《土木工程導論(第三版)》是根據(jù)《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》的基本要求編寫的。土木工程導論是一門專業(yè)入門教育課,教材內容首先滿足專業(yè)教育的基本要求,拓展土木工程的研究與應用范圍,培養(yǎng)學生的跨學科思維,使學生全面了解土木工程的過去、現(xiàn)在發(fā)展狀況并將土木工程的未來描繪給學生。
全書共8章,第1章主要介紹土木工程專業(yè)、土木工程師的責任和義務,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容,第4章介紹土木工程的建設程序與決策,第5章介紹土木工程防災減災,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,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)學生對土木工程的濃厚興趣,幫助學生樹立學好土木工程的信心,培養(yǎng)學生作為土木工程師的使命擔當。
本書為高等學校土木工程、道路橋梁與渡河工程、工程管理等土木類專業(yè)專業(yè)基礎課教材,也可供其他專業(yè)希望了解土木工程的技術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,博士生導師。1982年畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學工業(yè)與民用建筑工程專業(yè)獲學士學位,1984年畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學大學結構工程專業(yè)獲重慶建筑工程學院碩士學位,2005年在加拿大卡爾頓大學公派訪學一年。1999年7月晉升教授,2003年聘為博士生導師,1996年4月-2014年1月任蘭州理工大學(原甘肅工業(yè)大學建筑工程系主任,建筑工程學院院長)土木學院院長,2008年6月-2022年12月任西部土木工程防災減災教育部工程研究中心主任、甘肅省土木工程防災減災重點實驗室主任。
國家萬人計劃國家教學名師,全國優(yōu)秀教師,全國教材工作先進個人,享受國務院特殊津貼專家,教育部“長江學者創(chuàng)新團隊”負責人,教育部首批黃大年式教師團隊負責人,國家教學團隊負責人,甘肅省領軍人才第 一層次人選,甘肅省優(yōu)秀專家,甘肅省先進工作者,甘肅省師德標兵,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軍人才考核優(yōu)秀等次。2023年朱彥鵬土木工程防災減災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減災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建校100周年教書育人特殊貢獻獎。
中國土木工程學會土力學與巖土工程學會理事,中國土木工程學會施工技術與裝備委員會常務委員、地基處理學術委員會委員、非飽和土學術委員會副主任,中國建筑學會深基坑支護學術委員會副主任,中國科協(xié)黃土委員會常務委員。
主要從事土木工程領域的教學和科研工作,先后承擔了國家自然基金、國家支撐計劃等200余項等科研課題。3項成果獲省級科技進步特等獎和一等獎,6項成果獲省科技進步二等獎。發(fā)表各類學術論文400余篇,其中SCI、EI收錄200余篇,獲得國家發(fā)明專利20余項,著有《柔性支擋結構靜動力穩(wěn)定性分析》等專著六部,主編參編國家、行業(yè)和地方標準20余部。主編《土木工程導論》《工程事故分析與處理》《支擋結構設計》等教材十五部,其中《混凝土結構設計原理》和《特種結構》分別為國家“十一五”和“十二五”規(guī)劃教材,以第 一負責人完成的“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)建設探索與實踐”獲2022年度國家教學成二等獎,負責的教學成果獲省級一等獎3項,土木工程國家一 流專業(yè)負責人,“混凝土結構設計原理”國家一 流課程負責人。從1992年開始先后指導畢業(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 土木工程的產生和發(fā)展 003
1.3 現(xiàn)代中國是世界土木工程的強國 004
1.4 土木工程專業(yè)學習的主要內容 005
1.5 學好土木工程建設美好家園 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 特種結構工程 032
思考題 033
第3章 土木工程的研究內容 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 046
3.2.1 淺基礎 046
3.2.2 深基礎 048
3.2.3 地基處理 049
3.3 土木工程功能及土木工程結構設計方法 050
3.3.1 土木工程結構的功能 050
3.3.2 土木工程結構設計方法 051
3.4 土木工程結構的承載力、穩(wěn)定性和變形 052
3.4.1 土木工程結構的承載力 052
3.4.2 土木工程結構的穩(wěn)定性 052
3.4.3 土木工程結構的變形 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 結構設計理論的演變 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)展中的主要技術創(chuàng)新 069
3.7.2 中國近代橋梁的引進和現(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 機場工程 085
3.11 軌道交通工程 089
3.11.1 我國鐵路建設發(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)建設工程 095
3.14.3 世界著名的水利水電工程 096
3.15 特種結構工程 100
思考題 101
第4章 土木工程建設程序與決策 103
4.1 土木工程建設程序與項目決策 104
4.1.1 土木工程項目決策 104
4.1.2 土木工程項目選址 105
4.1.3 土木工程項目建設程序 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 水文地質勘察 108
4.3.2 工程地質勘察 108
4.4 土木工程設計 110
4.5 土木工程施工 111
4.6 土木工程監(jiān)理 113
4.7 土木工程運營與維護 113
思考題 113
第5章 土木工程防災減災 115
5.1 土木工程防震減災 117
5.1.1 地震的成因和分類 117
5.1.2 地震的破壞效應 121
5.1.3 地震對土木工程的破壞 122
5.1.4 土木工程防震 124
5.2 土木工程防治滑坡、泥石流等地質災害 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害 132
5.3.1 風災及其防治 132
5.3.2 洪水災害及其防治 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 綠色土木工程對室內環(huán)境的要求 137
6.1.3 綠色土木工程對室外環(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 實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑 139
6.3 可再生能源在土木建筑中的應用——建筑與太陽能一體化 143
6.3.1 建筑與太陽能一體化的實現(xiàn)途徑 144
6.3.2 建筑與太陽能一體化的設計方法 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)設計 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 國內外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀 152
6.4.4 裝配式建筑構件的制作及施工 155
思考題 159
第7章 土木工程智能建造和BIM技術 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)字設計 163
7.1.3 智能生產 164
7.1.4 智能施工 165
7.1.5 智慧運維 168
7.2 土木工程智能建造中的BIM技術 169
7.2.1 BIM基本概念 170
7.2.2 BIM標準、政策 170
7.2.3 BIM在土木工程中的應用 171
7.2.4 主要BIM軟件 172
7.2.5 BIM的特點 172
7.2.6 裝配式建筑中BIM的應用 176
7.3 土木工程智能建造中的其他新興技術 176
7.3.1 數(shù)字孿生 176
7.3.2 5G通信技術 177
7.3.3 區(qū)塊鏈技術 177
7.3.4 3D打印技術 177
7.3.5 增強現(xiàn)實(AR)與虛擬現(xiàn)實(VR) 177
7.3.6 人工智能技術 178
7.3.7 無人機與低空經濟 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 土木工程向沙漠進軍 186
8.5 土木工程向低丘緩坡未利用地獲取建設用地 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 土木工程是防災減災的最主要手段之一 188
思考題 189
參考文獻 190