土木工程概论 论文

《土木工程概论》读书笔记

重庆大学

摘要

本文论述了土木工程的由来、发展简史以及土木工程与人类的生存关系和展望。详细的描述了土木工程中的建筑工程、桥梁工程、岩土隧道及地下工程、道路与机场工程、轨道交通工程、港口工程。通从过将其古今对比，中外对比细致的讲解了它们的发展和与人类生存关系的联系。文章最后谈到了土木工程防灾减灾，讲述了各种灾害可能对土木工程产物造成的破坏和如何防治这些灾害。

关键词

土木工程概述简史技术发展

第一章土木工程与土木工程专业

1.1综述

土木工程的定义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指工程建设的对象，即建造在地上地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和进行的勘测、设计、施工、管理、养护维修等专业技术。

土木工程的来历：土木工程是18世纪末由英国的斯米顿首先提出的土木工程师而得来的，英文直译为中文是民用工程，主要用以区别军事工程，后来逐渐成为一切为了生活和生产所需要的民用工程设施的总称。

土木工程涉及的领域十分宽广，从建设的对象来看，土木工程包含建筑工程、地下工程、桥梁工程、隧道工程、道路工程……，从土木工程所用的材料来看，可分成金属结构、混凝土结构、高分子材料结构……从技术性质来看，有勘测、设计、施工、养护……。从职业分工看，有技术人员、工程管理人员、研究人员……

为了培养土木工程所需的各类人员，世界各国在大学本科教学中都设立了土木工程专业。大学本科土木工程专业的培养目标是培养适应社会主义现代建设的需要，德智体美劳全面发展，掌握土木学科的基本知识，获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作，具有初步的项目规划和研究开发能力。

土木工程专业培养学生的业务范围是：“能在房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁路工程、桥梁、矿山建筑等的设计、施工管理、咨询、监理、研究、教育、投资和开发部门从事技术或管理工作。

1.2土木工程发展简史

公元前5000年新石器时代，已经出现原始的土木工程活动，土木工程的发展可分为古代、近代和现代三个阶段。

古代土木工程大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶，前后约7000年。这一阶段土木工程的特征是：①建筑材料以天然为主。②建造理论主要是长期建造经验的总结。③建造工具以手工工具。

古代土木工程中有不少传世杰作，有些还流传至今。房屋建筑方面有北京故宫、意大利的比萨大教堂、法国的巴黎圣母院大教堂、佛罗伦萨教堂和罗马的圣

彼得大教堂。在桥梁方面有我国的咸阳渭河桥、赵州桥，在水利方面有都江堰、大运河，高塔方面有应县木塔，在其他方面有长城、埃及陵墓建筑群、吉萨金字塔群。

近代土木工程时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，约300年时间，这一阶段的特征是：①建筑材料以人造材料为主。②建筑理论重视科学理论兼顾经验。

③建筑技术为大规模使用施工机械，近代土木工程中也出现了不少举世瞩目的作品，如埃菲尔铁塔、进门悬索桥、胡佛坝。帝国大厦。

现代土木工程起点可定为20世纪中叶，这一阶段的特征是土木工程与高新技术相结合。①建造材料方面已能配置高性能和高强度的混凝土。②结构理论方面，分析理论开始考虑材料非线性和几何线性，能采用数值解对结构的受力进行仿真，能做动力分析。③建造技术方面变成了机—电—计算机的一体化。在现代土木工程中，体现时代特征的土木工程已不再是一些个体工程，它已与世界经济的高度发展联系在一起。

1.3土木工程与人类生存的关系

资源是人类生存和社会发展的物质基础，自然界固有的大部分资源是有限的，必须有效工业提出了提倡生产和使用“绿色建材”的思想，绿色建材指采用清洁卫生的生产技术少用天然资源和能源，大量使用由工业或城市废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。合理的使用，同时创造新的资源。在《21世纪议程》确定了可持续发展战略方针后，建材土木工程所耗费的能源出自两个方面，一方面是土木工程所用材料在生产过程中消耗的能源，另一方面是土木工程建设完毕后使用期间耗失的能源。人类生存环境的恶化主要来自两个方面：一个是环境污染，另一个是生态环境的破坏。土木工程如不加限制地采用不符合绿色建材的要求的建筑材料，会加剧水和大气的污染。土木工程的选址不对则会造成生态环境的破坏。

第二章建筑工程

2.1建筑物的功能和安全

建筑物的功能就是指建筑物的用途，既可以从房屋建筑的主要用途加以区分，也可以从使用者的立场出发进行区分。建造于地表的建筑物，首先要受到重力作用，建筑物自身重量，安放其中的家具、设备、生活和生产办公用的周转物资的重量，都对建筑物施加了力，在这些外力作用下，结构体系能保持其完整性，不至于发生局部坍塌或连续性的倒塌，是建筑物安全的最基本要求。

2.2结构体系的发展

任何建筑都需要与之匹配的结构，随着人口集聚，集镇都市开始成长，自然发展出对高层建筑结构的需求，于是渐渐有了柱——梁构件形成的框架体系、波特兰水泥、混凝土、钢筋混凝土……。从结构的概念来阐述，大跨度建筑面临的第一挑战就是如何负担沉重的屋盖，可以通过平方——立方定律进行计算，大跨度空间结构抵抗荷载的方式和机理可大致分为三类：利用结构的抗力，利用形体的抗力，利用材料的抗力。

2.3结构设计理论的演变

为了保证建筑物结构系统的安全，要避免发生如下状态：整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡；结构构件或连接因为超过材料强度而破坏；结构变为

机动体系；结构或构建丧失稳定；地基丧失承载能力而破坏。机动体系是指结构发生不确定的变形，机动体系在建筑物自身重力荷载的作用下容易塌掉。结构体系发生破坏一般是因为其不够坚固，但将其设计得无比坚固却受到很多限制，首先是经济性的限制，其次是使用性的限制。

结构设计的主要步骤：方案设计（可细分为初步设计和扩大的初步设计）；技术设计（既要保证结构安全，又能满足设备工程师的要求）；施工设计（要考虑施工的可行性）。结构安全可用以下公式来表达：荷载作用的效应≤结构的抵抗能力，从静力学的应用到动力学的应用，是结构分析中一个非常重要的进步，计算上式的右端项——结构的抵抗能力虽要掌握线性关系、塑性力学，在结构设计中利用塑性力学是结构分析理论的又一个重大进步。稳定性的计算：荷载在结构构件中引起的压力，不仅不能超过材料的强度极限，也不能超过构件的稳定承载力。从防止强度破坏拓展到防止失稳破坏是结构设计概念和设计理论的一个质的重大进步，确定性的结构设计理论慢慢让位给基于概率论的设计理论，这是上世纪结构设计学的又一重大的进步。

2.4施工技术的进步

西方工业革命之前，土木工程的施工主要依靠人力、畜力和一些简单的工具。由泥土烧制而成的砖和瓦这些人造建筑材料，成为土木工程施工技术的第一次飞跃，混凝土的出现给建筑物创造了新的结构形式，促进了土木工程施工的新技术和新理论，形成第二次飞跃发展，钢材的冶炼和钢结构的应用孕育了土木工程施工技术的第三次飞跃。

第三章桥梁工程

3.2中国古代桥梁的辉煌与衰落

中国古代桥梁的历史从公元前16世纪～公元19世纪。我国历史上最早记载的桥梁为钜桥，最早的浮桥始于公元前5世纪的“波斯浮桥”。公元前12世纪，我国建了浮桥。公元前6000年的两河流域先民就开始用砖块砌成拱圈，中国在商代就有建筑拱桥的可能。中国古代工匠的独创臂式木桥梁，用木梁像斗拱那样多层叠置外挑，或加上斜撑增加悬挑的能力直至在跨中合龙形成跨度可达30余米的拱形桥梁，用天然的植物纤维制成索桥。

3.3中国近代桥梁的引进和发展

从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间，是近代土木工程迅猛发展的时期。1638年伽利略论述了材料的力学性质和梁的强度，用公式表达了梁的设计理论，之后又逐渐出现了虎克定律、牛顿力学运动三大定律、压屈公式……在这阶段，拓建造桥梁时期结束，钢筋混凝土桥诞生。

列强入侵时期的技术引进，清朝政府奉行闭关锁国，使得中国沦为半殖民地半封建的弱国，鸦片战争后中国被迫开放商埠，引入了西方的桥梁技术，民国时期孙中山先生制定了宏伟的交通建设计划，中国桥梁得到发展。新中国建立初期，随着国民经济和交通事业的兴起，桥梁建设也得到发展产生了武汉长江大桥、南京长江大桥、云南长虹石拱桥……

3.4世界现代桥梁发展中的主要技术创新

20世纪50年代，1928年首创了预应力混凝土的概念和设计理论。1938年提出斜拉桥构思。20世纪60年代出现了桥梁建设的黄金时期，预应力夹片锚和高

应力幅冷铸墩头描问世。钢桥方面，高强度螺栓的摩擦型发展。1960年首创下层移动托架法施工工法。1962年顶推法施工技术。20世纪70年代预应力技术发展的成熟期，斜拉桥开始推广。著名的有sunniberg桥、fegire桥。20世纪80年代体外预应力索新技术得到发展，诞生了平行钢索桥，20世纪90年代桥梁工程进入一个冲刺阶段标志着20世纪桥梁建设最高水平和跨度记录的几座大桥完成。

3.5中国现代桥梁的崛起

80年代中国进入改革开放新时期，开始学习和追赶交通建设，中国的桥梁技术取得了突飞猛进的成果。90年代开始了向着世界先进水平的攀登。上海杨浦大桥在当时居世界斜拉桥跨度之首万县长江大桥的建成使我国拱桥记录跃居世界首位。21世纪进入到一个创新和超越的新时期，最具代表性的是南京长江大桥、上海卢浦大桥（创世界跨度的钢拱桥）润扬长江大桥（中国跨度最大的悬索桥），南京长江（施工速度快）上海东海大桥（我国第一座在广阔海域建造的大桥）。

第四章岩土、隧道及地下工程

4.1概述

岩土工程以土力学与基础工程、岩石力学与工程等为理论基础，以岩石和土的利用、整治或改造作为研究内容，服务于各类主体的勘察、设计与施工的全过程，特点：工程对象多、行业广泛；建设环境复杂、投资大、风险高；隐蔽性好，防灾能力强；冬暖夏凉、运营费低、保护自然生态环境、土地多重利用。

4.2岩土力学的改革

18世纪60年代提出许多岩土工程问题，施工机械的出现也为现代岩土工程的发展提供了物质条件，开始出现土力学的经典理论如土的mohr-coulomb强度理论、土压力理论、关于斜坡稳定性的理论、有孔介质中水的渗透原理即达西定律、极限承载力公式、20世纪初，岩土力学的理论与工程应用取得了较好的发展。1923年间形成了土力学有效应力原理和土的固结理论，此后泰勒和简布发展了土坡稳定性理论，比奥建立了土骨架压缩和渗透耦合的三维固体结构理论。

4.3岩土工程的演变

世界上最早的岩土工程是北京周口店发现的北京猿人洞穴。1300多年前的赵州石拱桥地基处理得非常合理，保存完好并使用至今，用石灰做基础工程的材料有我国的万里长城、西藏佛塔、埃及金字塔、古罗马的家谱亚军用大道。1885年美国芝加哥建成了世界上第一座具有现代意义的钢结构高层建筑。随后，全世界兴起了建造高层建筑之风，对基地承载力提出了更高的要求。在这期间的打桩技术有落锤法施工、蒸汽打桩锤、导杆式柴油打桩锤、筒式柴油打桩锤。

自20世纪中叶以来，岩土工程在世界发生了史无前例的发展，岩土工程领域得到拓展，岩土工程发展条件变得成熟，岩土工程理论与技术有了突破。

4.4隧道及地下工程的发展历史与技术进步

古代隧道从旧石器时代到公元17世纪，窑洞是一个重要里程碑。，近代隧道及地下工程时期是指从17世纪到第二次世界大战前后，这一时期有很多新技术诞生:传统矿山法，隧道掘进机、盾构法、沉埋法。现代隧道及地下工程是指从第二次世界大战到现在，主要的施工方法有：岩石隧道与矿山法和新奥法、隧道

掘进机、盾构法隧道、沉管法隧道、轨道交通隧道工程、地下空间综合开发与利用。

4.5 展望

岩土中的许多问题不仅经典力学无法解释，现有的非线性和弹塑性本构理论也无能为力，因此，不少学者正在探索新的研究思路，，土的随机性研究正方兴未艾。岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩土问题并将融入环境科学、材料科学等其他学科取得的新成果。随着城市化的飞速发展，新型随道及地下工程的方式层出不穷。近年来人们提出了真空隧道输送设想。

第五章道路与机场工程

5.1 中外古代道路发展概况

公元前20世纪中国就有驮运道，相传是黄帝发明了车轮，战国时期有了栈道，秦始皇修建了遍布全国的驰道网，隋朝有了御道，汉朝开创了丝绸之路。唐朝实行道路保养。公元960～1911年，在宋、元、明、清几个朝代中，道路工程技术均有不同的提高。公元前20世纪阿拉伯埃及共和国为建筑金字塔和狮身人面像，把大量的巨石从采石场运到工地，由此修建了道路。古罗马时代道路得到惊人的发展，形成了四通八达的交通网。几乎囊括了印加帝国所有疆域，贯穿各种地形。

5.2 国内外著名古代道路

国内外著名古代道路有丝绸之路、古罗马帝国道路、北美印加帝国道路。丝绸之路是公元前2世纪至十三、四世纪期间，横跨亚洲的陆路交通干线，这条道路在世界道路发展史上占有重要了地位。罗马拥有庞大的道路系统，古罗马帝国修建道路对维护帝国兴盛的作用巨大，形成了以罗马为中心、辐射全国的道路网，故有条条大路通罗马一说。印加帝国为巩固和发展自己的统治，在所有疆域的各种地形建造了四通八达的大道。

5.3 西方近代道路

直到公元18世纪，近代道路工程开始在欧洲兴起。，大家开始用科学方法改善道路工程，使得筑路技术向科学化和近代化迈出了第一步。后来又提出采用凸面的路表使雨水迅速排到路测的边沟中，以保证排水通畅，然后有了马克当路面，后来发明了轧石机、蒸汽压路机。1958年，布莱克发明了轧石机，促进了碎石路面的发展，20世纪初，碎石路面被世界公认为当时最优良的路面而推广于全球。

5.4 现代道路的发展

自20世纪50年代起，世界发达国家的现代化公路交通迅猛发展。一方面是工业实行专业化改革，另一方面是由于汽车工业发展及人民生活水平提高、旅游事业的发展。为适应公路运输的发展需要，在公路建设方面，国外大力发展高速公路，形成了高质量的公路网，不但增加了公路建设投资还采用各种先进技术以减低成本，提高公路的效率。

1832年，焦油沥青路面第一次在英国出现，1924年，意大利建造了第一条高速公路。约20年前中国大陆有了第一条高速公路，中国高速公路的发展创造了世界奇迹。随着城市空间越来越紧张，城市道路逐渐向空中和地下发展。形成完善的立体道路系统有高架道路、地下道路、立交、步行街。

5.5 民用机场的诞生及发展

1783年历史上人类第一次气球载入的自由飞行，，1852年，吉法尔发明了世界上第一艘飞艇，1903年人类历史上第一架飞机起飞。此后飞机在军事领域得

到广泛应用，性能不断提高。军用飞机开始改装成民用飞机，第一个为民航运输而设计的机场是克洛伊登机场。第二次世界大战后，国际间的交往开始增加，对机场有了更高的要求，喷气式民航客机的投产，使飞机成为大众的交通运输工具。

随着大型宽体喷气式运输机和航空运输量的迅速增加，机场的飞行区不断扩大和完善，保证飞机在各种气候条件下安全起降，航站楼日益综合化和现代化，机场离开城市一段距离也有先进的客运系统与城市连接。。当代机场系统包括空域和地域，前者即航站区空域，后者由飞行区、航站区、进出机场的地面交通组成。

5.6 道路与机场工程的技术进步

水泥和沥青是改变道路和机场铺面技术状况最重要的两大建筑材料。对于常用的筑路机械目前的发展趋势主要表现为：广泛应用电液控制技术；利用远红外、激光和超声波等非接触式传感技术；更加自动化和自能化。道路工程的环境问题主要是生态环境污染、空气污染、噪声污染和水污染。

第六章轨道交通工程

6.1概述

轨道交通萌芽于16世纪欧洲的采矿业。1803世界上首条公共铁路在伦敦开通。1814年，制造了第一台蒸汽机车。1879年第一辆小型电力汽车问世。从1825年至1879年是铁路在世界上蓬勃发展的时期。1825至1870年之间世界铁路的

总长度发展到210000千米，1913年世界铁路网的总长度发展到1100000千米。19世纪初至20世纪初是世界铁路发展最迅速最辉煌的年代。

6.2 中国早期铁路的发展

1875年唐廷枢请求修铁路运煤，清政府同意。京张铁路——我国自性建设的第一条铁路，詹天佑任会办兼总工程师。中华民国初年，孙中山辞去临时大总统后全力筹办全国铁路，提出修建10万英里铁路的计划。旧中国的铁路建设不仅数量少而且布局不合理，铁路技术标准杂乱，质量较低。

6.3 新中国铁路建设的成就

中华人民共和国成立，掀开了中国铁路建设的新篇章。从1950年开始，国

家进入三年经济复苏时期，全国铁路复旧工程取得了巨大成就。1952年年底，

全国铁路运营里程增加到22876千米，复旧的同时新线的建设也在进行。

成昆铁路被称为人类在20世纪创造的三项最伟大的杰作之一。20世纪80

年代国家改革开放政策，促使我国的铁路建设引进了大量的国外资金、设备和技术，从而提高了我国铁路技术开发的起点，并大大提高了我国铁路自我发展的能力。，使我国的铁路建设开始由劳动密集型逐渐向技术型转变。

从20世纪后期开始，世界发达国家不断提高列车速度，铁路在世界范围内

又再一次重新崛起。世界屋脊青藏铁路被列为国家十五期间四大标志性工程之一，名列西部大开发12项重点工程之首。

6.4 高速轨道交通及其主要技术创新

高速铁路具有全天候、安全性好、运能大、速度快、能耗低、污染轻、占地

少等特点，是当代科学技术的一项重要成就。高速铁路也是社会经济发展的产物，速度高低是一个具有时代性的相对概念。日本是世界上最早发展高速铁路的国家欧洲的高速铁路技术主要以法国和德国为代表。2002年秦沈客运专线的建成和京沈客运道路的拉通是我国第一条实质性的高速铁路。2006年，我国西部第一条高速铁路遂渝铁路客运专线正式开通。

6.5 城市轨道交通工程

1829年，巴黎引入较大的由马驱动的公共马车，1845年提出修建地下铁道，1860年法国工程师想像出城市高架铁路。城市轨道交通在其100多年的发展过程中，呈现出多元化的趋势。如今已形成了一个包括地铁、轻轨、独轨以及磁悬浮列车等多种形式的交通系统。自从20世纪50年代起，我国就着手筹备地铁建设，规划了北京地铁网络。

6.6 轨道交通的展望

轨道交通工程总体上朝着高速化、多样化、高效化、舒适性和节能性方面发展，高速化带来的两大问题是：需要高精度的施工生产技术；需要新的理论设计。

第七章港口工程

7.1 概述

港口是具有一定的水域和陆域面积及设备条件，供船舶安全进行货物或旅客的转载作业和船舶修理、供应燃料或其他物资等技术服务和生活服务的场所。

7.2 港口发展简史

最原始的港口是天然港口，中国港口原型是河姆渡码头，国外海口和海运的发展以地中海为最早。随着商业和航运业的发展，天然港口已不能满足经济发展的需要，需建立人工港口。秦汉时代是我国航海事业的发展时期，唐朝中国的近海和远洋航行方面，均独步于世界航海界领先地位。从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间，是土木工程也是港口工程迅猛前进的阶段。在施工方面建造速度也加快了。第二次工业革命期间，美国凭借其广大的地域和新兴的技术迅猛崛起，1894年，美国的工业产值超过英国、德国成为世界第一，纽约港成为世界上最大的港口。

现代土木工程以社会生产力的现代发展为动力，以现代科学技术为背景，以现代工程材料为基础，以现代工艺与机具为手段高速的向前发展。在建筑材料方面，高强度的水泥在工程中普遍应用，在理论研究方面，采用各种数学分析方法和建立大型、精密的实验设备和仪器等研究手段分不开的。从建国以来到现在，我国港口无论在数量上还是在速度上，都创造了奇迹。我国港口业的跨越式发展还可以从集装箱运输发展来体现。

7.3 港口工程建设

港口由水域和陆域两大部分组成。港口建设中要执行如下基本准则：符合国民经济发展的需要；统一规划、远近结合、合理布置；节约用地；因地制宜、就地取材；注意环境保护；节能。港口最基本的属性是运输属性，同时港口还具有非运输属性的不同功能，它可以按用途分类、按地理位置分、按国家政策分、按成因分、按港口水域在寒冷季节是否冻结分类，按潮汐关系。潮差大小，是否修建船闸控制进港分类。

港口由水域和陆域两大部分组成，港口水域是港界线以内的水域面积，通常

包括进港巷道、锚坡地和港地。陆域是指港口供货物装卸、堆存、转运和旅客集散之用的陆地面积。港口的特征参数主要有港口水深、码头泊位数、码头线长度、港口陆域高度。港口水工建筑物包括波堤、码头、护岸、修船和造船水工建筑物等。进出口港船舶的导航设施和港区护岸也属于港口水工建筑物的范围。

7.4 港口工程与人类生存的关系

资源是人类生存和发展的物质基础，港口的建设和发展也必须合理有效地利用资源。现代港口通常处于沿海沿江的陆地与海河之间生态系统中的特殊地带，这些地带往往容易受到各种途径的污染和过度的开发利用。与港口工程有关的突发性灾害有地震灾害、风暴潮灾害等。为了减少在灾害发生时给人们带来的生命和财产的损失，港口工程应该有足够的抗灾能力。

7.5 港口工程的展望

港口工程的发展趋势主要体现在以下几个方面：基础设施的深水化和大型化港口功能的多样化；管理信息化。港口崛起正是中国经济迅猛发展的一个缩影。

第八章土木工程的防灾减灾

8.1 概述

灾害大体上可分为自然灾害、人为灾害、以及人与自然共同作用而产生的灾害。对土木工程影响较大的灾害主要有：地震、台风、火灾、地质灾害、爆炸、与恐怖袭击引起的灾害。我国的防灾减灾战略是“经济建设与防灾减灾一起抓”土木工程防灾减灾在国际上并未形成一门独立的学科，但国际上有很多防灾减灾的政府和非政府机构。

8.2 地震灾害及其工程防灾

地震是自然灾害中发生最多、影响最大的一种。衡量地震本身大小及其对人类环境影响和危害的指标是震级和烈度。地震灾害及其对工程结构的影响主要表现在三个方面，即地表破坏、工程结构物破坏和因地震而引起的各种次生灾害。地震工程学科是随着人们对地震发生和造成工程破坏的认识而逐渐发展起来的。地震工程主要涉及工程地震、工程抗震和综合抗震防灾等三方面内容，其核心是工程结构抗震设计理论。减轻地震灾害是一项宏大的系统工程，关系着社会的发展和人类的进步，主要包括震前的抗震防灾、震时的应急处理、震后的抢险救灾和恢复重建。减轻地震灾害的工程措施主要有：结构抗震设防、结构隔震、以及结构效能减震和结构振动的主动控制。减轻地震灾害的非工程设施包括对公民持续进行防震减灾教育；加强国家、省市和地方及民间灾害紧急救援队伍的组织和建设；发挥政府在城市防震减灾中的主导作用；注重研究由于地震灾害引起的与社会和人文科学有关的问题。

8.3 风灾及其工程防灾

风灾是全球最常见和最严重的自然灾害之一，我国是世界上少数几个受风灾影响最严重的国家之一。风灾会造成桥梁结构风毁、冷却塔风毁、房屋建筑破坏、大跨屋盖破坏、高耸结构破坏、其他结构破坏。人们为了有效地预防和控制土木工程结构风灾害的发生，逐步形成了一门多领域交叉学科——风工程，风工程涉及了大气物理学、空气动力学、结构力学、实验力学等。近地风测量、近代风荷载、现代风工程、风工程体系。

8.4 火灾及其工程防治

火灾分为自然性火灾和行为性火灾，其直接损失约为地震的5倍，仅次于干

旱和旱涝。钢结构建筑一旦发生火灾，结构很容易遭到破坏甚至倒塌。火灾的发生必须具备如下三个条件：存在能燃烧的物质，有火源，有燃烧介质。除了少数情况外，在火灾中都会产生大量烟气，烟气具有遮光性、有毒性和高温性，因此对人员的威胁最大，是造成火灾中人员死亡的主要原因。

建筑火灾的主动防治减灾对策：城市总规划体现与满足防火的基本要求；建筑物内布置合理的防火分区、合理的人员疏散通道和疏散诱导设施、火灾探测报警系统；控制烟气的蔓延。被动防震减灾：合理选用结构材料与结构形式；对钢构件进行防火保护；加大混凝土构件的保护层厚度；对木结构进行阻燃和耐火处理。适当加大构件的截面；设计合理的细部构造。

8.5 地质灾害及其工程防治

地质灾害是指由于自然变异和人为作用引起地质环境和地质体发生变化而给人类和社会造成的危害。统计表明，较大规模的地质灾害中，人为因素诱发的占了90﹪多。

滑坡会使位于斜坡上的建筑物由于斜坡的滑动引起建筑物基地失效或整体倒塌；水库的堤岸滑坡在水库中挤出巨大涌浪；桥梁、渡槽、隧道和道路发生倒塌或破坏；毁灭村庄、厂区。

8.6 爆炸灾害及其防治

物理爆炸：因某些介质中的温度或压力突然升高而引起，化学爆炸：化学反应过程剧烈而放出能量。核爆炸：原子核的聚变或裂变。爆炸严重时会对结构内部产生塑性变形。爆炸破坏性的大小是由两个同等重要的因素炸弹的尺寸和爆炸源离目标的水平距离决定。爆炸主要分为在建筑结构外部发生的以及建筑结构内部发生的两种情况。

参考文献

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