前 言

国务院学位委员会在学科简介中为土木工程所下的定义是:“土木工程(Civil Engineering)是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象，即建造在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。”土木工程是一个专业覆盖面极广的一级学科。

英语中“civil”一词的意思是民间的、民用的。 "Civil Engineering”一词最初是对应于军事工程(Military Engineering)而诞生的，它是指除了服务于战争设施以外的一切为了生活和生产所需要的民用工程设施的总称，后来这个界定就不那么明确了。按照学科和行业之间的关联来透析，它早已超出了人们传统认识上的“工民建”，而是包括交通运输、水利水电、防灾减灾、岩土爆破、矿山采掘、能源开发、航天发射等众多领域的基础设施和工程项目。许多高等学校也大都遵循这个“大土木”的理念来设置专业和安排教学，这既符合学科自身的规律也有利于学生就业。

土木工程是国家的基础产业和支柱产业，是开发和吸纳我国劳动力资源的一个重要平台。由于它投入大、带动的行业多，对国民经济的消长具有举足轻重的作用。改革开放后，我国国民经济持续增长，土建行业的贡献率达到1/3。近年来，我国固定资产的投入接近甚至超过GDP总量的50%，其中绝大多数都与土木建筑行业有关。随着城市化的发展，这一趋势还将继续呈现增长的势头。

2008年由美国两房(房利美、房地美两大房地产集团)次贷危机引发了遍及全球的金融海啸，国务院紧急出台了4万亿元的救市投入，其中60%是与土木工程有关的基础设施和民生工程，这一举措本身就充分体现了土木工程在国民经济中的地位和作用。

相对于机械工程等传统学科而言，土木工程诞生得更早，其发展及演变历史更为古老。同时，它又是一个生命力极强的学科，它强大的生命力源于人类生活乃至生存对它的依赖，甚至可以毫不夸张地说，只要有人类存在，土木工程就有着强大的社会需求和广阔的发展空间。

随着技术的进步和时代的发展，土木工程不断注入新鲜血液，呈现出勃勃生机。其中工程材料的变革和力学理论的发展起着最为重要的推动作用。现代土木工程早已不是传统意义上的砖瓦灰砂石，而是由新理论、新技术、新材料、新工艺、新方法武装起来的为众多领域和行业不可或缺的大型综合性学科，一个古老而又年轻的学科。

考虑到新生入学时对所选的学科和专业大都比较陌生，所以本教材主要是对新生进行专业理想教育的。采用讲座或讲学的方式来撰写，在写法上也一反过去那种“先介绍悠久的历史，再概述专业内容”的思路，而是一开始就介绍土木工程在国民经济中的地位和作用，并逐步阐述土木工程是一个专业覆盖面宽，行业涉及面广，与各行各业有着紧密联系、相互依存、相互渗透、共同发展与进步的大型综合性学科，是一个可以大幅度拉动国民经济、吸纳人力资源的永恒的朝阳产业。

本书不仅是高等职业院校土木工程专业的专业理想教育教材，同时也是土木工程从业人员和公务员的良好读物。

编 者2010年10月

本书是21世纪高等职业院校土木工程专业系列教材之一，根据高职高专土木工程专业的培养目标和教学大纲编写。

本书以对新生进行专业理想教育为目的，结构借鉴讲座的形式，共分7讲，包括土木工程的重要性，房屋建筑与特种结构，交通运输工程，水利工程，防灾减灾，地下工程，历史、发展与未来。

本书可作为高等职业院校、高等专科院校、成人高等职业院校土木工程类专业的入门教材或专业理想教育教材，也可作为土木工程类相关人员的通俗读物。

第1讲 土木工程的重要性1

1.1 土木工程的广泛性和普适性1

1.1.1 概述1

1.1.2 专业覆盖面宽，行业涉及面广2

1.2 土木工程可以大幅拉动国民经济5

1.2.1 发展经济需要投资基础设施5

1.2.2 土木建筑和房地产是国家的支柱产业10

1.2.3 积极应对金融危机12

1.3 土木工程难度大，效益高，服役久14

1.3.1 土木工程难度大14

1.3.2 土木工程效益高17

1.3.3 土木工程服役久18

1.4 土木工程学科有较强的延续性和适应性18

1.4.1 现代科学的高速增长和半衰期18

1.4.2 土木工程的延续性和适应性20

1.5 土木工程与人力资源开发20

1.5.1 中国的人口和就业状况20

1.5.2 土木工程可以吸纳各类人力资源22

1.6 结论--伟大的土木工程23

1.6.1 一门古老而又年轻的学科23

1.6.2 伟大源于自身的特点和属性24

第2讲 房屋建筑与特种结构25

2.1 居住建筑与房地产业25

2.1.1 房地产业可以引发金融海啸25

2.1.2 我国房地产业和住宅的大发展25

2.1.3 加大民生工程的投入应对经济危机26

2.1.4 住宅建筑的发展趋势26

2.2 高层建筑27

2.2.1 高层建筑发展的背景27

2.2.2 世界高层建筑31

2.2.3 中国高层建筑34

2.3 高耸结构37

2.3.1 电视塔37

2.3.2 输电塔架39

2.3.3 纪念性高耸结构39

2.3.4 风力发电机41

2.4 大跨结构与交通枢纽42

2.4.1 大跨结构--剧场、展览馆等42

2.4.2 交通枢纽--机场与车站44

2.5 北京奥运场馆48

2.5.1 宏伟众多的奥运场馆48

2.5.2 建筑造型和理念改变50

2.6 近代特种结构51

2.6.1 海上采油平台51

2.6.2 核电站53

2.6.3 南极考察站55

2.6.4 航天发射塔57

2.6.5 其他59

土木工程导论--专业理想教育目 录第3讲 交通运输工程60

3.1 概述60

3.1.1 交通运输工程分类60

3.1.2 专业设置的历史渊源61

3.1.3 交通运输工程的重要性61

3.2 公路与城市道路61

3.2.1 普通公路62

3.2.2 高速公路64

3.2.3 城市道路66

3.3 铁路67

3.3.1 世界铁路的发展67

3.3.2 中国铁路的发展69

3.3.3 青藏铁路71

3.3.4 中国铁路建设的新时代72

3.3.5 主要工程要求和技术标准74

3.4 桥梁76

3.4.1 桥梁结构型式76

3.4.2 中国是桥梁大国81

3.4.3 一个新的崛起83

3.4.4 桥梁结构的几个特殊问题87

3.5 隧道90

3.5.1 隧道的类别90

3.5.2 隧道的基本要求92

3.5.3 城市隧道94

3.5.4 水底隧道96

3.5.5 中国隧道建设的迅猛发展98

3.6 管道运输102

3.6.1 管道运输的重要性102

3.6.2 中国第一条西气东输管线103

3.6.3 西气东输二线工程103

第4讲 水利工程104

4.1 水利工程的重要性104

4.1.1 水资源问题104

4.1.2 粮食安全问题108

4.1.3 能源问题110

4.1.4 水利工程的综合性及其分类111

4.2 水库的重大作用112

4.2.1 概述112

4.2.2 水库的四大作用112

4.3 水利工程对环境的影响116

4.3.1 水利工程影响环境实例116

4.3.2 水库对气候、水质、生物的影响118

4.3.3 引发地质灾害120

4.3.4 淤积和渗漏121

4.3.5 水库移民123

4.4 三峡和小浪底工程123

4.4.1 三峡工程123

4.4.2 小浪底工程125

4.5 水电站工程128

4.5.1 概述128

4.5.2 水电站的类型和布置128

4.6 海洋海运工程131

4.6.1 概述131

4.6.2 港口工程132

4.6.3 港口功能的现代化135

4.6.4 运河137

4.6.5 海上运载工具--船舶138

第5讲 防灾减灾140

5.1 灾害的定义、属性、分类与分级140

5.1.1 灾害损失的严重性140

5.1.2 灾害的定义与属性140

5.1.3 灾害的分类与分级141

5.2 中国的灾害情况145

5.2.1 地震灾害145

5.2.2 火灾与燃气爆炸148

5.3 汶川大地震150

5.3.1 基本情况150

5.3.2 地质灾害的影响151

5.4 土木工程在防灾减灾中的重大作用155

5.4.1 土木工程的属性155

5.4.2 土木工程在防灾减灾中的极端重要性157

第6讲 地下工程160

6.1 开发地下空间的紧迫性160

6.1.1 地少人多的矛盾日益尖锐160

6.1.2 人类对地球认识和开发的滞后161

6.1.3 向地下要发展空间163

6.2 城市地下轨道交通165

6.2.1 必要性和优越性165

6.2.2 国外地下铁道的大发展166

6.2.3 中国地铁建设突飞猛进169

6.3 建筑节能171

6.3.1 中国建筑耗能过大171

6.3.2 中国建筑节能的标准低，差距大171

6.3.3 最廉价的建筑节能措施172

6.4 抗灾、抗爆与防护175

6.4.1 地下空间有较强的抗灾能力175

6.4.2 必须加强人防工程建设176

6.5 战略储油177

6.5.1 战略储油的重要性177

6.5.2 水封油库178

6.5.3 水封气库181

第7讲 历史、发展与未来184

7.1 历史和发展184

7.1.1 概述184

7.1.2 古代土木工程184

7.1.3 近代土木工程188

7.1.4 现代土木工程190

7.2 辉煌的未来193

7.2.1 面临的挑战和机遇193

7.2.2 继续发展传统的土建项目193

7.2.3 材料的进步和更新194

7.2.4 面向荒漠、海洋和太空196

7.2.5 自动化、智能化、信息化197

参考文献198

本书是21世纪高等职业院校土木工程专业系列教材之一，根据高职高专土木工程专业的培养目标和教学大纲编写。

本书以对新生进行专业理想教育为目的，结构借鉴讲座的形式，共分7讲，包括土木工程的重要性，房屋建筑与特种结构，交通运输工程，水利工程，防灾减灾，地下工程，历史、发展与未来。

本书可作为高等职业院校、高等专科院校、成人高等职业院校土木工程类专业的入门教材或专业理想教育教材，也可作为土木工程类相关人员的通俗读物。

第1讲 土木工程的重要性1

1.1 土木工程的广泛性和普适性1

1.1.1 概述1

1.1.2 专业覆盖面宽，行业涉及面广2

1.2 土木工程可以大幅拉动国民经济5

1.2.1 发展经济需要投资基础设施5

1.2.2 土木建筑和房地产是国家的支柱产业10

1.2.3 积极应对金融危机12

1.3 土木工程难度大，效益高，服役久14

1.3.1 土木工程难度大14

1.3.2 土木工程效益高17

1.3.3 土木工程服役久18

1.4 土木工程学科有较强的延续性和适应性18

1.4.1 现代科学的高速增长和半衰期18

1.4.2 土木工程的延续性和适应性20

1.5 土木工程与人力资源开发20

1.5.1 中国的人口和就业状况20

1.5.2 土木工程可以吸纳各类人力资源22

1.6 结论--伟大的土木工程23

1.6.1 一门古老而又年轻的学科23

1.6.2 伟大源于自身的特点和属性24

第2讲 房屋建筑与特种结构25

2.1 居住建筑与房地产业25

2.1.1 房地产业可以引发金融海啸25

2.1.2 我国房地产业和住宅的大发展25

2.1.3 加大民生工程的投入应对经济危机26

2.1.4 住宅建筑的发展趋势26

2.2 高层建筑27

2.2.1 高层建筑发展的背景27

2.2.2 世界高层建筑31

2.2.3 中国高层建筑34

2.3 高耸结构37

2.3.1 电视塔37

2.3.2 输电塔架39

2.3.3 纪念性高耸结构39

2.3.4 风力发电机41

2.4 大跨结构与交通枢纽42

2.4.1 大跨结构--剧场、展览馆等42

2.4.2 交通枢纽--机场与车站44

2.5 北京奥运场馆48

2.5.1 宏伟众多的奥运场馆48

2.5.2 建筑造型和理念改变50

2.6 近代特种结构51

2.6.1 海上采油平台51

2.6.2 核电站53

2.6.3 南极考察站55

2.6.4 航天发射塔57

2.6.5 其他59

土木工程导论--专业理想教育第3讲 交通运输工程60

3.1 概述60

3.1.1 交通运输工程分类60

3.1.2 专业设置的历史渊源61

3.1.3 交通运输工程的重要性61

3.2 公路与城市道路61

3.2.1 普通公路62

3.2.2 高速公路64

3.2.3 城市道路66

3.3 铁路67

3.3.1 世界铁路的发展67

3.3.2 中国铁路的发展69

3.3.3 青藏铁路71

3.3.4 中国铁路建设的新时代72

3.3.5 主要工程要求和技术标准74

3.4 桥梁76

3.4.1 桥梁结构型式76

3.4.2 中国是桥梁大国81

3.4.3 一个新的崛起83

3.4.4 桥梁结构的几个特殊问题87

3.5 隧道90

3.5.1 隧道的类别90

3.5.2 隧道的基本要求92

3.5.3 城市隧道94

3.5.4 水底隧道96

3.5.5 中国隧道建设的迅猛发展98

3.6 管道运输102

3.6.1 管道运输的重要性102

3.6.2 中国第一条西气东输管线103

3.6.3 西气东输二线工程103

第4讲 水利工程104

4.1 水利工程的重要性104

4.1.1 水资源问题104

4.1.2 粮食安全问题108

4.1.3 能源问题110

4.1.4 水利工程的综合性及其分类111

4.2 水库的重大作用112

4.2.1 概述112

4.2.2 水库的四大作用112

4.3 水利工程对环境的影响116

4.3.1 水利工程影响环境实例116

4.3.2 水库对气候、水质、生物的影响118

4.3.3 引发地质灾害120

4.3.4 淤积和渗漏121

4.3.5 水库移民123

4.4 三峡和小浪底工程123

4.4.1 三峡工程123

4.4.2 小浪底工程125

4.5 水电站工程128

4.5.1 概述128

4.5.2 水电站的类型和布置128

4.6 海洋海运工程131

4.6.1 概述131

4.6.2 港口工程132

4.6.3 港口功能的现代化135

4.6.4 运河137

4.6.5 海上运载工具--船舶138

第5讲 防灾减灾140

5.1 灾害的定义、属性、分类与分级140

5.1.1 灾害损失的严重性140

5.1.2 灾害的定义与属性140

5.1.3 灾害的分类与分级141

5.2 中国的灾害情况145

5.2.1 地震灾害145

5.2.2 火灾与燃气爆炸148

5.3 汶川大地震150

5.3.1 基本情况150

5.3.2 地质灾害的影响151

5.4 土木工程在防灾减灾中的重大作用155

5.4.1 土木工程的属性155

5.4.2 土木工程在防灾减灾中的极端重要性157

第6讲 地下工程160

6.1 开发地下空间的紧迫性160

6.1.1 地少人多的矛盾日益尖锐160

6.1.2 人类对地球认识和开发的滞后161

6.1.3 向地下要发展空间163

6.2 城市地下轨道交通165

6.2.1 必要性和优越性165

6.2.2 国外地下铁道的大发展166

6.2.3 中国地铁建设突飞猛进169

6.3 建筑节能171

6.3.1 中国建筑耗能过大171

6.3.2 中国建筑节能的标准低，差距大171

6.3.3 最廉价的建筑节能措施172

6.4 抗灾、抗爆与防护175

6.4.1 地下空间有较强的抗灾能力175

6.4.2 必须加强人防工程建设176

6.5 战略储油177

6.5.1 战略储油的重要性177

6.5.2 水封油库178

6.5.3 水封气库181

第7讲 历史、发展与未来184

7.1 历史和发展184

7.1.1 概述184

7.1.2 古代土木工程184

7.1.3 近代土木工程188

7.1.4 现代土木工程190

7.2 辉煌的未来193

7.2.1 面临的挑战和机遇193

7.2.2 继续发展传统的土建项目193

7.2.3 材料的进步和更新194

7.2.4 面向荒漠、海洋和太空196

7.2.5 自动化、智能化、信息化197

参考文献1982100433B

在高等学校土木工程专业指导委员会编撰的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》颁布之后，土木工程专业“土木工程导论”课程有了明确的知识点要求，本书根据专业规范的基本要求并考虑土木工程专业的未来发展，编写了能服务于大多数土木工程院校的一本教材，本教材主要特点是满足规范要求，拓展土木工程研究领域，将土木工程的过去、现在和将来展示给学生。《土木工程导论》是为入门专业教育课编写的，全书共分7章，第1章绪论，主要介绍土木工程专业、土木工程师的责任和义务；第2章土木工程发展简史；第3章土木工程的研究内容；第4章土木工程建设与决策；第5章土木工程防灾减灾；第6章绿色土木工程与建筑节能；第7章土木工程智能建造和BIM技术。本书彩色印刷，设计讨论题（章前）、思考题（章后），可扫二维码互动，同时融入思政元素，希望能培养起学生学习土木工程的浓厚兴趣，让学生树立起学好土木工程的信心与责任。 本书为土木工程专业本科专业基础课教材，也可供其他专业了解土木工程专业和行政管理人员参考。