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關(guān)鍵詞:土木工程 發(fā)展現(xiàn)狀 未來前景
中圖分類號:TU-0 文獻標(biāo)識號:A 文章編號:2306-1499(2014)10-
土木工程從遠古時期就已經(jīng)存在,由原始的伐木采石,建造出模仿天然掩蔽物的人類居住場所,到新時期的超高層建筑、水利工程、超高長跨度橋梁,土木工程的發(fā)展與變化,代表了人類發(fā)展的歷程。在歷史的發(fā)展過程中,土木工程的理論、分析手段、施工技術(shù)、地基處理都有了更多的發(fā)展與突破。21世紀(jì)人們生活水平不斷提高,而經(jīng)濟飛速發(fā)展為土木工程帶來了更多的要求,所以根據(jù)土木工程發(fā)展現(xiàn)狀,分析未來土木工程發(fā)展方向,是非常重要的工作。
1.土木工程發(fā)展意義
土木工程的根本含義是征服大自然,通過人力實現(xiàn)自然界帶來的效果。隨著各項土木工程技術(shù)的發(fā)展,各種高層建筑拔地而起,橋梁、水利工程、公路使人們的生活更加便利。土木工程是提高人類居住環(huán)境與交通的核心產(chǎn)業(yè),提高土木工程建設(shè)水平,完善土木工程發(fā)展體系,實現(xiàn)社會、環(huán)境、經(jīng)濟共同發(fā)展的根本性目標(biāo),是土木工程發(fā)展的重點。人類需要良好的生存空間,舒適的生活環(huán)境,為了獲得更好的居住環(huán)境,更加優(yōu)秀的土木工程技術(shù)將不斷出現(xiàn)。
2.土木工程發(fā)展現(xiàn)狀
為了明確土木工程未來發(fā)展趨勢,必須明確土木工程發(fā)展現(xiàn)狀,通過現(xiàn)狀分析出土木工程的特點。
2.1土木工程理論發(fā)展
土木工程發(fā)展由兩方面組成,分為土木工程理論與設(shè)計,理論是土木工程的基礎(chǔ),設(shè)計是通過實際證明理論的過程,只有成熟的理論作為基礎(chǔ),才能使土木工程設(shè)計真正的得到進步。土木工程理論由力學(xué)、計算機、統(tǒng)計學(xué)等多種學(xué)科組成,必須通過多個學(xué)科的綜合知識體系,確保土木工程理論的可靠性。近年來計算機技術(shù)不斷成熟,土木工程也進行了飛越式的提升,根據(jù)道路、橋梁、建筑等土木工程,分別開發(fā)了多種模擬施工計算軟件,這些軟件為土木工程設(shè)計的突破帶來了很大支持。信息化進行不斷加速,而土木工程的相關(guān)資料與技術(shù)可以快速傳播與交流,我國土木工程通過網(wǎng)絡(luò)吸收每個國家優(yōu)勢的理論與技術(shù),并且在網(wǎng)絡(luò)上交流先進的土木工程理論。
2.2土木工程設(shè)計發(fā)展
土木工程設(shè)計擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計的缺陷,全面分析了土木工程的環(huán)境、經(jīng)濟、安全等因素。新型材料、結(jié)構(gòu)、工藝、施工方法不斷出現(xiàn),人類可以將土木工程的規(guī)模擴大化,高層建筑也在不斷增長,超高層、超跨度復(fù)合結(jié)構(gòu)體施工技術(shù)也在不斷成熟,土木工程設(shè)計逐漸向長、高、柔方向發(fā)展。土木工程設(shè)計建立在基礎(chǔ)理論上,隨著土建項目要求更加復(fù)雜,土木工程設(shè)計也需要更加多樣化,只有及時吸收新技術(shù),把握住新優(yōu)勢,才能使土木工程設(shè)計更加優(yōu)秀。目前,土木工程設(shè)計已經(jīng)得到了很好的發(fā)展,在受力、形式方面比較成熟。
2.3土木工程施工發(fā)展
施工發(fā)展主要體現(xiàn)在材料、設(shè)備、工藝這三個方向,其中材料中發(fā)明了復(fù)合高強鋼材、碳纖維、玻璃纖維、雙層玻璃、鎂合金、鍍膜玻璃、鋁合金、節(jié)能混凝土等新型建筑材料,新型材料在許多建筑中得到應(yīng)用,也為大型土木工程建設(shè)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。工程實施設(shè)備更加自動化、科學(xué)化、機械化,通過新型施工機械,可以使大規(guī)模土木工程得以實現(xiàn),有效提高土木工程建設(shè)發(fā)展速度。在城市地下工程中,也出現(xiàn)了各種不同的施工工藝,例如明挖、暗挖、蓋挖、盾構(gòu)、沉管、凍結(jié)、注漿等工藝技術(shù),為地下空間開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。
雖然我國土木工程在理論、設(shè)計、施工中得到了很好的發(fā)展,但是技術(shù)水平與發(fā)達國家相比還存在一定不足,為了提高我國土木工程發(fā)展水平,必須加強新型結(jié)構(gòu)、新型材料、新型技術(shù)的研究與應(yīng)用,將土木工程理論與技術(shù)完美結(jié)合,幫助土木工程收獲更大的成果。
3.土木工程未來發(fā)展趨勢
社會經(jīng)濟水平不斷提高,大型城市與超大型城市數(shù)量飛速增長,人們對生活空間的作用提出了許多要求,寸土寸金已經(jīng)成為城市居民的共識。為了應(yīng)對日益增長的人口基數(shù),高層、超高層建筑數(shù)量不斷增加,有限的城市空間得到了極大的應(yīng)用,已經(jīng)成為城市發(fā)展的主要建筑體系,受到社會各界的重視。城市飛速擴張的同時,不僅僅對生存空間提出了要求,也對電力、能源提出了許多要求。大型水利工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、石油、天然氣的運輸,都是城市經(jīng)濟發(fā)展的重要影響因素。所以在我國建設(shè)大型公共土木工程,是非常重要的國家建設(shè)項目。我國能源分布較廣,一般在西南地區(qū)存在較多的能源儲備,所處地區(qū)地形特征較為復(fù)雜,并且山區(qū)、高原、丘陵等環(huán)境較多,導(dǎo)致資源開發(fā)較為困難。為了提高大型土木工程建設(shè)速度,實現(xiàn)水利工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)等工程項目,采取大跨度橋梁與隧道是工程建設(shè)的關(guān)鍵因素。
從以上幾種發(fā)展形式來看,未來的土木工程將逐漸應(yīng)用于高層建筑施工、水利工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、能源運輸?shù)裙こ讨?,通過大跨度橋梁與超長隧洞,改變自然環(huán)境帶來的阻礙,實現(xiàn)更加快速的經(jīng)濟發(fā)展。通過精密的理論研究、新型工程材料、先進施工工藝,實現(xiàn)大跨、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高層的土木工程建設(shè),逐漸將大型土木工程普及到工程建設(shè)中,這就是未來土木工程的發(fā)展方向。
4.結(jié)語:
我國土木工程部分領(lǐng)域已經(jīng)在世界中名列前茅,但是土木工程理論、設(shè)計、施工中還存在一些問題。為了提高我國土木工程建設(shè)水平,需要積極學(xué)習(xí)發(fā)達國家土木工程技術(shù),合理運用土木工程技術(shù),實現(xiàn)經(jīng)濟騰飛發(fā)展。在未來的土木工程研究中,需要加強結(jié)構(gòu)形式、建筑材料、施工工藝等探索與研究,也需要加強土木工程理論與技術(shù)的融合,實現(xiàn)更大的突破。
參考文獻:
[1] 任秋榮,葉龍,李向召.土木工程發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].制造業(yè)自動化,2011(12):150-152.
[2] 李青柱.土木工程發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢淺析[J].民營科技,2012(06):181.
關(guān)鍵詞:土木工程、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢
中圖分類號:E271文獻標(biāo)識碼: A
前言
隨著科技的發(fā)展與進步,目前國內(nèi)的土木工程發(fā)展已經(jīng)提高很多,施工規(guī)模逐漸擴大,施工設(shè)備不斷改進,施工設(shè)計與施工材料的創(chuàng)新以及施工設(shè)計、管理的信息化等等。這些創(chuàng)新性元素是確保土木工程發(fā)展現(xiàn)狀的重要影響因素。盡管如此,土木工程的發(fā)展并不會止步,由于持續(xù)發(fā)展觀的影響,未來的土木工程將會更環(huán)保、更穩(wěn)固、規(guī)模更大,主要是施工材料的創(chuàng)新、施工設(shè)備的發(fā)展、結(jié)構(gòu)設(shè)計的進步等等都會帶動土木工程的綠色化、超大規(guī)?;l(fā)展。
一、土木工程的定義與特點
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進行的勘察、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動。
經(jīng)過多年的發(fā)展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,無論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,還是結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績尤其驚人。土木工程具有有社會性;綜合性;實踐性;技術(shù)、經(jīng)濟和藝術(shù)的統(tǒng)一性。土木工程是為人類需要服務(wù)的,必然是每個歷史時期技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)統(tǒng)一的見證。
二、土木工程管理的重要性
1.保證工程整體質(zhì)量
建筑行業(yè)是關(guān)乎民生的行業(yè),是社會正常運行的重要組成部分,我們在日常的工作和生活中,都離不開建筑。土木工程作為工程建設(shè)的主體,直接影響著工程的整體質(zhì)量,是工程項目質(zhì)量控制中最為重要的環(huán)節(jié)。土木工程在施工過程中,容易受到氣候、天氣以及許多偶然因素的影響,如果不能進行有效的管理和控制,就必然會影響施工質(zhì)量。因此,要加強土木工程的管理工作,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),做好施工過程中每一個細節(jié)的管理工作。例如,在激烈的市場競爭環(huán)境下,部分建筑施工企業(yè)為了獲得更大的利潤,隨意對設(shè)計方案進行修改,采取偷工減料,以次充好的方式,或者不正當(dāng)?shù)氖侄芜M行施工,影響建筑的質(zhì)量。因此加強對于土木工程施工過程的管理和控制,可以有效避免這種情況的發(fā)生,保證建筑工程的整體質(zhì)量。
2.保證工程施工和使用安全
土木工程的安全與質(zhì)量是密不可分的,如果質(zhì)量不達標(biāo),安全也就無從談起。加強土木工程的管理工作,可以杜絕施工中的不安全因素,保證工程的施工安全。同時,還可以及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的質(zhì)量隱患,及時進行解決,減少安全事故的發(fā)生。因此,對土木工程進行有效管理,可以保證工程的施工和使用安全。
3.促進建筑企業(yè)的發(fā)展
土木工程的施工質(zhì)量,是建筑企業(yè)在市場競爭中的標(biāo)志和直接體現(xiàn),一個良好的建筑工程,可以體現(xiàn)出建筑企業(yè)對于工程施工的態(tài)度,以及企業(yè)的技術(shù)水平。如果建筑三天兩頭出現(xiàn)質(zhì)量問題,建筑企業(yè)在市場中的信譽就會下降,自然不利于企業(yè)的長期發(fā)展;而如果建筑質(zhì)量良好,造價合理,企業(yè)在市場中的核心競爭力必然會有所提高,有利于實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
三、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的土木丁程建設(shè)從20世紀(jì)50年代起一直沒有停過,且發(fā)展很快,尤其在近年來,發(fā)展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國驚嘆不已。
改革開放后在我國大陸建造了許多高層建筑,目前我國最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大廈,其他具有代表性的高層建筑還有深圳的地王大廈。在特種結(jié)構(gòu)方而,我國有4所電視塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海東方明珠電視塔的高度排在世界第三位。以上表明,無論在工程結(jié)構(gòu)的改革、建筑功能使用、新技術(shù)和新材料的采用上及合理組織施工方面,還是在抗震分析和計算機程序應(yīng)用上及有關(guān)抗震控制試驗研究上,我國均達國際先進水平。
同樣我國鐵路運營路程已達6.78萬公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發(fā)展。同時,我國也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運營時間僅需4小時。此外,磁懸浮列車也得到了巨大的發(fā)展。
橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類型的不斷翻新,主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標(biāo)志著我國的大跨結(jié)構(gòu)達到了一個新的水平,己跨入世界先進行列。目前,我國己建成千米以上大橋3座、800 米以上大橋8座、600 米以上大橋15座、400 米以上大橋40座,重慶萬縣單孔跨度達420 米的鋼筋混凝上拱橋更引起了世界同行的莫大興趣。
在水利建設(shè)方面,50年間全國興建大中小水庫8.6萬余座,水庫總蓄水量4580億立方米。建設(shè)和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟效益達7000多億元。在大壩建設(shè)方面,我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩,以及正在建設(shè)的三峽大壩等水利設(shè)施。
四、土木工程的發(fā)展趨勢
1 可持續(xù)發(fā)展方式
隨著人類對環(huán)境的重視,傳統(tǒng)土木工程建設(shè)所產(chǎn)生的垃圾和對能源的損耗,已經(jīng)得到了很多國家的重視,越來越多的國家改變了土木工程的傳統(tǒng)工藝,開始采用可持續(xù)發(fā)展的方式。將會在土木工程的設(shè)計、施工、以及后期的拆除過程都采用可持續(xù)發(fā)展的眼光進行。
2 高性能材料的發(fā)展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復(fù)合材料也將向著輕質(zhì)、高強、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。
3 計算機應(yīng)用
隨著計算機的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計算理論日益完善,計算結(jié)果將更能反映實際情況,從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。人們將會設(shè)計出更為優(yōu)化的方案進行土木工程建設(shè),以縮短工期、提高經(jīng)濟效益。
4 環(huán)境工程
環(huán)境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視,土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等間題與人類的生存發(fā)展密切相關(guān),又無一不與土木工程有關(guān)。較大工程建成后對環(huán)境的影響乃至建設(shè)過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。
結(jié)束語
綜上所述:向節(jié)約化發(fā)展和和諧發(fā)展將是我國土木工程建設(shè)發(fā)展的一重要的趨勢。通過對我國土木工程建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展機遇和發(fā)展趨勢的分析.可以看出我國土木工程建設(shè)在未來的實踐中,將會取得更好發(fā)展。
參考文獻:
[1] 方從嚴(yán),梁有峰,吳慶. 土木工程的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢綜述[J]. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2005,(02) .
[2] 李磊. 二十一世紀(jì)土木工程發(fā)展探索[J]. 當(dāng)代建設(shè), 2002,(02) .
關(guān)鍵詞:土木工程;發(fā)展;展望
引 言:土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進行的勘測、設(shè)計、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動;也指工程建設(shè)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、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)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、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。
1 未來土木工程的發(fā)展
1.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進的電子計算機的應(yīng)用,使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實。力學(xué)也會突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
1.2 工程實現(xiàn)的變化
土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計到成果中間需要一個很長的工程實現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計,沒有好的工程實踐,一樣不會產(chǎn)生一個優(yōu)秀的作品。 信息時代正在迎面走來,其他學(xué)科和其他方面的新觀點新技術(shù),必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟理論等等。
1.3 主動控制技術(shù)
迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個靜態(tài)的,被動的物體。對周圍環(huán)境的影響,如風(fēng)動,溫度變化,突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個發(fā)展方向之一就是主動控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運用計算機技術(shù)和模糊控制技術(shù),以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
2 未來土木工程的發(fā)展
2.1 指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。力學(xué)也會突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
城市規(guī)劃,建筑等相關(guān)學(xué)科進一步的交叉,融合,互相支持,互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級學(xué)科也同時會在現(xiàn)實需要的推動下產(chǎn)生出新的學(xué)科,如對城市地下空間的大規(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。不同次級學(xué)科的理論也會相互滲透,比如現(xiàn)在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。
2.2 工程實現(xiàn)的變化
土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計到成果中間需要一個很長的工程實現(xiàn)的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。
信息時代正在迎面走來,其他學(xué)科和其他方面的新觀點新技術(shù),必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟理論等等。
(1)全過程信息化
信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中,重點不僅僅限于CAD方面,也包含對工程進度的管理、運行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對建筑物結(jié)構(gòu),強度,可靠性的分析和相應(yīng)對策的決策等。
全過程信息化對今后的土木建筑構(gòu)造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現(xiàn)對建筑全方位的實時的監(jiān)控,及時掌握整個建筑物的狀態(tài)。我國現(xiàn)在正是基本建設(shè)的,20~30年后,現(xiàn)在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現(xiàn)在建造過程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作,對今后維護也大有幫助。
信息化也成為專家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識。要使一個程序具有智能,必須向它提供大量有關(guān)問題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。
(2)可持續(xù)發(fā)展和人性化
這兩個要求是與社會經(jīng)濟的發(fā)展相適應(yīng)的,社會的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設(shè)施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。施工過程中也相當(dāng)注重對周圍環(huán)境的影響。
(3)主動控制技術(shù)
迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個靜態(tài)的,被動的物體。對周圍環(huán)境的影響,如風(fēng)動,溫度變化,突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進行被動的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個發(fā)展方向之一就是主動控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運用計算機技術(shù)和模糊控制技術(shù),以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
3 未來展望
3.1 指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見的將來,土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問題。更先進的電子計算機的應(yīng)用,使得對復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實。力學(xué)也會突破宏觀框架,向微觀發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
3.2 工程實現(xiàn)的變化
這也是土木工程一個重要的組成部分。。
(1)全過程信息化
信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中。
(2)可持續(xù)發(fā)展和人性化
這兩個要求是與社會經(jīng)濟的發(fā)展相適應(yīng)的,社會的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會生活水平的提高也提高了對土木建筑設(shè)施人性化的要求。
整個土木工程過程是建立在對資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個社會的主題的時候,土木工程也必然的要面對這個問題。對資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過程中的,成為土木工程以后的一個方向,這要求有良好的設(shè)計和有效的運作管理機制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計,建造到建成后的使用,維護,拆除都要盡量的將對環(huán)境的影響降到最小,同時盡可能大發(fā)揮它的社會經(jīng)濟效應(yīng)。
4 結(jié)束語:
在未來的土木工程研究中,需要加強結(jié)構(gòu)形式、建筑材料、施工工藝等探索與研究,也需要加強土木工程理論與技術(shù)的融合,實現(xiàn)更大的突破。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】土木工程材料 發(fā)展趨勢
一、土木工程材料要求
材料強度,能夠安全的承受荷載;材料自身的重量以輕為宜(即表觀密度較?。?,以減少下部結(jié)構(gòu)和低級的負(fù)載;具有與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性,以減少維修費用;用于裝飾的材料,應(yīng)能美化建筑,產(chǎn)生一定的藝術(shù)效果;用于特殊部位的材料,應(yīng)具備相應(yīng)的特殊功能,例如屋面材料能隔熱、防水,樓板和內(nèi)墻材料能隔聲。
二、土木工程材料的更新?lián)Q代
土木工程材料的用量巨大,以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經(jīng)給社會的可持續(xù)發(fā)展帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。從另一方面來看,由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高,傳統(tǒng)建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發(fā)展的需求。為此,以天然材料為主要材料的時代即將結(jié)束,取而代之的將是各種人工材料,這些人工材料將會向著再生化、利廢化、節(jié)能化和綠色化等方向發(fā)展。,為了保證源源不斷地為工程建設(shè)提供質(zhì)量可靠的材料,避免新型材料的生產(chǎn)和發(fā)展對環(huán)境造成危害,因此“綠色建材”應(yīng)運而生,綠色建材,又稱生態(tài)建材、環(huán)保建材,其含義是指:采用清潔的生產(chǎn)技術(shù),少用天然資源,大量使用工業(yè)或城市固體廢棄物和植物秸稈,所生產(chǎn)的無毒、無污染、無放射性、有利于環(huán)保和人體健康的土木工程材料。發(fā)展綠色建材是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù),符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針,既滿足現(xiàn)代人安居樂業(yè)、健康長壽的需要,又不損害后代人的更大需求能力和利益。
三、綠色建材的發(fā)展趨勢
目前正在開發(fā)的和已經(jīng)開發(fā)的綠色建材和準(zhǔn)綠色建材主要以下幾種:
第一、利用廢渣類物質(zhì)為原料生產(chǎn)的建材,這類建材以廢渣為原料生產(chǎn)磚、砌塊、材板及膠凝材料,其優(yōu)點是節(jié)能利廢,但仍需依靠科技進步,繼續(xù)研究和開發(fā)更為成熟的生產(chǎn)技術(shù),使這類產(chǎn)品無論是成本上,還是性能方面真正能達到綠色建材標(biāo)準(zhǔn)。
第二、利用化學(xué)石膏生產(chǎn)的建材產(chǎn)品,用工業(yè)廢石膏代替天然石膏,利用先進的生產(chǎn)工藝和技術(shù)可生產(chǎn)各種土木建筑材料產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有石膏的許多優(yōu)良性能,開辟石膏建材的新來源,并且消除了化工廢石膏對環(huán)境的危害,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
第三、利用廢棄的有機物生產(chǎn)的建材產(chǎn)品,以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產(chǎn)多種土木工程材料,如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機物對環(huán)境的污染,還節(jié)約了石油等資源,符合在資源可持續(xù)發(fā)展方面的基本要求。
第四、利用各種代木材料,用其他廢料制造的代木材料在生產(chǎn)使用中不會有害人的身體健康,利用高興技術(shù)使其成本和能耗降低,將是未來綠色建材的主要發(fā)展方向。
第五、利用來源廣泛的地方材料為原料,利用高科技生產(chǎn)的低成本健康建材,不同的地區(qū)都可能有來源豐富、不同種類的地方材料,根據(jù)這些地方的性質(zhì)和特點,利用現(xiàn)代技術(shù),可生產(chǎn)各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復(fù)合性材料也是綠色建材的發(fā)展方向。
四、總結(jié)
總而言之,土木工程材料往往標(biāo)志一個時代的特點。土木工程材料的發(fā)展的過程是隨著社會生產(chǎn)力一起進行的,它和工程技術(shù)的進步有著不可分割的聯(lián)系。工程中選材料時通過對環(huán)境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換,在未來,基于材料原有的性質(zhì)的基礎(chǔ)上,“可持續(xù)發(fā)展”將是衡量建筑工程的一把尺子。
參考文獻:
[1]王福川.土木工程材料[M].中國建材工業(yè)出版社,2011.
關(guān)鍵詞:土木工程;發(fā)展現(xiàn)狀;未來趨勢;可持續(xù)發(fā)展;海底建筑
縱觀土木工程發(fā)展史,土木工程建設(shè)在和自然斗爭中經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代3個歷史時期,從最初的萌芽時期和形成時期到如今的發(fā)達時期和成熟時期。從最初的簡陋住房到如今的多功能超高型建筑,可以說,土木工程業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。進入21世紀(jì)以來,隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高,土木工程行業(yè)越來越成為國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),土木工程中越來越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用,誰能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢,誰就能在知識經(jīng)濟時代開創(chuàng)土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。
1土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進行的勘察、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動。
2土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
自從20世紀(jì)中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來,土木工程業(yè)取得了飛速的發(fā)展,這時期的土木工程擁有良好的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),先進的工程設(shè)施體系和持久耐用的建筑材料,并且隨著計算機技術(shù)的不斷提高,也為土木工程的發(fā)展注入了新鮮的血液,為此當(dāng)今的土木工程呈現(xiàn)出以下幾個特點:①工程功能化;②交通高速化;③施工過程工業(yè)化;④理論研究精密化。為了適應(yīng)時展的需要,世界各國都建造了很多標(biāo)志性建筑,例如我國上海的環(huán)球經(jīng)融中心大廈,樓高492米,還有中國臺灣的臺北101大廈高508米,它們的出現(xiàn)都是當(dāng)代土木工程師們智慧的結(jié)晶,如今,我國新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)被大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國驚嘆不已。
3土木工程的發(fā)展趨勢
3.1高性能材料的發(fā)展
隨著未來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國、俄羅斯等國家已經(jīng)把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范;如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。單一的材料將難以滿足要求,復(fù)合材料也就應(yīng)運而生,另外,材料的功能也將從單一的功能向多功能方向發(fā)展,并且為了適應(yīng)土木領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展,材料的使用也必須節(jié)能和環(huán)保。
3.2計算機應(yīng)用
隨著計算機的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計算理論日益完善,信息和智能化技術(shù)將全面引入土木工程,計算結(jié)果將更能反映實際情況,從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。計算機技術(shù)的引入將對土木工程領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生巨大的改善,其主要有四個方面的改善,分別為信息化施工、智能化建筑、智能化交通、土木工程分析的仿真系統(tǒng)。人們通過計算機技術(shù)將會設(shè)計出更為優(yōu)化的方案進行土木工程建設(shè),以縮短工期、提高經(jīng)濟效益。
3.3環(huán)境工程
進入21世紀(jì)以來,環(huán)境問題已經(jīng)越來越成為人們關(guān)注的熱點話題,氣候問題更是對人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響,為了更好地滿足人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展,堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,土木工程與環(huán)境工程必將融為一體不可分割,城市綜合癥、霧霾、土地荒漠化、氣候變異、冰川消融、海水上升等一系列問題無不與土木工程息息相關(guān),對于當(dāng)代土木工程師來說,如何有效合理地解決大型乃至超大型建筑建設(shè)對環(huán)境的污染等問題,必將是土木工程師們在未來重點研究和思考的課題。
3.4建筑工業(yè)化
隨著建筑業(yè)體制改革的不斷深化和建筑規(guī)模的持續(xù)擴大,建筑業(yè)發(fā)展較快,物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)顯著增強,但從整體看,勞動生產(chǎn)率提高幅度不大,質(zhì)量問題較多,整體技術(shù)進步緩慢。為確保各類建筑最終產(chǎn)品特別是住宅建筑的質(zhì)量和功能,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加快建設(shè)速度,改善勞動條件,大幅度提高勞動生產(chǎn)率已是未來發(fā)展的必然趨勢,為了適應(yīng)土木建筑領(lǐng)域快速高效的發(fā)展,實現(xiàn)建筑工業(yè)化是必然的趨勢。它的發(fā)展有四個重要方向:建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)施工化,施工機械化和組織管理科學(xué)化。
3.5海底建筑
2010年4月26日,隨著中國大陸第一條海底隧道廈門翔安海底隧道建成通車,中國海洋這片美麗而又神秘的領(lǐng)域,在中國土木工程師偉大的探索與創(chuàng)新下,逐漸揭開了面紗,在今后的幾十年甚至幾百年,海底建筑將會是一種全新的建筑形式,有效利用海底空間是未來土木工程發(fā)展的一個必然趨勢,同時也對土木行業(yè)提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前在全球范圍內(nèi),較為出名的海底建筑有馬爾代夫的海底餐廳、迪拜的水鐵餅酒店,相信在不久的將來,一定會有更多奇特的海底建筑出現(xiàn)。
3.6結(jié)構(gòu)形式
隨著當(dāng)今計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現(xiàn),為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件。土木工程中一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)工程的計算將得到解決,空間結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用,不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體,結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。
3.7新能源和能源多極化
能源問題是當(dāng)前世界各國極為關(guān)注的問題,由于我國是發(fā)展中國家,工業(yè)生產(chǎn)正處速發(fā)展階段,對能源的需求和消耗都很大,為此如何解決和處理這些問題,這對土木工程業(yè)提出了新的要求,應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。此外,由于我國基礎(chǔ)設(shè)施還遠遠不能滿足人民生活和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求,所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。在一些工業(yè)生產(chǎn)和污水排放方面,都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展,另外在能源方面,開發(fā)新能源和節(jié)約能源都將是土木工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢,例如風(fēng)能發(fā)電,開發(fā)太陽能和水資源循環(huán)利用,還有一些垃圾廢物的處理與回收。
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