猜燈謎杜

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土木工程

拓展：土木工程

土木工程(英文：Civil Engineering)是建造各類工程設施的科學技術的統稱。

它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養、維修等技術活動，也指工程建設的對象。即建造在地上或地下、陸上或水中 ，直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施，例如房屋、道路、鐵路、管道、隧道、橋樑、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平台、給水排水以及防護工程等。

重要性與意義

土木工程的目的是形成人類生產或生活所需要的、功能良好且舒適美觀的空間和通道。它既是物質方面的需要，也有象徵精神方面的需求。隨着社會的發展，工程結構越來越大型化、複雜化，超高層建築、特大型橋樑、巨型大壩、複雜的地鐵系統不斷湧現，滿足人們的生活需求，同時也演變為社會實力的象徵。

土木工程需要解決的根本問題是工程的安全，使結構能夠抵抗各種自然或人為的作用力。任何一個工程結構都要承受自身重量，以及承受使用荷載和風力的作用，濕度變化也會對土木工程結構產生力作用。在地震區，土木工程結構還應考慮抵禦地震作用。此外，爆炸、振動等人為作用對土木工程的影響也不能忽略。

問題與條件

材料是實現土木工程建造的基本條件。土木工程的任務就是要充分發揮材料的作用，在保證結構安全的前提下實現最經濟的建造，因此材料的選擇，數量的確定是土木工程設計過程中必須解決的重要內容。

土木工程的最終實現是將社會所需的工程項目建造成功，付諸使用。有了最優設計還不夠，還需要把藍圖變為現實。因此需要研究如何利用現有的物資設備條件，通過有效的技術途徑和組織手段來進行施工。

土木工程是個系統工程，涉及方方面面的知識和技術，是運用多種工程技術進行勘測、設計、施工的成果。土木工程隨着社會科學技術和管理水平而發展，是技術、經濟、藝術統一的歷史見證。影響土木工程的因素既多又複雜，使得土木工程對實踐的依賴性很強。

歷史進程

對土木工程的發展起關鍵作用的，首先是作為工程物質基礎的土木建築材料，其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建築材料時，土木工程就 會有飛躍式的發展。

人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動，後來出現了磚和瓦這種人工建築材料，使人類第一次衝破了天然建築材料的束縛。中國在公元前十一世紀 的西周初期製造出瓦。最早的磚出現在公元前五世紀至公元前三世紀戰國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優越的力學性能，可以就地取材，而又易於加工製作。

磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18～19世紀，在長達兩千多年時間裏，磚和瓦一直是土木工程的重要建築材料，為人類文明作出了偉大的貢獻，至今還被廣泛採用。

鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。 十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋樑和房屋，這是鋼結構出現的前奏。

從十九世紀中葉開始，冶金業冶煉並軋製出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質量均勻的建築鋼材，隨後又生產出高強度鋼絲、鋼索 。於是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的樑、拱結構外，新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣，出現了結構形式百花爭豔的局面。

建築物跨徑從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的百米、幾百米，直到現代的千米以上。於是在大江、海峽上架起大橋，在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔，甚至在地面下鋪設鐵路，創造出前所未有的奇蹟。

為適應鋼結構工程發展的需要，在牛頓力學的基礎上，材料力學、結構力學、工程結構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發展，土木工程從經驗上升成為科學，在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新，從而促成了土木工程更迅速的發展。

十九世紀20xx年代，波特蘭水泥製成後，混凝土問世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土構件易於成型，但混凝土的抗拉強度很小，用途受到限制。 十九世紀中葉以後，鋼鐵產量激增，隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的複合建築材料，其中鋼筋承擔拉力，混凝土承擔壓力，發揮了各自的優點。 二十世紀初以來，鋼筋混凝土廣泛應用於土木工程的各個領域。

從三十年代開始，出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂性能、剛度和承載能力，大大高於鋼筋混凝土結構，因而用途更為廣闊。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土佔統治地位的歷史時期。混凝土的出現給建築物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式，使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發展。