淺談土木工程的現(xiàn)狀和發(fā)展

【摘 要】建筑行業(yè)與建筑物本就是許多新技術(shù)的復(fù)合載體，而現(xiàn)代超高層、超跨度的建筑物以及大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。土木工程越來(lái)越包含技術(shù)與創(chuàng)新。土木在我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展中有極大的影響力，本文簡(jiǎn)要介紹了土木工程的內(nèi)涵、特點(diǎn)，闡述了土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】土木工程；現(xiàn)狀；發(fā)展

目前，在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)中，土木工程業(yè)也是逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代建筑物的規(guī)模、造型、功能日益的復(fù)雜化、大型化、多樣化。需要的材料、設(shè)備也都日新月異，要求的結(jié)構(gòu)技術(shù)與施工技術(shù)也不斷的提高。節(jié)能技術(shù)、生態(tài)技術(shù)與信息控制技術(shù)等不斷地與建筑技術(shù)結(jié)合，以求創(chuàng)建出更加適合居住或辦公的建筑物。

一、土木工程的內(nèi)涵與特點(diǎn)

土木工程是建造各類(lèi)工程設(shè)施的工程、技術(shù)與科學(xué)的總稱(chēng)。 土木工程可以從兩個(gè)方面去理解：一方面指的是與人類(lèi)生活與生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類(lèi)工程設(shè)施，比如建筑工程、局壩水電和水利工程、公路與城市道路工程、橋梁工程、鐵路工程、隧道工程、地下空間開(kāi)發(fā)利用工程等。另一方面指的是建造工程設(shè)施中需要用的材料、設(shè)備以及土地上進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動(dòng)。多年的發(fā)展，土木工程的理論與實(shí)踐都已發(fā)展到一定的高度，不論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法或施工的手段，都有很大的進(jìn)展。但是，土木工程領(lǐng)域中仍然存在許多問(wèn)題需要我們的進(jìn)一步研究。

現(xiàn)代土木工程為建造大跨度、大規(guī)模、大型、精密、輕型、設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物，又必須符合高經(jīng)濟(jì)效益的標(biāo)準(zhǔn)，土木工程必須感受各類(lèi)工程建設(shè)高速發(fā)展的步伐。所以，現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)是：

（一）高強(qiáng)輕質(zhì)新材料的不斷涌現(xiàn)：新型的高強(qiáng)輕質(zhì)材料，例如鋁合金、鎂合金以及玻璃鋼等已經(jīng)開(kāi)始廣泛的使用，在提高鋼材與混凝土強(qiáng)度與耐久性上取得了顯著地效果，并且保持良好的發(fā)展趨勢(shì)。

（二）工程地質(zhì)與地基的勘察技術(shù)有待進(jìn)一步的發(fā)展：建設(shè)地區(qū)地質(zhì)與地基的構(gòu)造，以及天然狀態(tài)下應(yīng)力情況與力學(xué)性能，直接決定了工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)施工，也有關(guān)到工程設(shè)施選址、結(jié)構(gòu)體系與建筑材料的選擇，影響最大的就是地下工程的開(kāi)展了。目前，我國(guó)的勘察方法是現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣與室內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)，這兩種方法都存在一定的局限性。我國(guó)急需發(fā)揮現(xiàn)代高新的科學(xué)技術(shù)來(lái)創(chuàng)造新的勘察方法來(lái)滿(mǎn)足現(xiàn)代化大型建筑的需要。

（三）土木工程的總體規(guī)劃需要進(jìn)一步完善：往常的總體規(guī)劃是借助于以往的工程經(jīng)驗(yàn)提出不同的若干方案，在其中選取較適合的一種。土木工程日益擴(kuò)大，必須運(yùn)用系統(tǒng)的工程理論與方法來(lái)提高規(guī)劃水平。

（四）現(xiàn)代土木工程的設(shè)施、理論等日益現(xiàn)代化：土木工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)，工程的施工工具、設(shè)備、機(jī)械等向著品種多樣化、自動(dòng)化、大型化等發(fā)展。組織管理也應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論與方法，日益科學(xué)化。

二、土木工程的發(fā)展趨勢(shì)

（一）原材料向高性能材料發(fā)展

土木工程的原材料向著韌性好、可塑性高、可焊性強(qiáng)的方向發(fā)展。例如美國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)家的鋼材規(guī)范是屈服點(diǎn)為700N／mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越來(lái)越向著高強(qiáng)、輕質(zhì)、韌性好的方向發(fā)展。

（二）土木建筑工業(yè)化

建筑長(zhǎng)期停留在手工操作為主的小生產(chǎn)方式上，即使是在解放后建筑業(yè)向機(jī)械化發(fā)展，但是總的來(lái)說(shuō)與其他工業(yè)部門(mén)的工業(yè)化還是有一定的差距的，所以我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展是必然的趨勢(shì)。

（三）土木工程將向太空、海洋、荒漠開(kāi)拓

海洋面積占據(jù)整個(gè)地球表面的70%左右，目前陸地的面積已經(jīng)被大部分利用，所以首先想到的就是向海洋發(fā)展。向海洋開(kāi)拓已經(jīng)開(kāi)始了，如：中國(guó)的澳門(mén)機(jī)場(chǎng)。

三、土木工程的未來(lái)發(fā)展

（一）加速發(fā)展高層、大跨結(jié)構(gòu)的土木工程。 大跨結(jié)構(gòu)體系及以及關(guān)鍵的技術(shù)，向著大型復(fù)砸結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)代化發(fā)展；比較研究高層鋼結(jié)構(gòu)體系和布置、結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)價(jià)、結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、各種設(shè)計(jì)荷載和鋼結(jié)構(gòu)可靠度；研究開(kāi)拓巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系與各種雜交空間結(jié)構(gòu)體系；研究各種大跨度空間結(jié)構(gòu)的實(shí)用分析方法；改革創(chuàng)新大跨空間結(jié)構(gòu)的施工方法；研究鋼——混凝土組合結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)；研究鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)與防腐設(shè)計(jì)。

（二）防震抗風(fēng)和減災(zāi)等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)獎(jiǎng)更長(zhǎng)、更高、更軟。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系與抗風(fēng)抗震的設(shè)計(jì)理論將被進(jìn)一步的關(guān)注。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)將牢牢關(guān)注抗震思想，現(xiàn)代振動(dòng)控制的研究方向是智能控制、適應(yīng)控制、吸震減震技術(shù)的進(jìn)一步加強(qiáng)。

（三）創(chuàng)新與發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土材料以及技術(shù)預(yù)應(yīng)力，并推動(dòng)新技術(shù)、新理論、新材料以及新設(shè)計(jì)方法的涌現(xiàn)。主要體現(xiàn)在以下方面：混凝土不斷向高強(qiáng)、高性能發(fā)展，結(jié)構(gòu)中試用密筋混凝土、免振混凝土；研制生產(chǎn)大截面、大直徑鋼絞線(xiàn)，采用鍍鋅、環(huán)氧涂層鋼膠線(xiàn)，輕質(zhì)、耐久高性能的纖維加強(qiáng)塑料筋，玻璃纖維加勁塑料、碳纖維加勁塑料、芳綸纖維加勁塑料等；開(kāi)發(fā)與應(yīng)用新型無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋、體外預(yù)應(yīng)土木工程論文力配筋；研究設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能；結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土；推廣及發(fā)展現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系。

（四）著重發(fā)展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌實(shí)、不離析、易密實(shí)、長(zhǎng)期保優(yōu)等優(yōu)秀的力學(xué)性質(zhì)。因此，采用可持續(xù)發(fā)展的，并且對(duì)環(huán)境無(wú)害的混凝土技術(shù)研制高性能混凝土是必要的。

（五）開(kāi)發(fā)地下空間，改變地層的原始分布狀態(tài)，進(jìn)而改變層內(nèi)部及地面環(huán)境。但是在開(kāi)發(fā)低下空間，必須研究以下幾個(gè)方面：1、水文地質(zhì)的改變，地下空間結(jié)構(gòu)的改造，影響地表的植被生長(zhǎng)。2、地下空間的開(kāi)發(fā)破壞原有動(dòng)植物的生態(tài)環(huán)境。3、地下空間的開(kāi)發(fā)影響地面建筑物的安全。

（六）進(jìn)一步研究拓展巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。巖土錨固技術(shù)不但在邊坡工程、地下工程、深基坑工程、結(jié)構(gòu)抗浮工程中有良好的發(fā)展趨勢(shì)，在橋梁工程、重力壩加固工程及抗傾覆、抗地震工程中的地層錨固中也有很大的發(fā)展趨勢(shì)。

（七）土木工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要有以下幾個(gè)方面：1、工程項(xiàng)目的可行性分析和論證；2、工程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成選型；3、工程系統(tǒng)全局的優(yōu)化；4、以可靠度為前提的多目標(biāo)復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；5、工程系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)實(shí)施規(guī)劃以及施工力學(xué)；6、工程系統(tǒng)科學(xué)管理與維修；7、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)和設(shè)計(jì)的心理學(xué)。

四、結(jié)論

我國(guó)現(xiàn)代土木工程的某些方面在世界上已經(jīng)處于先進(jìn)行列，但在設(shè)計(jì)、施工與理論方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距。伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，土木工程建設(shè)將會(huì)有不斷的新的成就。在對(duì)土木工程研究發(fā)展的方面，不但要加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)、新型建筑材料、新型技術(shù)手段的理論與應(yīng)用研究，還要加強(qiáng)土木工程二級(jí)學(xué)科理論與技術(shù)的融合和滲透，以求土木工程的進(jìn)一步突破。

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