1 現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密裝置現代化的建築物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,並推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1建築材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑膠(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用範圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續進展。
1.2工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學效能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關係到工程設施的選址、結構體系和建築材料的選擇,對於地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鑽探取樣,室內分析試驗,這是有一定侷限性的。為適應現代化大型建築的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
1.3工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑藉工程經驗提出若干方案,從中選優。由於土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對於趨利避害要作全面的考慮。
1.4工程設計方面。人們努力使設計儘可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始採用機率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分佈與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與岩土共同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構最佳化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、裝置、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。
1 現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求,人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密裝置現代化的建築物,既要求高質量和快速施工,又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題,並推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1建築材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑膠(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用範圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續進展。
1.2工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學效能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關係到工程設施的選址、結構體系和建築材料的選擇,對於地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鑽探取樣,室內分析試驗,這是有一定侷限性的。為適應現代化大型建築的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
1.3工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑藉工程經驗提出若干方案,從中選優。由於土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對於趨利避害要作全面的考慮。
1.4工程設計方面。人們努力使設計儘可能符合實際情況,達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此,已開始採用機率統計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分佈與統計規律,積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與岩土共同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構最佳化設計等理論;同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、裝置、機械向多品種、自動化、大型化發展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率,而且可以解決特殊條件下的施工作業問題,以建造過去難以施工的工程。