试论现代土木工程的特点及发展趋势

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  内容摘要 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称,现代土木工程是人类社会现代文明的重要组成部分,并不断地为人类社会创造崭新的物质环境。文章将重点分析土木工程的涵义、现状及未来的发展趋势。
  关键词 土木工程 建筑设备施工
  一、引言
   纵观人类文明史,土木工程建设是在和自然斗争过程中不断地前进和发展的。在我国的现代化建设中,土木工程行业越来越成为国民经济发展的支柱产业。建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具,借助于这些物质条件,既能满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,因此,这成为了土木工程学科的出发点和归宿。随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能及技术等也在逐渐的复杂化,采用的新材料、新设备、新的结构技术也日新月异。现代土木工程越来越体现了技术与创新的作用,只有把握了土木工程学科的这一发展趋势,才能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。
  二、土木工程的涵义及特点
   (一)土木工程的涵義
  土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。现代土木工程包含了两个层面的含义:一个是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程等开发利用工程;另一个含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。近几年来,我国的土木工程实践和研究已经取得了显著的成就,在结构设计的理论和方法以及结构的施工手段已经有了明显的突破,但是在成绩面前,我们仍需要进一步的研究和探索。
   (二)现代土木工程的显著特点
  土木工程是一门范围广阔的综合性学科,是伴随着人类社会的发展而发展起来的,每个时期建造的工程设施均能反映出当时不同历史时期的经济、文化、科学发展的面貌。由于人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,因此,既要求高质量和快速施工,同时也要求提高经济效益,这样才能推进土木工程这门学科的发展。从当前的情况看,土木工程这个学科已经发展成为内涵广泛、结构复杂、门类众多的综合体系。
  随着土木工程规模的扩大,也因此产生了施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展的趋势,施工日益走向机械化和自动化。建设地区的工程地质和地基的构造应力情况和力学性能,不仅直接关系到工程设施的选址、建筑材料的选择,还决定着基础的设计和施工。
  对于地质和地基的勘察技术,仍然采用的是现场钻探取样,适应了现代化大型建筑的需要。此外,由于土木工程设施的规模日益扩大,组织管理也开始应用系统工程的理论和方法。还有的工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化,不仅降低了造价、提高了劳动生产率,也解决了施工中产生的疑难问题。对于特大的土木工程来说,设施的规模日益扩大所带来的社会效果也是有利有弊的,因此在规划时要全面系统的考虑。
  三、现代土木工程发展趋势
  (一)工程中使用的原材料逐渐向高性能材料发展
  钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展,美国、日本、俄罗斯等国开始将屈服点为700N/mm2以上的钢材列入了规范。高性能的混凝土及其它复合材料也在向轻质、高强、良好的韧性和工作性方向发展。
   (二)建筑工业化
  我国解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,尤其在大城市和重点工程建设方面有了一定程度的发展。此外,要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,积极推进新材料、新工艺的使用。
   (三)土木工程将向空间站、海洋、地下建筑开拓
   地球上的海洋面积广,陆地上土地少,因此可向海洋发展。现代海上采油平台体积巨大,在平台上建有生活区,如果将平台扩大,建成海上城市是完全可能的,这也证明了土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。总体来看,21世纪的土木工程将向更广的范围拓宽。
  (四)转向机械化和自动化
  由于土木工程规模的扩大,就产生了施工工具、机械向多品种、自动化大型化发展,逐渐走向了机械化和自动化。有些工程设施趋向了结构和构件标准化和生产工业化,降低了工程造价,同时也提高了劳动生产率。
  (五)环境工程
   在工程建设中,土木工程与环境工程融为一体,环境问题尤其是气候变异的影响越来越受到重视。海水上升、水污染、沙漠化等问题均与人类的生存发展息息相关,同时也和土木工程有着必然的联系。因此,工程建设过程中的噪音、振动等都是土木工程师必须要考虑的主要问题。
  (六)发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展
  土木工程在实际使用过程中,会引起不同程度的损伤或性能退化,从而影响了承载能力和耐久性,会引发工程事故和重大的人员伤亡和经济损失。近年来,随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,推动了土木工程的革命性变化。结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,这就延长了结构的使用寿命,也基本解决了建筑过快老化损坏,实现建筑使用的可持续发展。
  四、结束语
  综上所述,在土木工程的长期实践中,因为我国还是一个发展中国家,经济实力不强,因此,基础设施还不能满足人民生活的要求,人们对建筑艺术及建筑材料也给予了很大注意。在土木工程的各项专业活动中,包括建筑物、铁路、桥梁、机场等工程的建设,都要考虑可持续发展,只有这样才能使土木工程行业得到更广泛的推广。
  五、参考文献
  【1】刘西拉、李璐元《关于我国工程建设技术发展的战略思考》,《土木工程学报》2006年11期第158页。
  【2】孙世国、梁有峰《试论土木工程的现状与未来发展趋势》,《安徽建筑工业学院学报》2006年12期第89页。
  【3】吕志国、杜平《浅谈我国现代土木工程与可持续发展》,《江苏建筑》2004年09期第67页。
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