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1、艺术设计 学院课程论文 课程名称_土木建筑工程认识与赏析_ 专 业_ 环境艺术设计 _ 年级班别_ 2010级环境艺术设计（1）班 学 号 3110008980 学生姓名_ _ _ 指导教师 2012 年 4 月 20 日 目 录1、土木工程的发展历史、断代依据并举例介绍各时期的土木工程12.1、木结构建筑主要特点22.2、砌体结构建筑主要特点22.3、混凝土结构建筑22.4、钢结构建筑22.5、索-膜结构建筑23、从受力特点归纳桥梁的类型以及各类桥梁的主要特点34、举例说明自然条件对人们传统住居形式的影响地面铺塑胶35、描述你心中的岭南传统民居41、 简要概述土木工程的发展历史、断代依据并举
2、例介绍各时期的土木工程。 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1819世纪，在
3、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
4、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
5、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。2、分别举一例说明木结构建筑、砌体结构建筑、混凝土结构建筑、钢结构建筑、索-膜结构建筑的主要特点。 2.1木结构建筑有较好的防震能力。民谚所说的“晃而不散，摇而不倒”，“墙倒柱立屋不塌”反映了这种能力
6、。木材的主要特性是容重轻，刚性好，比强度高，导热系数小,加工方便,易于成型等。但存在易燃、易腐、易蛀和变形大、材质不匀、各向异性等问题。应用时应注意:环境温度、湿度,木材含水率、疵、病等对木材力学性能的影响；长期负荷作用对木材强度的影响；整体建筑或构件的防火、防腐、防蛀等问题。 2.2砌体结构建筑容易就地取材,具有较好的耐久性、良好的耐火性;保温隔热性能好，节能效果好;施工方便，工艺简单;具有承重与围护双重功能;自重大，抗拉、抗剪、抗弯能力低;抗震性能差;砌筑工程量繁重，生产效率低。砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区，冬季可用冻结法
7、砌筑，不需特殊的保温措施。砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，所以既是较好的承重结构，也是较好的围护结构。 砌体结构的缺点是：与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。砌体的抗拉、抗剪强度都很低，因而抗震性能较差，在使用上受到一定限制；砖、石的抗压强度也不能充分发挥；抗弯能力低。粘土砖需用粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。 2.3混凝土结构建筑预应力混凝土结构，由于能够充分利用高强度材料（高强度混凝土、高强度钢筋），所以构件截面小，自重弯矩占总弯矩的比例大大下降，结构的跨越能力得到提高。 与钢筋混凝土相比，一
8、般可以节省钢材3040，跨径愈大，节省愈多。 全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝，鉴于全截面参加工作，结构的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土结构要大。因此，预应力梁可显著减少建筑高度，使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型的适应性，并提高了结构的耐久性。2.4钢结构建筑钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生
9、产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和仓库等大跨度结构、高层和超高层建筑等。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。2.5索-膜结构建筑膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，具有很高技术含量。其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化，结合整体环境，建造出标志性的形象工程。主要
10、具有以下特点：1.艺术性：充分发挥建筑师的想象力，又体现结构构件清晰受力之美2.经济性：由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益3.大跨度：膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有增加空间使用面积。4.自洁性：膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。5.工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短3、从受力特点归纳桥梁的类型以及各类桥梁的主
11、要特点。类型：梁桥（分简支梁、连续梁桥、悬臂梁桥）；刚架桥；拱桥（分上、中、下承式拱桥）；组合体系桥（分斜拉桥、悬索桥等）。梁桥特点以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。刚架桥特点上部结构和下部结构连成整体的框架结构。根据基础连结条件不同，分为有铰与无铰两种。这种结构是超静定体系，在垂直荷载作用下，框架底部除了产生竖向反力外，还产生力矩和水平反力
12、。常见的刚架桥有门式刚架桥和斜腿刚架桥等。也称刚构桥。主要承重结构采用刚架的桥梁。刚架的腿形成墩（台）身,梁和腿为刚性连接,可用钢、钢筋混凝土或预应力混凝土制造。拱桥特点以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置
13、可转动的铰支承,结构虽拱桥不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。组合体系桥特点主要承重构件采用两种独立结构体系组合而成的桥梁。如拱和梁的组合、梁和桁架的组合、悬索和梁的组合等。组合体系可以是静定结构，也可以是超静定结构。可以是无推力结构，也可以是有推力结构。结
14、构构件可以用同一种材料，也可以用不同的材料制成。4、举例说明自然条件（气候、地方材料等）对人们传统住居形式的影响。 我国幅员辽阔，地形与气候上的复杂性、多样性，给中国居住文化的发生和发展带来多样性和不平衡性的结果。黄河与长江的中下游地区地势平缓，土壤肥沃，气候温暖湿润，水源充足，物产丰富，自然条件得天独厚，便成为中国居住文化最早的诞生地。这从一个侧面反映了人们不能随心所欲地在任何地方进行住居建设。地形、气候、水文、地质、地貌等自然环境条件对人类居住的选址都有一定限制。我国传统的“风水理论”更充分地说明了这一点。中国人很早就认识到住居的选址受自然环境的限制，早在科学不发达的时代，就凭直觉认知和经
15、验积累，总结出了以天、地、人相协调为准则的认识观念和一种特殊的择地标准和理论即“风水理论”，并广泛应用于传统居住建设的实践中。“风水理论”强调“宅，择也，择吉地而营之也”。选择良好的地势、地貌、地力和采光、通风、朝向良好的基地条件等建房，并按照居住环境背有依托，左辅右弼、前有屏障围合的空间格局，和“藏风聚气”、“负阴抱阳”的法则，构建人与自然和谐相融的居住环境。虽然中国传统的“风水理论”的发展受社会、神学、玄学等影响，被注入了迷信色彩而有损其科学性，但它也从一个侧面反映了人们依托于自然环境来进行住居选址。从人类住居的选址的角度来看，是有其合理性的：阳者，山南水北也，朝阳可以得到充足的日照，背山
16、可以阻挡冬季北向的寒风，面水可以利用夏季从东南方向吹来的凉风，有利于湿润空气并带走夏季的热量，靠近水源使得周围的植被得以保持水土，并调整附近的小气候，更能方便生活、生产、交通。我国各地的住居在选址都充分考虑了自然环境条件的影响。如蒙古包的搭建地点一般选在山前或低洼的地方，以利于防风；在桂北、湘西、黔东南地区流行的“吊脚楼”式民居，依山傍水而建，前部立柱建成架空的楼层，后部落地并层层凌高，是与当地山岭起伏，地形复杂、地貌多样的自然环境密切相关的；黄土高原上的窑洞一般选择向阳、背风，吃水和交通都方便的地方，还要避开沟壑，背山牢靠，土质结实，无洪水和泥石流的地方。窑洞有多种类型，不同类型选址也略有区
17、别，如靠山式窑洞一般选在向阳避风、靠近沟壑源边的地带，而源面宽阔地带因无天然崖壁利用，多为地坑式窑洞；江南水乡，住居多沿河流而建；青藏高原雨水稀少，风多天寒，故碉房多建在河谷平原及近水的山腰台地，或是避风向阳的山麓、山凹地带，碉房的选址常常采取西北高、东南低的地势，以达到顶层避风向阳、取暖的目的。浙江畲族人民的住居大多在山区或半山区的山脚围湾、山腰的坞壑凹地或丘陵中的小谷地，这样有利于躲避东南沿海风暴的侵袭。5、描述你心中的岭南传统民居。谈起岭南传统民居，让我第一个反应想起就是广州的西关大屋。所谓西关，是老广州人对位于荔湾区，北接西村、南濒珠江、东至人民路、西至小北江，明清时地处广州城西门外一
18、带地方的统称。西关在明清时期是广州的商贸中心。明末兴建起十八甫，开设有十三行。清代中后期起，又先后形成了宝华街、宝源街、多宝街、逢源街等商贾富绅豪宅区（其中宝华街、宝源街、多宝街被称为“西关三宝”），西关于是成为广州时尚的代表。西关一带的大屋，也成了那个时期广府民居的标志性建筑。 西关大屋平面布局一般为左右对称，中轴线上为主要厅堂，每厅为一进，全屋一般为二至三进，厅之间用小天井相隔，天井有上盖，靠天窗采光通风。厅的两侧为偏厅、偏房，大屋子偏房的两侧还有巷，叫“青云巷”，又称“冷巷”、“火巷”、“水巷”等，具有交通、通风、采光等多种功能。西关大屋装饰最有特色的部分为大门，一般分为三道，称“三件头
19、”。临街最外的一道是四扇对开的屏风门，也叫矮脚吊扇门或花门。花门上部为木雕通花，镶着花玻璃或衬以钩花布帘，顶端两角通常还会对称地雕一串葡萄或松鼠之类的木雕作为装饰。屏风门可以遮挡街上行人的视线，同时又不影响采光和通风，特别能体现广州人的生活取向重视小家庭独立的生活空间和个人隐私，同时在闷热多雨的岭南地区，保证通风又是第一要务。屏风门之后就是独具岭南特色的趟栊了。趟为开，栊为合，趟栊就是可以滑行着拉开、合上的木门，其原理及功能和现代横拉式的防盗门差不多。趟栊之后的大门才是真正的大门，一般都非常厚重，用于防盗。西关大屋最多时曾达到800多间，现存的已不足百间，其中保存较好的寥寥可数。在现在的西关，
20、你更多感受到的是平民化的广州生活狭窄而拥挤的道路，呈放射状伸向不知何处的小巷，出售在其他地方再也买不到的小商品的小店，被许多人家切割成不规则的一小间一小间杂乱的旧屋。目前保存较好的西关大屋包括位于文昌北路耀华大街的西关大屋区、位于恩宁路多宝坊的泰华楼、座落于龙津路逢源大街的小画舫斋、位于荔湾区泮溪酒家南侧的龙津西西关大屋建筑保护区（范围东起龙津西路，西至原西关上支涌，北起逢源沙地一巷，南至三连直街）、宝华路南段两侧十五甫、十六甫的西关大屋、位于海珠区南华西街的大屋群（ 虽然西关大屋最早出自西关，但现在广州保存最完好的西关大屋却不在西关而在海珠区，其中最集中的是南华西街。目前，南华西街是内控的广州历史文化保护区）、海珠区龙导新街大屋群。