土木工程学科前沿

土木工程学科前沿综述

同济大学 项海帆

李杰 吕西林 葛耀君 袁勇

一、前 言

1660年创立的虎克定律被认为是土木工程学科从古代进入近代的标志。从那时到第二次世界大战结束的约三百年间，建筑材料方面由古代的石料、木材和砖瓦转变为以铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土，乃至早期的预应力混凝土。理论方面则由十七世纪伽利略、虎克和牛顿奠基的土木工程设计基础理论发展出十八世纪以欧拉的稳定理论和库仑的强度理论和土力学理论为代表的更新的理论。

十八世纪蒸汽机的发明催生了英国工业革命。1825年英国建成了第一条铁路，1863年伦敦又建成了第一条地铁。转炉炼钢法(1856年)和钢筋混凝土(1867年)的相继问世促使了近代土木工程的快速发展。19世纪的60年代和70年代还相继发明了内燃机和电机，到1885年德国造出了第一辆汽车。铁路、公路、高层建筑和大型公共建筑(车站、展览馆、体育场馆等)在十九世纪的大量建设使近代土木工程在世纪末已达到了相当成熟的阶段。继十九世纪下半叶的世界三大标志性工程：美国布鲁克林悬索桥(主跨486m，1883年)、法国埃菲尔铁塔(高305m，1899年)和英国Forth桁架桥(主跨520m，1890年)。二十世纪上半叶建成的世界三大标志性工程是：美国旧金山金门大桥(主跨1280m，1937年)、澳大利亚悉尼拱桥(主跨503m，1932年)和美国纽约帝国大厦(高378m，102层，1931年)。与此同时，20世纪的30和40年代也是土木工程有关力学理论和设计方法蓬勃发展和日臻完善的时期，结构稳定和振动理论、非线性大挠度理论、组合结构计算理论、梁桁空间计算理论、高层框架分析方法、板壳和薄壁杆件扭转理论等相继建立起来，为大跨桥梁、高层建筑和大跨穹顶结构的分析和设计提供了有力的支持。

第二次世界大战后，计算机的问世标志着土木工程进入了发展更为迅猛的现代

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