土木工程 是指一切和水、土、文化有關的基礎建設的計劃、建造和維修。現時一般的土木工作項目包括:道路、水務、渠務、防洪工程及交通等。過去曾經將一切非軍事用途的民用工程項目,歸類入本類,但隨著工程科學日益廣闊,不少原來屬於土木工程範圍的內容都已經獨立成科。
历史
古代土木工程的历史跨度大致可以化分为从旧石器时代倒17世纪中叶。这一时期的土木工程十分原始,建筑材料主要使用石块、草筋、土坯等自然材料,建筑工具也是十分简陋的斧、锤、刀、铲等手工工具,修建设施主要依靠经验,没有什么系统的理论。
古代土木工程
近代土木工程的历史跨度,一般认为时从17世纪中叶到第二次世界大战前后,共计300餘年。这一时期,土木工程逐渐成为一门独立学科。1683年意大利学者伽利略发表了《关于两门新科学的对话》,首次用公式表达了梁的设计理论。1687年牛顿总结出力学三大定律,为土木工程奠定了力学分析的基础。随后在材料力学、弹性力学和材料强度理论的基础上,法国的纳维于1825年建立了土木工程中结构设计的容许应力法。从此,土木工程变有了比较系统的理论指导。
材料方面,1824年波特兰水泥的发明以及1867年钢筋混凝土开始应用是土木工程史上的历史性事件。由于混凝土及刚才的大规模生产得以实现,使得土木工程师可以运用这些材料建造巨型和复杂的工程设施。
近代土木工程
第二次世界大战之后的科学技术的迅速发展,使得土木工程可以以现代科学技术为依托进一步发展。
化学合成材料的不断研制和发现,拓宽了施工中可以使用的材料的数量,而且在性能上也较过去的传统材料更为优良。
计算机的数值分析使过去不能计算的带有盲目性的经验估计可以变为较为精确的分析。例如,借助于Matlab等软件的帮助,人们如今可以轻而易举地解出以前无法完成的庞大方程组。计算机绘图的不断发展,使得人们可以方便且精确的做出杆件分析、结构的定型分析、应力分布、徐变分析、冲击分析等。
现代土木工程
中国将土木工程分为:
美國将土木工程分为:
房屋工程
铁路工程
道路工程
机场工程
桥梁工程
隧道及地下工程
特种工程结构
给排水工程(现已是一门独立的学科)
城市供热供燃气工程
交通工程(已经分化出来成为了独立的学科)
环境工程
港口工程
水利工程(已经分化出来成为了独立的学科)
土力工程
結構工程(Structural engineering)
大地工程(Geotechnical engineering)
交通工程(Transportation engineering)
環境工程(Environmental engineering)
水利工程(Hydraulic engineering)
建设工程(Construction engineering)
材料科學(Materials science)
測量学(Surveying)
城市工程(Urban engineering)