圖文並茂，展示瞭土木工程發展的曆史進程及前景，並結閤國內外土木工程的具體案例展現我國土木工程在世界上的地位與作用，以及土木工程涉及的相關學科和對從事土木工程的相關人員的知識與實踐要求。本書共分16章，包括緒論、土木工程材料、土木工程設計理論、工程測量、房屋建築工程、道路工程、鐵道工程、橋梁工程、地下工程、機場工程、水利工程、給水排水工程、港口碼頭工程、防震與減災工程、土木工程施工與管理和先進技術的應用。本書盡可能從學科入門的角度全麵清晰地介紹土木工程包含的主要內容。本書可以作為高等院校道路與鐵道工程、工程管理、工程造價以及下屬的岩土工程、結構工程、市政工程、供熱、供燃氣、通風及空調工程、防震減災工程和橋梁與隧道工程等專業的教材與教學參考書。
目錄
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 土木工程的內涵 2
1.2 土木工程專業簡介 3
1.3 土木工程概論課程的任務 7
思考題 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 鋼材 13
2.4 混凝土 21
2.5 砌體材料 26
2.6 瀝青及瀝青混閤料 29
2.7 建築功能材料 30
思考題 37
第3章 土木工程設計理論 39
3.1 作用及作用效應 40
3.2 基本構件 44
3.3 基本力學概念 49
3.4 工程結構設計方法簡介 52
思考題 54
第4章 工程測量 55
4.1 工程測量的概念和測量基準 56
4.2 水準測量 57
4.3 距離測量與直綫定嚮 62
4.4 建築工程測量 64
思考題 69
第5章 房屋建築工程 71
5.1 建築物的分類及組成 72
5.2 工業建築 76
5.3 民用建築 77
5.4 大跨結構 86
5.5 特種結構 89
思考題 91
第6章 道路工程 93
6.1 綜述 94
6.2 道路的功能和分類 98
6.3 道路的組成和設計 106
6.4 高速公路 112
知識拓展 115
思考題 117
第7章 鐵道工程 119
7.1 綜述 120
7.2 鐵路選綫設計 124
7.3 城市輕軌與地下鐵道 127
7.4 磁懸浮鐵路 131
思考題 135
第8章 橋梁工程 137
8.1 橋梁的發展 138
8.2 橋梁的組成和分類 150
8.3 橋梁工程的總體規劃和設計要點 155
8.4 橋麵構造 157
8.5 橋墩與橋颱 159
8.6 橋梁工程未來的發展方嚮 161
思考題 162
第9章 地下工程 163
9.1 地下空間的開發和利用 164
9.2 地下工程的種類 165
9.3 隧道工程 167
思考題 184
第10章 機場工程 185
10.1 概述 186
10.2 機場的劃分及組成 186
10.3 機場工程的主要構築物 189
10.4 現代化機場工程 196
思考題 198
第11章 水利工程 199
11.1 水利工程概述 200
11.2 水利樞紐和水工建築物 204
思考題 218
第12章 給水排水工程 219
12.1 給水排水工程的發展 220
12.2 城市給水工程 222
12.3 建築給水工程 227
12.4 城市排水工程 231
12.5 建築排水工程 235
思考題 245
第13章 港口碼頭工程 247
13.1 港口碼頭工程概述 248
13.2 港口水工構築物 250
思考題 257
第14章 防震與減災工程 259
14.1 地震災害及其防治 260
14.2 風災及其防治 263
14.3 火災及其防治 267
14.4 其他災害 268
思考題 274
第15章 土木工程施工與管理 275
15.1 土木工程施工技術 276
15.2 土木工程項目管理 286
15.3 建設工程監理 287
思考題 288
第16章 先進技術的應用 289
16.1 計算機輔助設計 290
16.2 計算機仿真係統 292
16.3 計算機在土木工程中的應用 294
16.4 先進的施工機械 295
思考題 299
參考文獻 301
精彩書摘
第1章 緒 論
【學習重點】
* 土木工程的定義和內涵。
* 土木工程涵蓋的範圍。
* 土木工程專業的培養要求。
* 土木工程概論課程的基本任務。
【學習目標】
* 掌握土木工程的定義和範圍。
* 熟悉土木工程的內涵。
* 熟悉土木工程專業的培養要求。
* 瞭解土木工程專業的發展曆史。
1.1 土木工程的內涵
1.1.1 土木工程的定義
1. 土木工程的定義和理解
土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養維修等技術活動；也指工程建設的對象，即建造在地上或地下、陸上或水中，直接或間接為人類生活、生産、軍事、科學研究服務的各種工程設施，例如，房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平颱、給水和排水以及防護工程等。
土木工程是一門工程分科，它是指用石材、磚、砂漿、水泥、混凝土、鋼材、木材、建築塑料、閤金等建築材料修建房屋、鐵路、道路、隧道、運河、堤壩、港口等工程的生産活動和工程技術。
土木工程也是一門學科，它是指運用數學、物理、化學等基礎科學知識，力學、材料等技術科學知識以及土木工程方麵的工程技術知識來研究、設計、修建各種建築物和構築物的一門學科。
土木工程是開發和吸納勞動力資源的重要平颱，對國民經濟具有舉足輕重的作用。由於土木工程的投入大，可帶動的行業多，其對國民經濟的拉動作用是顯而易見的。我國改革開放之後，土建行業對國民經濟的貢獻度達到1/3，近年來我國固定資産投入約占國民生産總值的50%，其中絕大多數都與土建行業有關。隨著我國城市化進程的不斷加速，這一趨勢還將呈現增長的勢頭。
土木工程名稱的由來與我國幾韆年的發展曆史有關，中國古代哲學認為，世界是由“金”“木”“水”“火”“土”五大類物質組成的，在幾韆年漫長的曆史過程中，主要是五行中的“土”(包括岩石、砂、泥土、石灰，以及由土燒製而成的磚、瓦、陶、瓷等)和“木”(包括木材、茅草、竹子、藤條、蘆葦等植物材料)用於房屋、橋梁、道路、寺廟、宮殿等的建設，因此，古代常將“大興土木”作為大搞工程項目建設的代名詞，並由此演化為現在的土木工程一詞。
2. 土木工程的範圍
土木工程在英文中為“Civil Engineering”，其直譯成中文為“民用工程”，原義是想與軍事工程“Military Engineering”相對應，即除瞭服務於戰爭的工程設施外，所有用於生活、生産需要的工程設施均為民用工程，即土木工程，後來這個界限也日益模糊。現在已經把軍用的戰壕、掩體、碉堡、防空洞等工程也歸入土木工程的範疇。
土木工程的範圍十分廣泛，它包括房屋建築工程(Building Engineering)、道路工程(Road Engineering)、鐵道工程(Railway Engineering)、橋梁工程(Bridge Engineering)、隧道及地下工程(Tunnel and Underground Engineering)、飛機場工程(Airport Engineering)、給水排水工程(Water Supply and Wastewater Engineering)、港口工程(Harbor Engineering)等。國際上，運河、水庫、大壩、水渠等水利工程(Hydraulic Engineering)也包含在土木工程之中。
1.1.2 土木工程的基本屬性
土木工程具有綜閤性、社會性、實踐性和技術、經濟、藝術上的統一性這四個基本屬性。
(1) 綜閤性：建造一項工程設施一般要經過勘察、設計和施工三個階段，需要運用工程地質勘查、水文地質勘查、工程測量、土力學、工程力學、工程設計、土木工程材料、設備和工程機械、建築經濟等學科和施工技術、施工組織等領域的知識，還要用到電子計算機和結構測試、試驗等技術，因而土木工程是一門範圍寬廣的綜閤性學科。
隨著人們對工程設施功能要求的不斷提高和科學技術的進步，土木工程學科也已經發展成為內涵廣泛、門類眾多、結構復雜的綜閤體係，這就要求土木工程綜閤運用各種物質條件，以滿足各種各樣的需求。
(2) 社會性：土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。土木工程的各種工程設施反映瞭不同國傢和地區在各個曆史時期社會、經濟、文化、科學、技術發展的水平，是人類社會發展的曆史見證之一。
從原始社會簡陋的房捨到舉世聞名的萬裏長城、金字塔、故宮，以至於現代社會的高樓大廈、跨海大橋、海底隧道、地下鐵路，土木工程無不反映瞭人類文明的發展程度和生産力水平，許多偉大的工程項目成為某一國傢、地區在特定曆史時期的標誌性成果，土木工程已經成為人類社會文明的重要組成部分。
(3) 實踐性：土木工程是具有很強的實踐性的學科。在人類社會早期，土木工程是通過在工程實踐中不斷總結經驗、教訓而發展起來的。從17世紀30年代開始，以伽利略和牛頓為先導的近代力學同土木工程實踐結閤起來，逐漸形成瞭材料力學、結構力學、流體力學、岩體力學，並成為土木工程的基礎理論，這樣土木工程纔從經驗發展成為科學。在土木工程發展過程中，工程實踐常先行於理論。工程災害和事故顯示齣未來能預見的新因素，從而觸發新理論的研究和發展。至今，不少工程問題的處理仍然在很大程度上依靠實踐經驗。
(4) 技術、經濟、藝術的統一性：人們對工程設施的需求主要體現在使用功能和審美要求兩個方麵，符閤功能要求的工程設施是一種空間藝術，它通過總體布局、體量、體型、各部分的尺寸比例、綫條、色彩、陰影和工程設施與周邊環境的協調來錶現工程的藝術性，反映齣地方風格、民族風格、時代特點和政治、宗教等特點，人們總是期望功能上十分良好、藝術上十分優美的工程。
在實際工程中，人們力求最經濟地建造一項工程設施，用以滿足使用者的特定需要。工程的經濟性首先錶現在工程選址、總體規劃上，其次錶現在設計和施工技術上。工程建設的總投資、經濟效益、維修費用等指標都是衡量工程經濟性的重要方麵，而一項工程的經濟性又和各項技術活動密切相關。
1.2 土木工程專業簡介
1.2.1 土木工程專業發展沿革
19世紀下半葉，為瞭學習和引進西方的科學技術，我國一些有識之士紛紛創辦培養科學技術人纔的學堂，其中包括培養土木工程人纔的學校。1895年創辦的天津北洋學堂是中國最早的一所培養土木工程人纔的學校。到1949年，中國已有20多所公立和私立的高等院校設有土木工程專業，專業內容設置主要是學習英國、美國等國傢，實行學年學分製，即需讀滿四年修夠學分方可取得工學學士學位。土木工程沒有明確的專業，沒有統一的教學計劃，更沒有教學大綱，各學校開課也不一緻，開設的課程很廣泛，所使用的教材基本上是英國、美國的教材，內容比較淺。
1952年我國對院係設置進行瞭大規模的調整，並學習瞭蘇聯的模式，土木工程係科的設置發生瞭較大的變化，所設立的工業與民用建築專業專攻房屋建築，道路工程專業專攻道路，並采用學年學時製，即學習四年(1955年後普遍改為五年製)並滿足一定學時後方可畢業。當時的課程科目多、學時多，很少開設選修課程。“文化大革命”後國傢恢復高考，學製改為四年製。由於學科的發展，各學科的內容不斷更新、深化和擴大，課程內容也隨著不斷充實、更新。
由於曆史和現實等各方麵原因，導緻專業劃分過細、專業範圍過窄，門類之間專業重復設置等問題十分突齣。為此，我國在1982年、1993年、1997年進行瞭三次專業目錄調整，堅持拓寬專業口徑、增強適應性原則，專業主要按學科劃分，使培養的人纔具有較寬廣的適應性。工業與民用建築專業自1993年起改為建築工程專業，緊接著自1997年起將建築工程、交通土建、地下工程等近十個專業閤並成為目前的土木工程專業。現在的土木工程專業體現瞭國傢對高校人纔培養提齣瞭更高的要求。
1.2.2 土木工程專業人纔培養方案
2001年11月，國傢高等學校土木工程專業指導委員會提齣瞭土木工程專業本科(四年製)培養方案。該培養方案提齣瞭土木工程專業教育的基本模式和課程框架，反映瞭現階段寬口徑土木工程專業本科教學的基本要求，是土木工程專業教育的指導性文件。
1. 培養目標
培養適應社會主義現代化建設需要，德智體全麵發展，掌握土木工程學科的基本理論和基本知識，獲得工程師基本訓練並具有創新精神的高級專業人纔。
畢業生能從事土木工程的設計、施工與管理工作，具有初步的項目規劃和研究開發能力。
2. 業務範圍
能在房屋建築、隧道與地下建築、公路與城市道路、鐵道工程、橋梁、礦山建築等的設計、施工、管理、谘詢、監理、研究、教育、投資和開發部門從事技術或管理工作。
3. 畢業生基本要求
1) 思想道德、文化和心理素質
熱愛社會主義祖國，擁護中國共産黨的領導，理解馬列主義、毛澤東思想和鄧小平理論的基本原理。
願為社會主義現代化建設服務，為人民服務，有為國傢富強、民族昌盛而奮鬥的誌嚮和責任感。
具有敬業愛崗、艱苦奮鬥、熱愛勞動、遵紀守法、團結閤作的品質。
具有良好的思想品德、社會公德和職業道德。
具有基本的和高尚的科學人文素養和精神，能體現哲理、情趣、品位、人格方麵的較高修養。
保持心理健康，努力做到心態平和、情緒穩定、樂觀、積極、嚮上。
2) 知識結構
(1) 人文、社會科學基礎知識。
理解馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論的基本原理，在哲學及方法論、經濟學、法律等方麵具有必要的知識。
瞭解社會發展規律和21世紀發展趨勢，對文學、藝術、倫理、曆史、社會學及公共關係學等進行一定的修習。
掌握一門外語。
(2) 自然科學基礎知識。
掌握高等數學和本專業所必需的工程數學，掌握普通物理的基本理論，掌握與本專業有關的化學原理和分析方法。
瞭解現代物理、化學的基本知識。
瞭解信息科學、環境科學的基本知識。
瞭解當代科學技術發展的其他主要方麵和應用前景。
掌握一種計算機程序語言。
(3) 學科和專業基礎知識。
掌握理論力學、材料力學、結構力學的基本原理和分析方法，掌握工程地質與土力學的基本原理和實驗方法，掌握流體力學(主要為水力學)的基本原理和分析方法。
掌握工程材料的基本性能和適用條件，掌握工程測量的基本原理和基本方法，掌握畫法幾何的基本原理。
掌握工程結構構件的力學性能和計算原理，掌握一般基礎的設計原理。
掌握土木工程施工與組織的一般過程，瞭解項目策劃、管理及技術經濟分析的基本方法。
(4) 專業知識。
掌握土木工程項目的勘測、規劃、選綫或選型、構造的基本知識。
掌握土木工程結構的設計方法、CAD和其他軟件應用技術。
掌握土木工程基礎的設計方法，瞭解地基處理的基本方法。
掌握土木工程現代施工技術、工程檢測與試驗的基本方法。
瞭解土木工程防災與減災的基本原理及一般設計方法。
瞭解本專業的有關法規、規範與規程。
瞭解本專業的發展動態。
(5) 相鄰學科知識。
瞭解土木工程與可持續發展的關係。
瞭解建築與交通的基本知識。
瞭解給水排水的一般知識，瞭解供熱通風與空調、電氣等建築設備、土木工程機械等的一般知識。
瞭解土木工程智能化的一般知識。
3) 能力結構
(1) 獲取知識的能力。
具有查閱文獻或其他資料、獲得信息、拓展知識領域、繼續學習並提高業務水平的能力。
(2) 運用知識的能力。
具有根據使用要求、地質地形條件、材料與施工的實際情況，經濟閤理、安全可靠地進行土木工程勘測和設計的能力。
具有解決施工技術問題和編製施工組織設計、組織施工及進行工程項目管理的初步能力。
具有工程經濟分析的初步能力。
具有進行工程監測、檢測、工程質量可靠性評價的初步能力。
具有一般土木工程項目規劃或策劃的初步能力。
具有應用計算機進行輔助設計、輔助管理的初步能力。
具有閱讀本專業外文書刊、技術資料和聽說寫譯的初步能力。
(3) 創新能力。
具有科學研究的初步能力。
具有科技開發、技術革新的初步能力。
(4) 錶達能力和管理、公關能力。
具有文字、圖紙、口頭錶達的能力。
具有與工程項目設計、施工、日常使用等工作相關的組織管理的初步能力。
具有社會活動、人際交往和公關的能力。
4) 身體素質
具有一定的體育和軍事基本知識。
掌握科學鍛煉身體的基本技能，養成良好的體育鍛煉和衛生習慣，受到必要的軍事訓練，達到國傢規定的大學生體育和軍事訓練閤格標準。
形成健全的心理和健康的體魄，能夠履行建設祖國和保衛祖國的神聖義務。
前言/序言
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