第1章緒論

1.1土木工程的概念

1.2土木工程的歷史與發(fā)展

1.3土木工程專業(yè)規(guī)范

1.4注冊師制度1.1土木工程和土木工程專業(yè)1.土木工程概念土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解：一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關的各類工程設施；建筑工程道路工程鐵路工程橋梁工程隧道工程土木工程另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術(shù)活動。2.土木工程具有四個基本屬性⑴

社會性隨社會不同歷史時期的科學技術(shù)和管理水平而發(fā)展。⑵綜合性土木工程是運用多種工程技術(shù)，進行勘測、設計施工工作的成果。⑶實踐性由于影響土木工程的因素錯綜復雜，使土木工程對實踐的依賴性很強。⑷技術(shù)、經(jīng)濟和藝術(shù)的統(tǒng)一性土木工程是為人類需要服務的，它必然是每個歷史時期技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)統(tǒng)一的見證。1.2.1古代土木工程時間跨度長。大致從新石器時代（約公元前5000年起開始至17世紀中葉)。具有代表性的工程有：我國黃河流域的仰韶文化（約公元前5000-3000）遺址。埃及帝王陵墓建筑群—吉薩金字塔群。1.2土木工程發(fā)展歷史簡述建于公元前2700-2600年，其中以古王國第四王朝法老胡夫的金字塔最大。塔基呈方形，邊長約230.5m,高約146m，用230余萬塊巨石砌成。最早修筑長城的是楚國，稱為“方城”。公元前214年，由秦始皇擴建完成。隨后，各朝代都進行過修筑、擴建。其中以明代修筑規(guī)模最大，工程技術(shù)水平也最高。通常稱的明長城為東起山海關，西到嘉峪關。北京故宮太和殿。建于明永樂18年，(1420年)是故宮最壯觀的建筑，也是我國現(xiàn)存最大的木構(gòu)殿堂。

趙州橋隋代趙州安濟橋，又稱趙州橋。橋為敞肩圓弧石拱，拱券并列28道，凈跨37.02米，矢高7.23米，上狹下寬總寬9米。主拱券等厚1.03米，主拱券上有護拱石。在主拱券上兩側(cè)，各開兩個凈跨分別為3.8米和2.85米的小拱，以瀉泄洪水，減輕自重,橋面呈弧形。橋始建于隋開皇十五年(公元595年），完工于隋大業(yè)元年(公元605年），距今已有1406年。

山西應縣木塔，建于公元1056年，塔高67.3m，八角形，底層直徑30.27m。該塔共9層，是我國保存至今的唯一木塔，也是現(xiàn)存的最高的木結(jié)構(gòu)之一。它雖經(jīng)多次大地震仍完整無損，足以證明我國歷史上木結(jié)構(gòu)的輝煌成就。巴黎圣母院建于1163-1250年，是法國早期哥特建筑的典型。平面寬約47m，長約125m，可容近萬人。圣壇上部的尖塔高達90m。正面是一對高60余米的塔樓，下部有三個尖卷門洞。科隆大教堂是歐洲北部最大的哥特式教堂，始建于13世紀中葉。在德國科隆。平面呈拉丁十字形，長136.5m，寬45.7m，東端為7個小圓龕組成的半圓形卷廊，西立面有一對八角形塔樓，建于1842-1880年，高達150多米。1.2.2近代土木工程近代土木工程的時間跨度為從17世紀中葉至20世紀中葉的300年間。主要特征是：力學和結(jié)構(gòu)理論作指導磚、瓦、木、石等建筑材料廣泛使用；混凝土、鋼材、鋼筋砼以及早期的預應力砼得到發(fā)展。施工技術(shù)進步很大該歷史時期，土木工程在理論、材料、施工領域出現(xiàn)的具有重大意義大事有：意大利科學家伽利略在1638年出版的著作《關于兩門新科學的談話和數(shù)學證明》中論述了建筑材料的力學性質(zhì)和梁的強度，首先用公式表達了梁的設計理論。英國科學家牛頓在1687年總結(jié)了力學三大定律，它們是土木工程設計理論的基礎。瑞士數(shù)學家歐拉在1744年出版的《曲線的變分法》建立了柱壓屈理論，為分析土木工程結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定問題奠定了基礎。1825年納維建立了土木工程中結(jié)構(gòu)設計的容許應力法；19世紀末里特爾等人提出了極限平衡的概念。這為土木工程的結(jié)構(gòu)理論分析打下了基礎。1824年英國人阿斯普丁取得了波特蘭水泥的專利權(quán)，1850年開始生產(chǎn)。20世紀初，有人發(fā)表了水灰比等學說，才初步奠定了混凝土強度的理論基礎。1859年發(fā)明了貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法，使鋼材得以大量生產(chǎn)，并廣泛應用于土木工程。1867年法國人莫尼埃用鐵絲加固混凝土制成花盆，并推廣到工程中，建造了一座蓄水池，這是應用鋼筋砼的開端。1875年，他主持建造了第一座長16m的鋼筋砼橋。1886年美國人杰克遜首先應用預應力混凝土制作建筑配件，后又制作樓板。1930年法國工程師弗涅希內(nèi)將高強度鋼絲用于混凝土。土木工程在鐵路、公路、橋梁建設中得到了大規(guī)模發(fā)展；

1825年在英國人斯蒂芬森在英格蘭北部斯托克頓和達靈頓之間修筑了世界第一條長21km的鐵路，1863年在倫敦又建造了世界第一條地下鐵道。倫敦塔橋1931-1942年，德國率先修筑了長達3860km的高速公路網(wǎng)。1906年美國舊金山大地震，1923年日本關東大地震，這些自然災害推動了結(jié)構(gòu)動力學和工程抗震技術(shù)的發(fā)展。1.2.3現(xiàn)代土木工程時間跨度為20世紀中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后至今。其特點表現(xiàn)為：(1)土木工程功能化即土木工程日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。公共和住宅建筑物要求建筑、結(jié)構(gòu)、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現(xiàn)代技術(shù)設備結(jié)合成整體。巴西國會大廈。建于1957-1959巴西首都巴伐里亞。由國會上下議院、辦公樓和各部分廳室、服務房間等組成。建筑造型講究構(gòu)圖形式，體型簡潔而對比強烈。蓬皮杜國家藝術(shù)和文化中心-綜合性文化建筑。建于1972~1977年。特點：建筑外觀、結(jié)構(gòu)、設備均暴露。沿街立面滿是彩色管道。(2)城市建設立體化

20世紀中葉以來，城市建設有三個趨向：高層建筑的大量興起由于城市人口大量積聚，密度猛增，用房緊張，地價昂貴，建筑物向空間發(fā)展。美國的高層建筑最多，高度在160-200m的就有100多幢。近10年來，我國、馬來西亞、新加坡等東南亞國家的高層建筑有很大發(fā)展。地下工程高速發(fā)展。如地下鐵道、商業(yè)街、停車庫、體育館、影劇院、工業(yè)廠房、地下倉庫等。城市高架公路、立交橋大量涌現(xiàn)。(3)交通運輸高速化高速公路的大規(guī)模修建。據(jù)統(tǒng)計，至1993年底，全世界有50多個國家和地區(qū)擁有高速公路，其中有近20個國家和地區(qū)擁有1000km以上。鐵路電氣化的形成和大量發(fā)展南昆電氣化鐵路

1964年10月世界鐵路運營史第一高速在日本誕生，時速為210km。1994年12月22日，我國第一條準高速鐵路-廣深高速鐵路建成通車，時速為160km。規(guī)劃中的我國第一條高速鐵路-京滬高速鐵路，全長約1300km，實施全封閉、全立交，為客運專線，設計時速為300km。長距離的海底隧道的出現(xiàn)如日本越過津輕海峽連接本州（青森）與北海道（函館）的青函海底隧道長達53.85km，是世界最長的海底隧道。1990年貫通的英法海峽隧道長50.5km。土木工程的功能化、城市建設的立體化、交通運輸?shù)母咚倩厝皇沟脴?gòu)成土木工程的三個要素：材料、施工、理論出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢：(4)建筑材料的輕質(zhì)高強化發(fā)展迅速的是普通混凝土向輕骨料混凝土、加氣混凝土和高性能混凝土方向發(fā)展?？箟簭姸扔?0-40Mpa提高到60-100Mpa。一批輕質(zhì)高強材料如鋁合金、建筑塑料、玻璃鋼也得到迅速發(fā)展；同時也要重視環(huán)保節(jié)能材料的研究和發(fā)展。(5)施工過程中的工業(yè)化、裝配化(6)設計理論的精確化、科學化主要表現(xiàn)在理論分析由線形到非線形分析；由平面分析到空間分析；由單個到系統(tǒng)的綜合整體分析；由靜態(tài)到動態(tài)分析；由經(jīng)驗定值分析到隨機分析；由數(shù)值分析到模擬實驗分析；由人工手算、人工做比較方案、人工制圖到計算機輔助設計、計算機優(yōu)化設計、計算機制圖等。1.2.4土木工程的發(fā)展趨勢日本擬建的SKYCITY1.重大工程項目將陸續(xù)興建2.土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓

在建設與使用土木工程中與能源消耗，資源利用，環(huán)境保護，生態(tài)平衡有密切關系，對貫徹我國的國策-可持續(xù)發(fā)展原則影響很大。3.土木工程的可持續(xù)發(fā)展1.3土木工程專業(yè)規(guī)范1.3.1歷史沿格解放前工科學科的設置實行學年學分制，讀滿四年，大致滿130-140分始可畢業(yè)，取得（工）學士學位。土木工程沒有明確的專業(yè)，沒有統(tǒng)一的教學計劃和教學大綱。1952年后學習原蘇聯(lián)，設立工業(yè)與民用建筑專業(yè)專攻房屋建筑，道路專業(yè)專攻道路，采用學年學時制，即學習四年并滿足一定的學時后即可畢業(yè)?！拔幕蟾锩焙蠡謴驼猩瑢W制改為四年。由于各方面原因，專業(yè)劃分過細，專業(yè)范圍過窄，門類之間專業(yè)重復設置等問題十分突出。1998年,國家進行了本科目錄調(diào)整,將建筑工程、交通土建、礦井建設、公路工程等近十個專業(yè)合并成為目前的“土木工程專業(yè)”。1.3.2特色專業(yè)方向辦學98年后的土木工程專業(yè)教學至少要分為2個特色方向進行教學。目前開設的特色專業(yè)方向有：建筑工程、工程管理、巖土工程、地下工程、礦井建設、公路工程、道路與橋梁工程、橋梁工程、交通土建、機場工程、鐵路工程、城市地下工程等。2010年住房與城鄉(xiāng)建設部土木工程專業(yè)規(guī)范制定的《土木工程專業(yè)規(guī)范（建議稿）》建議的土木工程專業(yè)三個方向是：建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程。1.3.3培養(yǎng)目標適應社會主義現(xiàn)代化建設需要德智體全面發(fā)展掌握學科基本理論和基本知識獲得土木工程師基本訓練具有創(chuàng)新精神的高級工程科學技術(shù)人才畢業(yè)后能從事土木工程設計、施工與管理工作，有初步工程規(guī)劃與研究開發(fā)能力1.3.4培養(yǎng)規(guī)格1.政治思想具有高尚的道德品質(zhì)和良好的科學素質(zhì)和人文素養(yǎng)，具有科學的世界觀和正確的人生觀2.知識結(jié)構(gòu)1）基礎知識基礎理論+應用理論2）專業(yè)知識與技術(shù)建筑結(jié)構(gòu)設計理論與方法+土木工程施工技術(shù)與管理3）相關知識給排水+暖通+電工+工程機械4）要掌握的技能與工具制圖+測量+外語+計算機3.能力結(jié)構(gòu)1)自主學習能力要自主學習、擴大知識面，向老師學、向書本學，善于實踐2)綜合解決問題能力多數(shù)是單科教學，珍惜訓練綜合解決問題能力的綜合訓練及畢業(yè)設計3)創(chuàng)新進取能力社會進步，經(jīng)濟發(fā)展，對人才創(chuàng)新能力的要求日益提高4)協(xié)調(diào)管理能力現(xiàn)代土木工程需成千上萬人共同努力才能完成4.身體素質(zhì)具有健全的心理和健康的體魄，能夠履行建設祖國和保衛(wèi)祖國的神圣義務。

1.3.5專業(yè)教學內(nèi)容1.土木工程專業(yè)知識體系掌握核心知識及其運用方法，具備從事工程的理論分析、設計、規(guī)劃、建造、維護保養(yǎng)和管理、研究和教學等方面的基礎

2.專業(yè)教育實踐體系各類實驗、實習、設計和社會實踐以及科研訓練等多種領域和形式

3.大學生創(chuàng)新訓練知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力培養(yǎng)

1.4注冊師制度注冊師制度的建立將對學校的專業(yè)建設、人才培養(yǎng)規(guī)格及能力培養(yǎng)要求等方面產(chǎn)生極大的影響，這主要體現(xiàn)在對學生職業(yè)和實踐能力的培養(yǎng)方面，這就要求學校在專業(yè)的辦學思想、專業(yè)教學內(nèi)容、教學方法及實踐性教學環(huán)節(jié)等各個方面，緊緊圍繞注冊師制度對專業(yè)人員的要求而開展教學活動。注冊師制度的建立將要求各校通過評估把專業(yè)建設向更高水平發(fā)展注冊師制度，作為一種個人職業(yè)資格制度，它要求參加職業(yè)注冊的專業(yè)技術(shù)人員必須具備注冊師所規(guī)定的要求，包括專業(yè)教育要求和職業(yè)實踐要求。我國實施注冊建筑師制度的意義實施注冊制度是市場經(jīng)濟發(fā)展的需要是我國建筑師走向國際的需要是保護國內(nèi)建筑設計行業(yè)發(fā)展的需要是深化設計管理體制改革的需要是對外開放和開拓國際設計市場的需要是提高建筑師隊伍及個人素質(zhì)的需要是提高建筑設計質(zhì)量和水平的需要1.4.1注冊結(jié)構(gòu)師

在建筑工程設計中，建筑師雖然起著龍頭作用，但結(jié)構(gòu)工程師對工程的質(zhì)量和安全負有比建筑師更直接、更重大的責任。如果僅實行注冊建筑師制度，不推行結(jié)構(gòu)工程師注冊制度，將不能有效地保證建筑工程的質(zhì)量和安全，也給建筑設計單位的內(nèi)部管理，各專業(yè)、各工種的職責分工、協(xié)調(diào)與配合造成一定的困難。為了與注冊建筑師制度相配套，提高工程設計質(zhì)量，強化結(jié)構(gòu)工程師法律責任，保障公眾生命和財產(chǎn)安全，維護國家利益，經(jīng)建設部、人事部研究決定，我國勘察設計行業(yè)實行注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度。注冊結(jié)構(gòu)工程師資格制度納入專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)業(yè)資格制度，由國家確認批準。

所稱注冊結(jié)構(gòu)工程師，是指取得中華人民共和國注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格證書和注冊證書，從事房屋結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)及塔架結(jié)構(gòu)等工程設計及相關業(yè)務的專業(yè)技術(shù)人員。

注冊結(jié)構(gòu)工程師分為一級注冊結(jié)構(gòu)工程師和二級注冊結(jié)構(gòu)工程師。

注冊結(jié)構(gòu)工程師的執(zhí)業(yè)范圍：

（一）結(jié)構(gòu)工程設計；

（二）結(jié)構(gòu)工程設計技術(shù)咨詢；

（三）建筑物、構(gòu)筑物、工程設施等調(diào)查和鑒定；

（四）對本人主持設計的項目進行施工指導和監(jiān)督；

（五）建設部和國務院有關部門規(guī)定的其他業(yè)務

一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的執(zhí)業(yè)范圍不受工程規(guī)模及工程復雜程度的限制。注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)行業(yè)務，應當加入一個勘察設計單位。因結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量造成的經(jīng)濟損失，由勘察設計單位承擔賠償責任；勘察設計單位有權(quán)向簽字的注冊結(jié)構(gòu)工程師追償。

結(jié)構(gòu)師注冊考試分為基礎課（閉卷）、專業(yè)課（開卷）執(zhí)業(yè)注冊建筑師在高等教育階段的所對應的主要專業(yè)是土木工程。1.4.2注冊建造師

2002年12月5日，人事部、建設部聯(lián)合印發(fā)了《建造師執(zhí)業(yè)資格制度暫行規(guī)定》（人發(fā)[2002]111號），這標志著我國建立建造師執(zhí)業(yè)資格制度的工作正式建立。該《規(guī)定》明確規(guī)定，我國的建造師是指從事建設工程項目總承包和施工管理關鍵崗位的專業(yè)技術(shù)人員

建造師是以專業(yè)技術(shù)為依托、以工程項目管理為主業(yè)的執(zhí)業(yè)注冊人員，近期以施工管理為主。建造師是懂管理、懂技術(shù)、懂經(jīng)濟、懂法規(guī)，綜合素質(zhì)較高的復合型人員，既要有理論水平，也要有豐富的實踐經(jīng)驗和較強的組織能力。建造師注冊受聘后，可以建造師的名義擔任建設工程項目施工的項目經(jīng)理、從事其他施工活動的管理、從事法律、行政法規(guī)或國務院建設行政主管部門規(guī)定的其他業(yè)務一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試設《建設工程經(jīng)濟》、《建設工程法規(guī)及相關知識》、《建設工程項目管理》和《專業(yè)工程管理與實務》4個科目?！秾I(yè)工程管理與實務》科目分為：房屋建筑、公路、鐵路、民航機場、港口與航道、水利水電、電力、礦山、冶煉、石油化工、市政公用、通信與廣電、機電安裝和裝飾裝修14個專業(yè)類別，考生在報名時可根據(jù)實際工作需要選擇其一建筑師的執(zhí)業(yè)范圍：

(一)擔任建設工程項目施工的項目經(jīng)理。

(二)從事其他施工活動的管理工作。

(三)法律、行政法規(guī)或國務院建設行政主管部門規(guī)定的其他業(yè)務。執(zhí)業(yè)注冊建造師在高等教育階段的所對應的專業(yè)根據(jù)考試的14個專業(yè)有差別。對有土木工程專業(yè)教育的技術(shù)人員一般以房屋建筑、公路、鐵路、民航機場、港口與航道、水利水電、市政公用和裝飾裝修等專業(yè)類別為主1.4.3注冊監(jiān)理工程師全國監(jiān)理工程師執(zhí)業(yè)資格考試是由人事部與建設部共同組織的全國統(tǒng)一的執(zhí)業(yè)資格考試，考試分4個科目，考試采用閉卷形式?！豆こ探ㄔO監(jiān)理案例分析》科目為主觀題，《工程建設合同管理》、《工程建設質(zhì)量、投資、進度控制》、《工程建設監(jiān)理基本理論和相關法規(guī)》3個科目均為客觀題。

參加全部4個科目考試的人員，必須在連續(xù)兩個考試年度內(nèi)通過全部科目考試；符合免試部分科目考試的人員，必須在一個考試年度內(nèi)通過規(guī)定的兩個科目的考試，方可取得監(jiān)理工程師執(zhí)業(yè)資格證書。取得執(zhí)業(yè)資格證書后需到相關部門注冊才能正式執(zhí)業(yè)。和其他執(zhí)業(yè)資格不同的是，注冊監(jiān)理工程師除了要求執(zhí)業(yè)年限外，對職稱也有要求。1.4.4造價工程師

考試內(nèi)容：(1)工程造價管理相關知識;(2)工程造價的確定與控制;(3)建設工程技術(shù)與計量(土建或安裝,考生可根據(jù)工作實際選擇其一);(4)工程造價案例分析。所稱造價工程師，是指經(jīng)全國造價工程師執(zhí)業(yè)資格統(tǒng)一考試合格，并注冊取得《造價工程師注冊證》，從事建設工程造價活動的人員。造價工程師執(zhí)業(yè)范圍包括：（一）建設項目投資估算的編制、審核及項目經(jīng)濟評價；（二）工程概算、工程預算、工程結(jié)算、竣工決算、工程招標標底價、投標報價的編制、審核；（三）工程變更及合同價款的調(diào)整和索賠費用的計算；（四）建設項目各階段的工程造價控制；（五）工程經(jīng)濟糾紛的鑒定；（六）工程