土木工程的趋势

更新时间:2024-03-18 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:7314 浏览:31309

21世纪,各个领域发展为土木工程的前进创造了良好的条件,本文就土木工程的发展趋势作简要叙述,仅供参考.

土木工程;发展趋势

[中图分类号]TU-1[文献标识码]A[文章编号]1009-9646(2011)08-0038-02

一、建筑空间的扩展

用地紧张、生存空间拥挤、交通堵塞、基础设施落后、生态失衡和环境恶化等“城市病”给人类居住带来了很大的影响,也制约了经济和社会的进一步发展,成为现代城市可持续发展的障碍.因此,人类为了争取生存,土木工程的未来至少有以下五个发展方向:

1.向高空延伸

作为城市发展的产物之一,高层建筑物不仅在数量上越来越多,而且在高度上也越来越高,与地面高空发展相对应.日本拟在建造800.7m高的千年塔,它在距海约1.25英里的大海中,将工作、休闲、娱乐、商业、购物等融于一体的抗震竖向城市中,居民可达5万人.中国拟在上海附近的1.6公里宽,200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦,居民可达10万.印度也提出将投资50亿建造超级摩天大楼,其地上共202层,高达710m.

2.向地下发展

地下空间的开发也有着巨大的吸引力,原因在于目前城市地下空间开发不需要支付或支付很少土地费用.城市地下空间是一个十分巨大而丰富的空间资源,如果得到合理开发,其节省土地资源的效果是十分明显的,另外工程实践也表明地下空间开发在一些大城市条件已基本成熟,而且是现代城市开发的必然趋势.1991年在召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》,提出了“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”,建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点.

3.向海洋拓宽

为节约使用陆地,围垦、拓岸工程和建造人工岛都可以充分利用海洋资源,为将来大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量.阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯将建海上城市型游船,该船将长804.5m,宽228.6m,有28层楼高,船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和等.

4.向沙漠进军

全世界约有1/3陆地为沙漠,每年约有600万公顷的耕地被侵蚀,这将影响上亿人口的生活.世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲.在缺乏地下水的沙漠地区,国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案,该方案一旦实施,将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程.

5.向太空迈进

早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一大胆设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站,这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围.由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现,人们发现月球上拥有大量的钛铁矿,在800℃高温下,钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水气,由此可以制造出人类生存必需的氧和水.预计21世纪50年代以后,空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展.


二、超大型工程的修建

随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类将有可能从事更大规模的土木工程建设,从事土木工程的人们将为改造世界做出新的贡献,取得新的突破.西班牙与摩洛哥之间的直布罗陀海峡割断了欧洲和非洲大陆的交通,至今人们已经提出了多种联络线方案.如全长30km,最大主跨为2000m的吊桥方案,全线长14km,最大主跨为5000m的吊桥方案,也有的提出采用最大主跨为5000m的海中浮游式桥梁方案等.对马海峡的地下隧道工程、白令海峡的填筑等也是世界上酝酿中的超大型工程.

三、高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展.高性能混凝土及其他复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展.高轻质材料的出现,比如比钢质量更轻但是性能却更好的铝合金的使用以及镁合金和玻璃纤维增强塑料的使用等,为现代土木工程建设的新趋势提供了材料基础.具体体现,就是超高建筑和超大型工程的修建.

四、计算机应用

随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映世纪情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全.人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益.由计算机技术和力学的结合产生的新的计算理论和计算手段和新材料的结合.计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件.

五、新管理技术和运营方式的采用

建筑业的工业化是建筑业发展的必然趋势.要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产.要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式.同时还要不断推进新材料、新工艺的使用.

六、结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件.空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全.

七、新能源和能源多极化

能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题,这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视.

[1]葛晓红.新华.知识经济时代下土木工程之进展[J].三明职业大学学报.1999年,第4期.

[2]吕志涛.新世纪的土木工程与可持续发展[J].江苏建筑.2003年增刊(总第92期).

乔雨蒙(1989.8―)男,汉族,河南驻马店人,中南大学土木工程学院土木工程专业本科在读,研究方向:桥梁工程.

汤欢(1989.10―)男,汉族,四川德阳人,中南大学土木工程学院土木工程专业本科在读,研究方向:结构工程.

张博洋:(1988.02―)男,汉族,河北唐山人,中南大学建筑与艺术学院建筑专业本科在读,研究方向:建筑.