Historia de la construcción de ingeniería
Se refiere a la aplicación de materiales, equipos y actividades técnicas como levantamiento, diseño, construcción y mantenimiento, también se refiere al objeto de construcción de ingeniería, es decir, construido sobre el terreno o bajo tierra, sobre terreno o; en el agua, directa o indirectamente para la vida humana, diversas instalaciones de ingeniería para servicios de producción, militares y de investigación científica, como casas, carreteras, ferrocarriles, tuberías de transporte, túneles, puentes, canales, presas, puertos, centrales eléctricas, aeropuertos, costa afuera. andenes, abastecimiento y drenaje de agua, proyectos de protección, etc.
La base material para la construcción de instalaciones de ingeniería es la tierra, los materiales de construcción, los equipos de construcción y la maquinaria de construcción.
Con la ayuda de estas condiciones materiales, el punto de partida y el destino de la ingeniería civil es construir de manera económica y conveniente instalaciones de ingeniería que no solo puedan satisfacer los requisitos estéticos y de uso de las personas, sino que también puedan soportar diversas cargas de manera segura.
Tres saltos en la historia de la ingeniería civil jugaron un papel clave en el desarrollo de la ingeniería civil. En primer lugar, los materiales de construcción civil sirvieron como base material del proyecto y, en segundo lugar, el correspondiente desarrollo de la teoría del diseño. tecnología de la construcción.
Cada vez que aparecen nuevos materiales de construcción excelentes, la ingeniería civil avanza a pasos agigantados.
En los primeros tiempos, la gente sólo podía depender de materiales naturales como la tierra y la madera para realizar actividades de construcción. Más tarde, aparecieron materiales de construcción artificiales, como ladrillos y tejas, lo que permitió a la humanidad romper las limitaciones de los materiales de construcción naturales por primera vez.
China fabricaba baldosas cerámicas a principios de la dinastía Zhou Occidental, en el siglo XI a.C.
Los primeros ladrillos aparecieron en tumbas del Período de los Reinos Combatientes, desde el siglo V a.C. hasta el siglo III a.C.
Las propiedades mecánicas de los ladrillos y tejas son superiores a las del suelo. Pueden fabricarse a partir de materiales locales y son fáciles de procesar.
La aparición de ladrillos y tejas permitió a la gente comenzar a construir casas y proyectos de defensa urbana de forma extensiva y a gran escala.
Por lo tanto, la tecnología de la ingeniería civil se desarrolla rápidamente.
Hasta los siglos XVIII y XIX, los ladrillos y las tejas se habían utilizado como materiales de construcción importantes en la ingeniería civil durante más de 2.000 años, contribuyendo enormemente a la civilización humana y todavía se utilizan ampliamente en la actualidad.
La aplicación generalizada del acero es el segundo salto adelante en la ingeniería civil.
El arrabio comenzó a utilizarse en la década de 1970 y el hierro forjado se utilizó para construir puentes y casas a principios del siglo XIX. Este fue un preludio a la aparición de las estructuras de acero.
Desde mediados del siglo XIX, la industria metalúrgica ha fundido y laminado acero de construcción con alta resistencia a la tracción y a la compresión, buena ductilidad y calidad uniforme, produciendo así alambres y cables de acero de alta resistencia.
Como resultado, han florecido estructuras de acero que satisfacen las necesidades del desarrollo.
Además de la aplicación de las estructuras originales de vigas y arcos, las cerchas, marcos, estructuras de rejilla y estructuras de suspensión emergentes se están volviendo populares gradualmente, y las formas estructurales están floreciendo.
La luz de los edificios ha evolucionado desde unos pocos metros o decenas de metros para estructuras de ladrillo, estructuras de piedra y estructuras de madera hasta cientos o cientos de metros para estructuras de acero, hasta más de 1.000 metros en los tiempos modernos.
Como resultado, se construyeron puentes sobre ríos y estrechos, se construyeron rascacielos y torres de hierro imponentes en el suelo, e incluso se colocaron ferrocarriles bajo tierra, creando milagros sin precedentes.
Para satisfacer las necesidades del desarrollo de la ingeniería de estructuras de acero, basada en la mecánica newtoniana, surgió la mecánica de materiales, la mecánica estructural y la teoría del diseño de estructuras de ingeniería.
Las teorías de la maquinaria de construcción, la tecnología de la construcción y el diseño de la organización de la construcción también se han desarrollado. La ingeniería civil ha pasado de la experiencia a la ciencia y tiene una nueva mirada en la práctica y la teoría básica de la ingeniería, promoviendo así la ingeniería civil. ser más rápido el desarrollo.
El hormigón se inventó en la década de 1820, después de que se fabricara el cemento Portland.
Los agregados de concreto se pueden obtener localmente y los componentes de concreto son fáciles de formar, pero la resistencia a la tracción del concreto es muy pequeña y su uso es limitado.
Después de mediados del siglo XIX, la producción de acero aumentó y, con ella, surgió el hormigón armado, un nuevo tipo de material de construcción compuesto. El acero soporta la tensión y el hormigón la presión, aprovechando al máximo sus respectivas ventajas. .
Desde principios del siglo XX, el hormigón armado ha sido ampliamente utilizado en diversos campos de la ingeniería civil.
El hormigón pretensado existe desde la década de 1930.
La resistencia al agrietamiento, la rigidez y la capacidad portante de las estructuras de hormigón pretensado son muy superiores a las de las estructuras de hormigón armado, por lo que son más utilizadas.
La ingeniería civil ha entrado en un periodo histórico en el que dominan el hormigón armado y el hormigón pretensado.
La aparición del hormigón ha aportado nuevas formas estructurales de ingeniería, económicas y hermosas, a los edificios, y ha aportado nuevas tecnologías de construcción y teorías de diseño de estructuras de ingeniería a la ingeniería civil.
Este es otro salto en el desarrollo de la ingeniería civil.
Características de la ingeniería civil La construcción de una instalación de ingeniería generalmente pasa por tres etapas: estudio, diseño y construcción, lo que requiere el uso de ingeniería geológica, estudio hidrogeológico, estudio de ingeniería, mecánica de suelos, ingeniería mecánica, Conocimientos en los campos del diseño de ingeniería, materiales de construcción, equipos de construcción, maquinaria de construcción, economía de la construcción, tecnología de la construcción, organización de la construcción y otras tecnologías, así como computadoras electrónicas y pruebas mecánicas.
Por lo tanto, la ingeniería civil es una materia integral que abarca una amplia gama de áreas.
Con el avance de la ciencia y la tecnología y el desarrollo de la práctica de la ingeniería, la disciplina de la ingeniería civil también se ha convertido en un sistema integral con amplias connotaciones, numerosas categorías y estructuras complejas.
La ingeniería civil se desarrolla con el desarrollo de la sociedad humana.
Las instalaciones de ingeniería que construye reflejan el desarrollo socioeconómico, cultural y tecnológico de diversos periodos históricos, por lo que la ingeniería civil se ha convertido en uno de los testigos del desarrollo social e histórico.
En la antigüedad, la gente comenzó a construir casas sencillas, caminos, puentes y barrancos para satisfacer las necesidades de la vida y la producción sencillas.
Más tarde, para satisfacer las necesidades de la guerra, la producción y la vida, y la propagación religiosa, la gente construyó ciudades, canales, palacios, templos y otros edificios.
Muchas instalaciones de ingeniería famosas muestran la creatividad de la humanidad en este período histórico.
Por ejemplo, la Gran Muralla China, Dujiangyan, el Gran Canal, el Puente Zhaozhou y la torre de madera de Yingxian, las pirámides de Egipto, el Partenón de Grecia, el proyecto de suministro de agua de Roma, el Imperio Romano Coliseo (Coliseo), así como muchas otras iglesias y palacios famosos.
Después de la revolución industrial, especialmente en el siglo XX, por un lado, la sociedad ha planteado nuevas demandas para la ingeniería civil, por otro lado, todos los campos de la sociedad han creado buenas condiciones para el progreso de la ingeniería civil; Ingeniería civil.
Como resultado, la ingeniería civil se desarrolló rápidamente durante este período.
Plantas industriales modernas a gran escala, rascacielos, plantas de energía nuclear, carreteras y ferrocarriles, puentes de gran luz, tuberías de transporte de gran diámetro y túneles largos, grandes canales, presas, grandes aeropuertos, grandes puertos marítimos y océanos. La ingeniería ha surgido en todo el mundo.
La ingeniería civil moderna continúa creando un nuevo entorno físico para la sociedad humana y se ha convertido en una parte importante de la civilización moderna de la sociedad humana.
La ingeniería civil es una asignatura muy práctica.
La ingeniería civil temprana se desarrolló a través de la práctica de la ingeniería, resumiendo experiencias exitosas y, especialmente, aprendiendo de las lecciones del fracaso.
Desde el siglo XVII, la mecánica moderna liderada por Galileo y Newton se ha combinado con la práctica de la ingeniería civil, formando gradualmente la mecánica de materiales, la mecánica estructural, la mecánica de fluidos y la mecánica de rocas como las disciplinas teóricas básicas de la ingeniería civil.
Solo así la ingeniería civil podrá evolucionar gradualmente desde la experiencia hasta la ciencia.
En el proceso de desarrollo de la ingeniería civil, la experiencia práctica de la ingeniería a menudo precede a la teoría, y los accidentes de ingeniería a menudo presentan nuevos factores imprevistos, lo que desencadena la investigación y el desarrollo de nuevas teorías.
Hasta ahora, el tratamiento de muchos problemas de ingeniería todavía depende en gran medida de la experiencia práctica.
Hay dos razones por las que el desarrollo de la tecnología de ingeniería civil se basa principalmente en la práctica de la ingeniería en lugar de experimentos científicos e investigaciones teóricas: en primer lugar, algunas condiciones objetivas son demasiado complejas para realizar experimentos en interiores o pruebas de campo y análisis teóricos fielmente. .
Por ejemplo, la deformación por tensión de cimientos, túneles y proyectos subterráneos y sus cambios a lo largo del tiempo aún deben analizarse y juzgarse con referencia a la experiencia en ingeniería.
En segundo lugar, sólo a través de nuevas prácticas de ingeniería se pueden revelar nuevos problemas.
Por ejemplo, cuando se construyen edificios de gran altura, torres imponentes y puentes de gran luz, se resaltan los problemas de resistencia al viento y a los terremotos del proyecto, y se pueden desarrollar nuevas teorías y nuevas tecnologías en esta área. desarrollado.
En la práctica a largo plazo de la ingeniería civil, la gente no sólo presta gran atención al arte de la arquitectura, sino que también logra logros sobresalientes en otras instalaciones de ingeniería mediante el uso de diferentes materiales de construcción; , como piedra, acero y hormigón armado, muchos proyectos con bello arte y buena funcionalidad están en armonía con el entorno natural.
La Gran Muralla China en la antigüedad y muchas torres de televisión y puentes en el mundo moderno son ejemplos.
La tendencia de desarrollo de la ingeniería civil La característica de la ingeniería civil moderna es que las personas necesitan construir equipos modernos a gran escala, de gran envergadura, imponentes, livianos, de gran escala y sofisticados para cumplir con los requisitos de el rápido desarrollo de diversas construcciones de ingeniería.
No sólo requiere alta calidad de construcción y alta velocidad, sino que también requiere altos beneficios económicos.
Esto ha planteado nuevos temas para la ingeniería civil y ha impulsado el progreso de esta disciplina.
Constantemente surgen nuevos materiales con alta resistencia y peso ligero.
Se han utilizado aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio y plásticos reforzados con fibra de vidrio (FRP), que son más ligeros que el acero.
Se han logrado y se siguen logrando logros notables en la mejora de la resistencia y durabilidad del acero y el hormigón.
La ingeniería geológica y la infraestructura del área de construcción, así como sus propiedades mecánicas y de tensión en el estado natural, no solo determinan directamente el diseño y la construcción de los cimientos, sino que a menudo están relacionados con la selección del sitio. , sistema estructural y construcción de instalaciones de ingeniería La elección de los materiales de construcción tiene un gran impacto en la ingeniería subterránea.
En la actualidad, la ingeniería geológica y la tecnología de investigación de cimientos todavía se basan principalmente en el muestreo de perforación de campo y el análisis y pruebas en interiores, que tienen ciertas limitaciones. Para adaptarse a las necesidades de los edificios modernos a gran escala, existe una necesidad urgente de utilizar la ciencia y la tecnología modernas para crear nuevos métodos de investigación.
Los planes maestros anteriores a menudo dependían de la experiencia en ingeniería para proponer varios planes y seleccionar el mejor.
Debido a la creciente escala de las instalaciones de ingeniería civil, es necesario y posible utilizar teorías y métodos de ingeniería de sistemas para mejorar los niveles de planificación.
Los proyectos de ingeniería civil de gran tamaño, como las represas, provocarán cambios en el entorno natural y afectarán el equilibrio ecológico y la producción agrícola. Los efectos sociales de tales proyectos tienen ventajas y desventajas.
En la planificación debemos considerar de forma integral y buscar ventajas y evitar desventajas.
Con la expansión de la escala de la ingeniería civil y el posterior desarrollo de herramientas, equipos y maquinaria de construcción hacia múltiples variedades, automatización y gran escala, la construcción se está volviendo cada vez más mecanizada y automatizada.
Al mismo tiempo, la gestión organizacional comenzó a aplicar las teorías y métodos de la ingeniería de sistemas, volviéndose cada vez más científica, la construcción de algunas instalaciones de ingeniería continuó con la tendencia hacia la estandarización de estructuras y componentes y la industrialización; de producción.
Esto no solo puede reducir costos, acortar los períodos de construcción y mejorar la productividad laboral, sino también resolver problemas de construcción en condiciones especiales, completando así proyectos que eran difíciles de construir en el pasado.
La especialidad de ingeniería civil utiliza conocimientos científicos básicos como matemáticas, física, química y ciencias de la información informática, conocimientos científicos técnicos como mecánica y materiales, y los conocimientos técnicos de ingeniería correspondientes para investigar, diseñar y construir. Edificaciones industriales y civiles, disciplinas de túneles y edificaciones subterráneas, autopistas y vías urbanas, puentes y otras instalaciones de ingeniería.