科学技术工程

着科学技术的进步和工程实践

的发展

着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程

这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结

构复杂的综合体系。例如，就土木工程所建造的

工程设施所具有的使用功能而言，有的供生息居

住之用，以至作为“入土为安”的坟墓;有的作为

生产活动的场所;有的用于陆海空交通运输;有的

用于水利事业;有的作为信息传输的工具；有的

作为能源传输的手段等等。这就要求土木工程综

合运用各种物质条件，以满足多种多样的需求。

土木工程已发展出许多分支，如房屋工程、铁路

工程、道路工程、飞机场工程、桥梁工程、隧道

及地下工程、特种工程结构、给水和排水工程、

城市供热供燃气工程、港口工程、水利工程等学

科。其中有些分支，例如水利工程，由于自身工

程对象的不断增多以及专门科学技术的发展，业

已从土木工程中分化出来成为独立的学科体系，

但是它们在很大程度上仍具有土木工程的共性。

社会性土木工程是伴随着人类社会的发展而发

展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史

时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，

因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之

一。远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道

路、桥梁和沟洫，以满足简单的生活和生产需要。

后来，人们为了适应战争、生产和生活以及宗教

传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以

及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出

人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长

城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及

的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程、

科洛西姆圆形竞技场（罗马大斗兽场），以及其

他许多著名的教堂、宫殿等。

产业革命以后，特别是到了20世纪，一方

面是社会向土木工程提出了新的需求；另一方面

是社会各个领域为土木工程的前进创造了良好

的条件。例如建筑材料（钢材、水泥）工业化生

产的实现，机械和能源技术以及设计理论的进

展，都为土木工程提供了材料和技术上的保证。

因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。

在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、

摩天大厦、核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、

大直径运输管道、长隧道、大运河、大堤坝、大

飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工

程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为

人类社会现代文明的重要组成部分。

实践性土木工程是具有很强的实践性的学

科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成

功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。

从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代

力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力

学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木

工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从

经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中，

工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出

未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。

至今不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依

靠实践经验。

土木工程技术的发展之所以主要凭借工程

实践而不是凭借科学试验和理论研究，有两个原

因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进

行室内实验或现场测试和理论分析。例如，地基

基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其

随时间的变化，至今还需要参考工程经验进行分

析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示

新的问题。例如，建造了高层建筑、高耸塔桅和

大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才

能发展出这方面的新理论和技术。

技术上、经济上和建筑艺术上的统一性人

们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使

用者的预定需要，其中包括审美要求。而一项工

程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工

程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，

其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投

资，工程建成后的经济效益和使用期间的维修费

用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技

术问题联系密切，需要综合考虑。

符合功能要求的土木工程设施作为一种空

间艺术，首先是通过总体布局、本身的体形、各

部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围

环境，包括它同自然景物的协调和谐表现出来

的；其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映

出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地

方风格、民族风格以及时代风格。一个成功的、

优美的工程设施，能够为周围的景物、城镇的容

貌增美，给人以美的享受；反之，会使环境受到

破坏。

在土木工程的长期实践中，人们不仅对房屋

建筑艺术给予很大注意，取得了卓越的成就；而

且对其他工程设施，也通过选用不同的建筑材

料，例如采用石料、钢材和钢筋混凝土，配合自

然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又

十分良好的工程。古代中国的万里长城，现代世

界上的许多电视塔和斜张桥，都是这方面的例

子。

土木工程是建造各类工程设施的科学技术

的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的

勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指

工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或

水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、

科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁

路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、

电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护

工程等。

建造工程设施的物质基础是土地、建筑材

料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件，

经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审

美要求，又能安全承受各种荷载的工程设施，是

土木工程学科的出发点和归宿。

土木工程历史上的三次飞跃

对土木工程的发展起关键作用的，首先是作

为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发

展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优

良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发

展。

人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然

材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工

建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的

束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造

出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三

世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的

力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。

砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修

建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了

飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多

年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材

料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前

还被广泛采用。

钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。

十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开

始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的

前奏。

从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出

抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建

筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索。于

是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用

原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架

结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花

争艳的局面。

建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几

米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到

现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，

在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地

面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。

为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学

的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计

理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工

组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上

升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌

一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。

十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混

凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土

构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途

受到限制。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，

随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材

料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥

了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土

广泛应用于土木工程的各个领域。

从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预

应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，

大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。

土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占

统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带

来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工

程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这

是土木工程的又一次飞跃发展。

答案补充

你自己删减一下就行了随着科学技术的进步和

工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成

为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。

例如，就土木工程所建造的工程设施所具有的使

用功能而言，有的供生息居住之用，以至作为“入

土为安”的坟墓;有的作为生产活动的场所;有的

用于陆海空交通运输;有的用于水利事业;有的作

为信息传输的工具；有的作为能源传输的手段等

等。这就要求土木工程综合运用各种物质条件，

以满足多种多样的需求。土木工程已发展出许多

分支，如房屋工程、铁路工程、道路工程、飞机

场工程、桥梁工程、隧道及地下工程、特种工程

结构、给水和排水工程、城市供热供燃气工程、

港口工程、水利工程等学科。其中有些分支，例

如水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及

专门科学技术的发展，业已从土木工程中分化出

来成为独立的学科体系，但是它们在很大程度上

仍具有土木工程的共性。社会性土木工程

是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建

造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文

化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就

成为社会历史发展的见证之一。远古时代，人们

就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟洫，以

满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适

应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建

了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。

许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时

期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运

河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的

巴台农神庙，罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞

技场（罗马大斗兽场），以及其他许多著名的教

堂、宫殿等。

产业革命以后，特别是到了20世纪，一方

面是社会向土木工程提出了新的需求；另一方面

是社会各个领域为土木工程的前进创造了良好

的条件。例如建筑材料（钢材、水泥）工业化生

产的实现，机械和能源技术以及设计理论的进

展，都为土木工程提供了材料和技术上的保证。

因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。

在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、

摩天大厦、核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、

大直径运输管道、长隧道、大运河、大堤坝、大

飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工

程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为

人类社会现代文明的重要组成部分。

实践性土木工程是具有很强的实践性的学

科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成

功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。

从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代

力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力

学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木

工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从

经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中，

工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出

未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。

至今不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依

靠实践经验。

土木工程技术的发展之所以主要凭借工程

实践而不是凭借科学试验和理论研究，有两个原

因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进

行室内实验或现场测试和理论分析。例如，地基

基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其

随时间的变化，至今还需要参考工程经验进行分

析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示

新的问题。例如，建造了高层建筑、高耸塔桅和

大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才

能发展出这方面的新理论和技术。

技术上、经济上和建筑艺术上的统一性人

们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使

用者的预定需要，其中包括审美要求。而一项工

程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工

程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，

其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投

资，工程建成后的经济效益和使用期间的维修费

用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技

术问题联系密切，需要综合考虑。

符合功能要求的土木工程设施作为一种空

间艺术，首先是通过总体布局、本身的体形、各

部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围

环境，包括它同自然景物的协调和谐表现出来

的；其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映

出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地

方风格、民族风格以及时代风格。一个成功的、

优美的工程设施，能够为周围的景物、城镇的容

貌增美，给人以美的享受；反之，会使环境受到

破坏。

在土木工程的长期实践中，人们不仅对房屋

建筑艺术给予很大注意，取得了卓越的成就；而

且对其他工程设施，也通过选用不同的建筑材

料，例如采用石料、钢材和钢筋混凝土，配合自

然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又

十分良好的工程。古代中国的万里长城，现代世

界上的许多电视塔和斜张桥，都是这方面的例

子。

土木工程是建造各类工程设施的科学技术

的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的

勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指

工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或

水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、

科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁

路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、

电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护

工程等。

建造工程设施的物质基础是土地、建筑材

料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件，

经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审

美要求，又能安全承受各种荷载的工程设施，是

土木工程学科的出发点和归宿。

土木工程历史上的三次飞跃

对土木工程的发展起关键作用的，首先是作

为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发

展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优

良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发

展。

人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然

材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工

建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的

束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造

出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三

世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的

力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。

砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修

建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了

飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多

年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材

料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前

还被广泛采用。

钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。

十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开

始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的

前奏。

从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出

抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建

筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索。于

是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用

原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架

结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花

争艳的局面。

建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几

米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到

现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，

在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地

面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。

为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学

的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计

理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工

组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上

升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌

一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。

十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混

凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土

构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途

受到限制。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，

随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材

料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥

了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土

广泛应用于土木工程的各个领域。

从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预

应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，

大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。

土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占

统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带

来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工

程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这

是土木工程的又一次飞跃发展。