浅谈土木工程与建筑工程

浅谈土木工程与建筑工程

作者：胡晓宇

来源：《科技经济市场》2008年第07期

土木工程（Civil Engineering）既指建设的对象(即建造在地上、地下、水中的工程设施)，也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。随着人类社会的进步和发展，已经演变成为大型综合性的学科，包括建筑工程、铁路工程、道路工程、桥梁工程、特种工程结构、给水排水工程、港口工程、水利工程、环境工程等。

古代的土木工程有很长的时间跨度，大致从公元前500年新石器时代出现原始的土木工程活动到16世纪末意大利的文艺复兴，导致土木工程走上迅速发展的道路为止，前后经历了两千多年。我国黄河流域的仰邵文化遗址和西安半坡遗址发现了有供居住的浅穴和直径为5-6米的圆形房屋。中国古代的建筑多采用木结构，并逐渐形成与此相适应的风格，公元14世纪建造的北京故宫是世界上最大最完整的古代木结构宫殿建筑群，应县的木塔是世界上最高的木建筑。与此同时，欧洲的以石拱结构为主的古代房屋建筑也达到了很高的水平，意大利的比萨大教堂、法国的巴黎圣母院、罗马的圣彼得大教堂均反映了欧洲这一时期建筑施工和结构的最高成就。从17世纪中叶开始到20 世纪40年代第二次世界大战结束为止的300年间，国外的建筑取得了长足的进步，土木工程进入了定量阶段。一些理论的发展、新材料的出现、新工具的发明，都使土木工程科学日渐完善和成熟。到了近代，许多国家经济起飞，现代科学日益进步，从而为进一步发展提供了强大的动力和物质基础。尤其是我国，土木工程在这一段时间内，更是突飞猛进，建筑、桥梁、道路、隧道等，无论是在技术理论上，还是在基础建设上，都取得了巨大的成就。

建筑工程就是兴建房屋规划、勘测、设计、施工的总称。建筑工程是土木工程的一个分支，包括建筑结构、建筑材料和建筑施工。

建筑结构就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学又可以分为静力学、材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况，也就是建筑的强度、刚度、稳定性。在载荷作用下，承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用，同时物件本身受载荷作用而产生变形，并且存在着破坏的可能性，但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力，而结构的承载能力的大小是与构件的材料、截面的几何尺寸、受力性质、工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。 建筑材料在建筑中也起着举足轻重的作用。建筑材料是随着人类社会生产力和科学技术的提高而逐步发展起来的。人类最早穴居巢处，几乎没有建筑材料的概念，后进入到石器铁器时代，开始掘土凿石为洞，伐木搭竹为棚，利用最原始的材料建造最简陋的房屋。后来，用黏土烧制砖瓦，用岩石制石灰、石膏，建筑材料从天然进入了人工阶段，为建造较大的房屋创造了条件。18世纪后，科学技术的发展促使建筑材料进入了一个新的发展阶段，钢铁、水泥、混

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凝土及其他材料的相继问世，为现代的建筑奠定了基础。20世纪后，建材性能和质量的弊端改善，品种的不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功能的建材如绝热材料、吸声隔热材料、耐火防火材料、防水抗渗材料、防爆防辐射材料应运而生，这些材料为房屋建筑提供了强有力的物质保障。

建筑施工是和与建筑力学、建筑材料同样重要的一个环节。建筑施工是将设计者的思想、意图及构思转化为现实的过程，从古代的穴居巢处到现代的摩天大楼，从农村的乡间小道到城市的高架道路都需要通过“施工”的手段来实现。一个工程的施工包括许多工种工程，诸如土方工程、桩基础工程、混凝土结构工程、钢结构工程、结构吊装工程、防水工程等，各个工种工程都有自己的规律，都需要根据不同的施工对象及施工环境条件采用相应的施工技术，在土建施工的同时，需要与有关的水电、风暖及其他设备组成一个整体，各工程之间合理的组织与协调，更好的发挥投资的效益。土木工程施工在发挥效益的同时，还要严格按照国家颁发的有关施工技术规范，从而进一步提高施工水平，保证施工质量，降低工程成本。

任何建筑无不修建在地球表面的地层上，建筑的重量最后都会传给地层，由地层来承受。支撑建筑的地层被统称为地基，建筑物在地面以下并将上部结构的自重与所承担的载荷传递到地基上的构件或部分构件称为基础。地基、基础和上部结构是建筑物的三个不可分割的部分。三者功能不同，但在载荷的作用下，它们彼此相关，是共同作用的整体。地基可分为天然地基和人工地基，基础根据埋深分为深基础和浅基础。基础和地基的质量是保证建筑物的安全和正常使用的关键所在，建筑物的地基在建筑物的载荷作用下既要保持整体的稳定性又要使地基产生的沉降在建筑物许可范围内，而地基本身应有足够的强度、刚度和耐久性，同时还要考虑修基础的方法和必要的挡土挡水及相关措施。

总的来说土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。地球环境的日益恶化，人口的不断增加，人们为了争取生存，为了争取更舒适的生存环境，必将更加重视土木工程。在不久的将来，一些重大项目将会陆续兴建，插入云霄的摩天大楼、横跨大洋的桥梁、更加方便的交通将不是梦想。科技的发展，以及地球不断恶化的环境必将促使土木工程向太空和海洋发展，为人类提供更广阔的生存空间。近年来，工程材料主要是钢筋、混凝土、木材和砖材，在未来，一些全新的更加适合建筑的材料将问世，尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。同时，设计方法的精确化、设计工作的自动化、信息和智能技术的全面引入，将会使人们有一个更加舒适的居住环境。