土木工程的发展简史PPT.ppt

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土木工程的发展简史土木工程土木工程国务院学位委员会在学科简介中定义为：

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术土木工程包括：

建筑工程建筑工程铁路工程铁路工程公路与城市道路工程公路与城市道路工程桥梁工程桥梁工程地下工程地下工程水利工程水利工程港口工程港口工程海洋工程海洋工程给水与排水工程给水与排水工程环境工程环境工程经历了三个个历史时期经历了三个个历史时期在三个历史时期之前的上古时期有两个阶段在三个历史时期之前的上古时期有两个阶段有巢氏的构木为巢有巢氏的构木为巢旧石器时代，北京猿人住天然岩洞旧石器时代，北京猿人住天然岩洞墙内竖有墙内竖有木柱木柱茅草下密茅草下密排树枝起排树枝起龙骨作用。

龙骨作用。

d56m经历了经历了三个历史时期三个历史时期.古代土木工程古代土木工程时间跨度长时间跨度长。

大致从新。

大致从新石器时代（约公元前石器时代（约公元前5000年起开始至年起开始至17世纪世纪中叶中叶）。

具有代表性的工程具有代表性的工程有：

有：

我国黄河流域的我国黄河流域的仰韶文化（约公元仰韶文化（约公元前前50003000）遗址。

）遗址。

木骨泥墙构成居室木骨泥墙构成居室公元前20世纪夏代出现夯土的城墙商代粘土做成的版筑墙西周烧制的瓦烧制空心砖战国长城我国历史上伟大工程之一。

始建于公元前75世纪间的春秋、战国时代。

最早修筑长城的是楚国，称为“方城”。

公元前214年，由秦始皇扩建完成。

随后，各朝代都进行过修筑、扩建。

其中以明代修筑规模最大，工程技术水平也最高。

通常称的明长城为东起山海关，西止嘉峪关。

埃及帝王陵墓建埃及帝王陵墓建筑群筑群吉萨金字吉萨金字塔群。

塔群。

建于公元前建于公元前27002600年，年，其中以古王国第四王朝法其中以古王国第四王朝法老胡夫的金字塔最大。

塔老胡夫的金字塔最大。

塔基呈方形，边长约基呈方形，边长约230.5m,高约高约146m，用，用230余万块巨石砌成。

余万块巨石砌成。

斯芬克斯斯芬克斯人首狮身石雕像。

建于公人首狮身石雕像。

建于公元前元前26世纪，长世纪，长57m，高，高20m。

法老以。

法老以此象征尊严。

此象征尊严。

兴修水利夏禹治理洪水春秋时期公元前600年修建灌溉水库战国西门豹开凿水渠秦昭王李冰负责修建都江堰四川都江堰大型引水枢纽，建于公元四川都江堰大型引水枢纽，建于公元前前256251年，是世界历史上最长的无年，是世界历史上最长的无坝引水工程。

以灌溉为主，兼有防洪、坝引水工程。

以灌溉为主，兼有防洪、水运、供水等多种效益，一直沿用至水运、供水等多种效益，一直沿用至今。

今。

鱼嘴是修建在江心的分水堤坝，把汹涌的岷江分隔成外江和内江，外江排洪，内江引水灌溉。

飞沙堰起泻洪、排沙和调节水量的作用。

宝瓶口控制进水流量，因口的形状如瓶颈，故称宝瓶口。

内江水经过宝瓶口流入川西平原灌溉农田。

中国历代封建王朝建造的大量宫殿和庙宇建筑，均系木构架结构。

它是用木梁、木柱做成承重骨架，用木制斗拱做成大挑檐。

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（一）讲

（一）讲立体构成立体构成，单个的建筑自，单个的建筑自下而上一般是由台基、主体（房屋）下而上一般是由台基、主体（房屋）和屋顶三个主要部分构成的。

和屋顶三个主要部分构成的。

中国建筑的特征中国建筑的特征11/5/202215中国建筑的特征中国建筑的特征

（二）讲

（二）讲平面布局平面布局，一所房子由一，一所房子由一个建筑群落组成，左右呈轴对称，个建筑群落组成，左右呈轴对称，主要房屋朝南，整个建筑群有主有主要房屋朝南，整个建筑群有主有从，有从，有“户外的空间户外的空间”。

北京故宫太和殿。

建于明北京故宫太和殿。

建于明永乐永乐18年，（年，（1420年）是年）是故宫最壮观的建筑，也是故宫最壮观的建筑，也是我国现存最大的木构殿堂。

我国现存最大的木构殿堂。

斗拱斗拱斗拱斗拱“拱拱”是是“弓形短木弓形短木”，斗是，斗是“斗形方木斗形方木块块”，它们组合起来，它们组合起来称称“斗拱斗拱”。

它不但。

它不但可可“用以减少立柱和用以减少立柱和横梁交接处的剪力横梁交接处的剪力”，还具有装饰作用。

，还具有装饰作用。

11/5/202218斗拱斗拱11/5/20221911/5/202220举折、举架举折、举架“举折，举架举折，举架”的作用，即为了形成屋顶的斜坡或曲面。

的作用，即为了形成屋顶的斜坡或曲面。

11/5/20222111/5/202222屋顶的装饰作用屋顶的装饰作用它是它是“中国建筑中最主要的特征之一中国建筑中最主要的特征之一”，并在与其他建筑体系的比，并在与其他建筑体系的比较中，盛称较中，盛称“翘起如翼翘起如翼”的屋顶是我们民族文化的骄傲。

的屋顶是我们民族文化的骄傲。

11/5/20222311/5/202224颜色的选择颜色的选择朱红朱红中国建筑是世界各建筑体系中最大胆的中国建筑是世界各建筑体系中最大胆的”，不但在大建筑物中使用朱红色，不但在大建筑物中使用朱红色，而且还大量用彩绘来装饰木架部件。

而且还大量用彩绘来装饰木架部件。

11/5/20222511/5/202226霸王拳霸王拳部件的装饰作用部件的装饰作用三福云三福云11/5/202227瓦当瓦当脊吻脊吻11/5/202228门门环环11/5/202229八、建筑材料的装饰八、建筑材料的装饰彩漆彩漆木刻木刻11/5/202230浮雕浮雕琉璃琉璃赵州桥隋代赵州安济桥，又称赵州桥。

桥为隋代赵州安济桥，又称赵州桥。

桥为敞肩圆弧石拱敞肩圆弧石拱，拱券并列道，净，拱券并列道，净跨米，矢高米，上狭下宽总宽米。

主拱券等厚跨米，矢高米，上狭下宽总宽米。

主拱券等厚米，主拱券上有护拱石。

在主拱券上两侧，各开两个净跨分别为米，主拱券上有护拱石。

在主拱券上两侧，各开两个净跨分别为米和米的小拱，以泻泄洪水，减轻自重。

桥面呈弧形，。

桥始米和米的小拱，以泻泄洪水，减轻自重。

桥面呈弧形，。

桥始建于隋建于隋开皇十五年开皇十五年（公元年公元年），完工于隋），完工于隋大业元年大业元年（公元年），公元年），距今已有距今已有406年。

年。

山西应县木塔，山西应县木塔，建于公元建于公元1056年，年，塔高塔高67.3m，八角，八角形，底层直径形，底层直径30.27m。

该塔共。

该塔共9层，是我国保存层，是我国保存至今的至今的唯一木塔唯一木塔，也是现存的最高也是现存的最高的木结构之一。

的木结构之一。

它虽经多次大地它虽经多次大地震仍完整无损，震仍完整无损，足以证明我国历足以证明我国历史上木结构的辉史上木结构的辉煌成就。

煌成就。

西欧各国以意大利比萨大教堂和法国巴黎圣母院为代表的教条建筑，都采用了砖石拱卷结构。

意大利比萨大教堂意大利比萨大教堂建于公元建于公元11到到12世世纪，系一组由教堂纪，系一组由教堂（10631118）、洗）、洗礼堂（礼堂（1153）、钟）、钟塔（塔（11741350）组）组成的建筑群。

成的建筑群。

巴黎圣母院建巴黎圣母院建于于11631250年，年，是法国早期哥是法国早期哥特建筑的典型。

特建筑的典型。

平面宽约平面宽约47m，长约长约125m，可，可容近万人。

圣容近万人。

圣坛上部的尖塔坛上部的尖塔高达高达90m。

正面。

正面是一对高是一对高60余余米的塔楼，下米的塔楼，下部有三个尖卷部有三个尖卷门洞。

门洞。

科隆大教堂是欧洲北部最大的哥特式教堂，始建于科隆大教堂是欧洲北部最大的哥特式教堂，始建于13世世纪中叶。

在德国科隆。

平面呈拉丁十字形，长纪中叶。

在德国科隆。

平面呈拉丁十字形，长136.5m，宽宽45.7m，东端为，东端为7个小圆龛组成的半圆形卷廊，西立面个小圆龛组成的半圆形卷廊，西立面有一对八角形塔楼，建于有一对八角形塔楼，建于18421880年，高达年，高达150多米。

多米。

小结：

古代土木工程的特点小结：

古代土木工程的特点这个历史时期内，土木工程所用材料最早这个历史时期内，土木工程所用材料最早只是只是当地的天然材料当地的天然材料，如泥土、砾石、树，如泥土、砾石、树干、竹、茅草、芦苇等，后来发展了土坯、干、竹、茅草、芦苇等，后来发展了土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅以及混合材料如草筋泥、混合土等。

合材料如草筋泥、混合土等。

生产工艺、施工机具也很简单生产工艺、施工机具也很简单。

.近代土木工程近代土木工程近代土木工程的时间跨近代土木工程的时间跨度为从度为从17世纪中叶至世纪中叶至20世纪中叶世纪中叶的的300年间。

年间。

主要特征主要特征是：

是：

有力学和结构理论作指导；有力学和结构理论作指导；.砖、瓦、木、石等建筑材砖、瓦、木、石等建筑材料广泛使用；混凝土、钢材、料广泛使用；混凝土、钢材、钢筋砼以及早期的钢筋砼以及早期的预应力预应力砼砼得到发展。

得到发展。

施工技术进步很大。

施工技术进步很大。

这个历史时期，土木工程在这个历史时期，土木工程在理论、材料、施工领域出现理论、材料、施工领域出现的具有重大意义大事有：

的具有重大意义大事有：

意大利科学家意大利科学家伽利略伽利略在在1638年年出版的著作出版的著作关于两门新科学的关于两门新科学的谈话和数学证明谈话和数学证明中论述了建筑中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首材料的力学性质和梁的强度，首先先用公式表达了梁（用公式表达了梁（beam）的）的设计理论设计理论。

英国科学家英国科学家牛顿牛顿在在1687年总年总结了结了力学三大定律力学三大定律，它们是土，它们是土木工程设计理论的基础。

木工程设计理论的基础。

瑞士数学家瑞士数学家欧拉欧拉在在1744年出版的年出版的曲线的变分法曲线的变分法建立了建立了柱的压屈柱的压屈理论理论，为分析土木工程结构物的稳，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。

定问题奠定了基础。

预应力混凝土预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用（加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。

这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。

1825年纳维建立了土木年纳维建立了土木工程中结构设计的工程中结构设计的容许应容许应力法力法；19世纪末里特尔等世纪末里特尔等人提出了人提出了极限平衡的概念极限平衡的概念。

这为土木工程的结构理论这为土木工程的结构理论分析打下了基础。

分析打下了基础。

1824年英国人阿斯普丁年英国人阿斯普丁取得了取得了波特兰水泥波特兰水泥的专利的专利权，权，1850年开始生产。

年开始生产。

20世纪初，有人发表了水灰世纪初，有人发表了水灰比等学说，才初步比等学说，才初步奠定了奠定了混凝土强度的理论基础混凝土强度的理论基础。

1859年发明了年发明了贝塞麦贝塞麦转炉炼钢法转炉炼钢法，使钢材得，使钢材得以大量生产，并广泛应以大量生产，并广泛应用于土木工程。

用于土木工程。

1867年法国人年法国人莫尼埃莫尼埃用用铁丝加固混凝土制成花盆铁丝加固混凝土制成花盆，并推广到工程中，建造了并推广到工程中，建造了一座蓄水池，一座蓄水池，这是应用钢这是应用钢筋砼的开端筋砼的开端。

1875年，他年，他主持建造了第一座长主持建造了第一座长16m的钢筋砼桥。

的钢筋砼桥。

1883年年美国美国在芝加哥由称为在芝加哥由称为“摩天楼之夫摩天楼之夫”的詹莱的詹莱（B.Jenney）建造的建造的11层住宅保层住宅保险大楼，险大楼，是世界最先用铁框架是世界最先用铁框架（部分钢架）承受全部大楼的（部分钢架）承受全部大楼的重力，外墙仅为自承重墙的高重力，外墙仅为自承重墙的高层建筑。

层建筑。

1889年，法国在巴黎年，法国在巴黎建造了高建造了高300m的的埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔，用钢用钢8000t。

这是近代高层建筑。

这是近代高层建筑结构的萌芽。

此外，由奥蒂斯结构的萌芽。

此外，由奥蒂斯（E.Otis）在在19设计设计50年代初期年代初期发明的发明的安全升降机安全升降机也