《土木工程導(dǎo)論(第三版)》是根據(jù)《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》的基本要求編寫的。土木工程導(dǎo)論是一門專業(yè)入門教育課,教材內(nèi)容首先滿足專業(yè)教育的基本要求,拓展土木工程的研究與應(yīng)用范圍,培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維,使學(xué)生全面了解土木工程的過去、現(xiàn)在發(fā)展?fàn)顩r并將土木工程的未來描繪給學(xué)生。
全書共8章,第1章主要介紹土木工程專業(yè)、土木工程師的責(zé)任和義務(wù),第2章介紹土木工程發(fā)展簡史,第3章介紹土木工程的研究內(nèi)容,第4章介紹土木工程的建設(shè)程序與決策,第5章介紹土木工程防災(zāi)減災(zāi),第6章介紹綠色土木工程與建筑節(jié)能,第7章介紹土木工程智能建造和 BIM技術(shù),第8章介紹土木工程的未來。本書編寫力求圖文并茂、通俗易懂,旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)土木工程的濃厚興趣,幫助學(xué)生樹立學(xué)好土木工程的信心,培養(yǎng)學(xué)生作為土木工程師的使命擔(dān)當(dāng)。
本書為高等學(xué)校土木工程、道路橋梁與渡河工程、工程管理等土木類專業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)課教材,也可供其他專業(yè)希望了解土木工程的技術(shù)人員和行政管理人員參考。
朱彥鵬,男,1960年9月生,碩士研究生,教授,博士生導(dǎo)師。1982年畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學(xué)工業(yè)與民用建筑工程專業(yè)獲學(xué)士學(xué)位,1984年畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學(xué)大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)獲重慶建筑工程學(xué)院碩士學(xué)位,2005年在加拿大卡爾頓大學(xué)公派訪學(xué)一年。1999年7月晉升教授,2003年聘為博士生導(dǎo)師,1996年4月-2014年1月任蘭州理工大學(xué)(原甘肅工業(yè)大學(xué)建筑工程系主任,建筑工程學(xué)院院長)土木學(xué)院院長,2008年6月-2022年12月任西部土木工程防災(zāi)減災(zāi)教育部工程研究中心主任、甘肅省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
國家萬人計(jì)劃國家教學(xué)名師,全國優(yōu)秀教師,全國教材工作先進(jìn)個(gè)人,享受國務(wù)院特殊津貼專家,教育部“長江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)人,教育部首批黃大年式教師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,國家教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,甘肅省領(lǐng)軍人才第 一層次人選,甘肅省優(yōu)秀專家,甘肅省先進(jìn)工作者,甘肅省師德標(biāo)兵,2018年、2020年和2023年連續(xù)三被甘肅省委、省政府授予甘肅省領(lǐng)軍人才考核優(yōu)秀等次。2023年朱彥鵬土木工程防災(zāi)減災(zāi)勞模工作室被選樹為全國教科文衛(wèi)體系統(tǒng)示范性勞模和職工創(chuàng)新工作室,2021年朱彥鵬土木工程防災(zāi)減災(zāi)勞模工作室被選樹為甘肅教科文衛(wèi)勞模工作室。2019年獲得蘭州理工大學(xué)建校100周年教書育人特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。
中國土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)與巖土工程學(xué)會(huì)理事,中國土木工程學(xué)會(huì)施工技術(shù)與裝備委員會(huì)常務(wù)委員、地基處理學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、非飽和土學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任,中國建筑學(xué)會(huì)深基坑支護(hù)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任,中國科協(xié)黃土委員會(huì)常務(wù)委員。
主要從事土木工程領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作,先后承擔(dān)了國家自然基金、國家支撐計(jì)劃等200余項(xiàng)等科研課題。3項(xiàng)成果獲省級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)和一等獎(jiǎng),6項(xiàng)成果獲省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。發(fā)表各類學(xué)術(shù)論文400余篇,其中SCI、EI收錄200余篇,獲得國家發(fā)明專利20余項(xiàng),著有《柔性支擋結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力穩(wěn)定性分析》等專著六部,主編參編國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)20余部。主編《土木工程導(dǎo)論》《工程事故分析與處理》《支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》等教材十五部,其中《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》和《特種結(jié)構(gòu)》分別為國家“十一五”和“十二五”規(guī)劃教材,以第 一負(fù)責(zé)人完成的“扎根西北數(shù)十載,潛心耕耘創(chuàng)特色:西部地方高校土木工程專業(yè)建設(shè)探索與實(shí)踐”獲2022年度國家教學(xué)成二等獎(jiǎng),負(fù)責(zé)的教學(xué)成果獲省級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng),土木工程國家一 流專業(yè)負(fù)責(zé)人,“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”國家一 流課程負(fù)責(zé)人。從1992年開始先后指導(dǎo)畢業(yè)碩士研究生212名,博士研究生26名。
第1章 緒論 001
1.1 土木工程的定義 002
1.2 土木工程的產(chǎn)生和發(fā)展 003
1.3 現(xiàn)代中國是世界土木工程的強(qiáng)國 004
1.4 土木工程專業(yè)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容 005
1.5 學(xué)好土木工程建設(shè)美好家園 007
思考題 009
第2章 土木工程發(fā)展簡史 011
2.1 古代土木工程 013
2.2 近代土木工程 021
2.3 現(xiàn)代土木工程 025
2.3.1 現(xiàn)代土木工程的特征 026
2.3.2 建筑工程 027
2.3.3 橋梁工程 029
2.3.4 隧道工程 030
2.3.5 公路、鐵路和城市地下工程 030
2.3.6 水利水電工程 032
2.3.7 特種結(jié)構(gòu)工程 032
思考題 033
第3章 土木工程的研究內(nèi)容 035
3.1 土木工程材料 036
3.1.1 砌體 037
3.1.2 混凝土 038
3.1.3 鋼材 040
3.1.4 木材 041
3.1.5 其他材料 042
3.2 土木工程基礎(chǔ) 046
3.2.1 淺基礎(chǔ) 046
3.2.2 深基礎(chǔ) 048
3.2.3 地基處理 049
3.3 土木工程功能及土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 050
3.3.1 土木工程結(jié)構(gòu)的功能 050
3.3.2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 051
3.4 土木工程結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和變形 052
3.4.1 土木工程結(jié)構(gòu)的承載力 052
3.4.2 土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 052
3.4.3 土木工程結(jié)構(gòu)的變形 053
3.5 土木工程環(huán)境 054
3.6 建筑工程 056
3.6.1 建筑工程分類 057
3.6.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的演變 060
3.6.3 世界上著名的超高建筑物 061
3.6.4 世界上著名的大跨度建筑物 065
3.7 橋梁工程 068
3.7.1 世界現(xiàn)代橋梁發(fā)展中的主要技術(shù)創(chuàng)新 069
3.7.2 中國近代橋梁的引進(jìn)和現(xiàn)代橋梁的崛起 069
3.7.3 世界上著名的懸索橋 069
3.7.4 世界上著名的斜拉橋 073
3.7.5 世界上最大跨度的拱橋 076
3.8 巖土、隧道及地下工程 079
3.9 道路工程 084
3.10 機(jī)場工程 085
3.11 軌道交通工程 089
3.11.1 我國鐵路建設(shè)發(fā)展歷程 089
3.11.2 高速、城市軌道交通工程 090
3.12 港口工程 091
3.13 海洋工程 092
3.14 水利水電工程 093
3.14.1 中國古代水利工程 093
3.14.2 國家水網(wǎng)建設(shè)工程 095
3.14.3 世界著名的水利水電工程 096
3.15 特種結(jié)構(gòu)工程 100
思考題 101
第4章 土木工程建設(shè)程序與決策 103
4.1 土木工程建設(shè)程序與項(xiàng)目決策 104
4.1.1 土木工程項(xiàng)目決策 104
4.1.2 土木工程項(xiàng)目選址 105
4.1.3 土木工程項(xiàng)目建設(shè)程序 105
4.2 土木工程場地測繪 105
4.3 土木工程場地勘察 107
4.3.1 水文地質(zhì)勘察 108
4.3.2 工程地質(zhì)勘察 108
4.4 土木工程設(shè)計(jì) 110
4.5 土木工程施工 111
4.6 土木工程監(jiān)理 113
4.7 土木工程運(yùn)營與維護(hù) 113
思考題 113
第5章 土木工程防災(zāi)減災(zāi) 115
5.1 土木工程防震減災(zāi) 117
5.1.1 地震的成因和分類 117
5.1.2 地震的破壞效應(yīng) 121
5.1.3 地震對(duì)土木工程的破壞 122
5.1.4 土木工程防震 124
5.2 土木工程防治滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害 125
5.2.1 滑坡 125
5.2.2 泥石流 129
5.3 土木工程防治其他災(zāi)害 132
5.3.1 風(fēng)災(zāi)及其防治 132
5.3.2 洪水災(zāi)害及其防治 133
思考題 133
第6章 綠色土木工程與建筑節(jié)能 135
6.1 什么是綠色土木工程? 136
6.1.1 綠色土木工程統(tǒng)籌低碳城市新發(fā)展 136
6.1.2 綠色土木工程對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求 137
6.1.3 綠色土木工程對(duì)室外環(huán)境的要求 138
6.2 建筑節(jié)能 138
6.2.1 建筑節(jié)能的重要性 139
6.2.2 我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀 139
6.2.3 實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑 139
6.3 可再生能源在土木建筑中的應(yīng)用——建筑與太陽能一體化 143
6.3.1 建筑與太陽能一體化的實(shí)現(xiàn)途徑 144
6.3.2 建筑與太陽能一體化的設(shè)計(jì)方法 145
6.3.3 建筑與太陽能光伏發(fā)電一體化 146
6.3.4 構(gòu)筑物與太陽能光伏發(fā)電一體化 148
6.3.5 光熱、光伏發(fā)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 150
6.3.6 光熱供暖與空氣源熱泵輔助采暖系統(tǒng) 150
6.4 綠色土木工程施工——建筑工業(yè)化 150
6.4.1 什么是建筑工業(yè)化? 150
6.4.2 裝配式建筑 151
6.4.3 國內(nèi)外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀 152
6.4.4 裝配式建筑構(gòu)件的制作及施工 155
思考題 159
第7章 土木工程智能建造和BIM技術(shù) 161
7.1 土木工程的智能建造 162
7.1.1 數(shù)字勘察 162
7.1.2 數(shù)字設(shè)計(jì) 163
7.1.3 智能生產(chǎn) 164
7.1.4 智能施工 165
7.1.5 智慧運(yùn)維 168
7.2 土木工程智能建造中的BIM技術(shù) 169
7.2.1 BIM基本概念 170
7.2.2 BIM標(biāo)準(zhǔn)、政策 170
7.2.3 BIM在土木工程中的應(yīng)用 171
7.2.4 主要BIM軟件 172
7.2.5 BIM的特點(diǎn) 172
7.2.6 裝配式建筑中BIM的應(yīng)用 176
7.3 土木工程智能建造中的其他新興技術(shù) 176
7.3.1 數(shù)字孿生 176
7.3.2 5G通信技術(shù) 177
7.3.3 區(qū)塊鏈技術(shù) 177
7.3.4 3D打印技術(shù) 177
7.3.5 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)與虛擬現(xiàn)實(shí)(VR) 177
7.3.6 人工智能技術(shù) 178
7.3.7 無人機(jī)與低空經(jīng)濟(jì) 179
思考題 179
第8章 土木工程的未來 181
8.1 土木工程向高空延伸 182
8.2 土木工程向地下發(fā)展 183
8.3 土木工程走向海洋 185
8.4 土木工程向沙漠進(jìn)軍 186
8.5 土木工程向低丘緩坡未利用地獲取建設(shè)用地 186
8.6 土木工程邁向太空 187
8.7 土木工程向綠色節(jié)能方向發(fā)展 188
8.8 土木工程智能化及智能建造 188
8.9 新型材料將改變土木工程的發(fā)展方向 188
8.10 土木工程是防災(zāi)減災(zāi)的最主要手段之一 188
思考題 189
參考文獻(xiàn) 190