building and civil engineering structures

房屋建筑和土木工程的建筑物、構(gòu)筑物及其相關(guān)組成部分的總稱 。

在房屋、橋梁、鐵路、公路、水工、港口等工程的建筑物、構(gòu)筑物和設(shè)施中，以建筑材料制成的各種承重構(gòu)件相互連接成一定形式的組合體；除滿足工程所要求的功能和性能外，還必須在使用期內(nèi)安全、適用、經(jīng)濟(jì)、耐久地承受外加的或內(nèi)部形成的各種作用。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的配合下，工程結(jié)構(gòu)中的許多力學(xué)問(wèn)題能夠得到精確解，可改變目前一些不合理的假定，并使工程結(jié)構(gòu)的空間作用、動(dòng)態(tài)反應(yīng)、延性設(shè)計(jì)與周圍介質(zhì)的相互作用、系統(tǒng)優(yōu)化等獲得新的發(fā)展，工程結(jié)構(gòu)形式也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

施工技術(shù)和設(shè)備是促進(jìn)工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要手段，平面運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸、構(gòu)件制作、現(xiàn)場(chǎng)施工、裝修粉刷、設(shè)備安裝等各種施工工具和設(shè)施的改進(jìn)以及施工方法的機(jī)械化、電子化，加速了工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)程。

人類在初期營(yíng)造活動(dòng)中，利用土、石、草、竹、木等天然材料的特點(diǎn)，逐步摸索出圓拱、支架等原始的結(jié)構(gòu)形式和扎結(jié)、夯筑等原始的構(gòu)筑方式；通過(guò)不斷實(shí)踐，逐步形成了開山辟路、越水架橋、攔河筑壩、引水灌田等各種工程結(jié)構(gòu)的營(yíng)造技巧。隨著人類歷史的發(fā)展和社會(huì)制度的變遷，先后出現(xiàn)了以不同的材料來(lái)滿足當(dāng)時(shí)人們所需要的古代土、木、石、磚各種結(jié)構(gòu)的營(yíng)造方式，并配合當(dāng)時(shí)的建筑藝術(shù)，筑成了雄偉壯麗、精巧美觀、風(fēng)格各異且符合力學(xué)原理的工程結(jié)構(gòu)，如埃及的金字塔，巴比倫的星象臺(tái)，希臘的神廟，羅馬的競(jìng)技場(chǎng)，中國(guó)的長(zhǎng)城、大運(yùn)河、宮殿、佛塔、竹索橋，及各國(guó)人民的民居、橋梁、堤壩、宮殿、陵墓、廟宇、教堂、紀(jì)念塔，分別顯示了各國(guó)古代能工巧匠的智慧和才華。中國(guó)春秋時(shí)期的木結(jié)構(gòu)大師公輸般（魯班）憑他的技巧和經(jīng)驗(yàn),發(fā)展了木工技術(shù)并制定了整套的法規(guī);戰(zhàn)國(guó)時(shí)期李冰父子設(shè)計(jì)和監(jiān)造了四川都江堰水利工程；隋朝李春修建了世界聞名的趙州橋；宋朝李誡纂寫了《營(yíng)造法式》等,為中國(guó)古代工程結(jié)構(gòu)作出了巨大貢獻(xiàn)。(見彩圖)

自17世紀(jì)工業(yè)革命后，社會(huì)生產(chǎn)方式經(jīng)歷了一次重大變革，工程結(jié)構(gòu)也不例外。隨著人類社會(huì)實(shí)踐的需要，新建筑材料的出現(xiàn)，工程力學(xué)學(xué)科的興起和營(yíng)造技術(shù)的革新,工程結(jié)構(gòu)也有了新的形式和內(nèi)容,建筑材料突破了天然材料的局限,先后出現(xiàn)了鐵、鋼、水泥、混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等新材料；工程結(jié)構(gòu)理論方面，也相應(yīng)地從經(jīng)驗(yàn)法則進(jìn)入了材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料彈性和彈塑性理論,從而分別奠定了木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)（包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)）等各種工程結(jié)構(gòu)的專業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)范；營(yíng)造技術(shù)也由原始的手工方式轉(zhuǎn)變?yōu)榘霗C(jī)械化和機(jī)械化、預(yù)制裝配和裝配整體及鋼材焊接等新工藝和新施工方法；工程結(jié)構(gòu)從簡(jiǎn)單的拱、梁、板、柱元件或桁架、框架等組成的一般結(jié)構(gòu),變化為適應(yīng)于大跨度的折板、薄殼、網(wǎng)架懸索、筒體及懸吊等空間結(jié)構(gòu)，在高度上由單層、多層、高層到超高層，跨度由十幾米到幾百米,長(zhǎng)度由幾百米到幾千米;工程結(jié)構(gòu)做到具有抗溫、御寒、抗風(fēng)、抗海浪、抗冰、抗地震、防微振、抗地下水、抗爆、抗腐蝕和防污染等多種性能。如美國(guó)芝加哥110層443米高鋼結(jié)構(gòu)西爾斯大廈，法國(guó)巴黎國(guó)家工業(yè)技術(shù)展覽中心大廳 206米跨鋼筋混凝土多波雙曲薄殼展覽館,美國(guó)北亞利桑那大學(xué)153米直徑的膠合木穹頂結(jié)構(gòu)體育館，蘇聯(lián)英古里 272米高的混凝土雙曲拱壩和努列克300米高的土石壩,英國(guó)的亨伯橋跨度為1410.8米的鋼懸索橋(見彩圖),日本53.85公里的青森—函館越海隧道，及宇航飛機(jī)發(fā)射塔架、核電站、多層地下建筑和近海工程結(jié)構(gòu)等，充分顯示出新時(shí)代人們的知識(shí)才能，進(jìn)一步能克服大自然環(huán)境的限制，以現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的高、大、輕、新、美等特點(diǎn)，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生活、生產(chǎn)、交通、審美等需要。

中國(guó)自20世紀(jì)以來(lái)，在工程結(jié)構(gòu)方面先后引進(jìn)了西方國(guó)家的工程結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)理論，沖破了中國(guó)原有的古典土、石、木、磚結(jié)構(gòu)形式和傳統(tǒng)的營(yíng)造法規(guī)；特別是1949年以后,隨著社會(huì)主義建設(shè)的需要,在工程結(jié)構(gòu)的建筑材料、工程設(shè)計(jì)、科學(xué)理論研究和設(shè)備四個(gè)領(lǐng)域里進(jìn)行了急劇的變革，使工程結(jié)構(gòu)的面貌一新。在短期內(nèi)使民用工業(yè)、國(guó)防、港口、水利、電力、公路、鐵路等工程進(jìn)入到現(xiàn)代化的工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。除面大量廣的居住建筑和工業(yè)廠房外，著名的南京長(zhǎng)江橋、湖北葛洲壩水利樞紐工程、天津引灤入津工程、北京人民大會(huì)堂、上海體育館、北京八萬(wàn)人體育場(chǎng)、甘肅劉家峽水電站、杭州懸索體育館、寶成鐵路、北京地下鐵道、川藏公路、衛(wèi)星發(fā)射塔、北京環(huán)境氣象塔、濟(jì)南黃河 200米斜張橋及深圳50層國(guó)際貿(mào)易中心和北京的高層建筑群等都是時(shí)代的物證。

一個(gè)工程結(jié)構(gòu)的完成是在滿足人們和社會(huì)需要的前提下,以建筑材料、設(shè)備為中心,以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)理論與建筑施工技術(shù)為依據(jù)，配合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境狀況和建筑藝術(shù)而相輔相成的綜合性創(chuàng)作。因此，建筑材料特別是輕質(zhì)高強(qiáng)和耐環(huán)境介質(zhì)侵蝕的建筑材料的探索；充實(shí)和提高測(cè)試手段和測(cè)試技術(shù)；發(fā)展與材料性能緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)力學(xué)理論和高效能的新穎施工技術(shù)等四個(gè)方面，是工程結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。目前雙層薄膜充氣結(jié)構(gòu)，已開始用作大跨度輕質(zhì)保溫屋面；金屬蒙皮結(jié)構(gòu)不僅在飛機(jī)庫(kù)上應(yīng)用,也開始在懸挑大跨屋面上應(yīng)用;海洋平臺(tái)也開始采用鋼筋混凝土空間結(jié)構(gòu)。此外，纖維混凝土、鋁合金、玻璃鋼等建筑材料的誕生，也是工程結(jié)構(gòu)新變革的前奏。

在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的配合下，工程結(jié)構(gòu)中的許多力學(xué)問(wèn)題能夠得到精確解，可改變目前一些不合理的假定，并使工程結(jié)構(gòu)的空間作用、動(dòng)態(tài)反應(yīng)、延性設(shè)計(jì)與周圍介質(zhì)的相互作用、系統(tǒng)優(yōu)化等獲得新的發(fā)展，工程結(jié)構(gòu)形式也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

施工技術(shù)和設(shè)備是促進(jìn)工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要手段，平面運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸、構(gòu)件制作、現(xiàn)場(chǎng)施工、裝修粉刷、設(shè)備安裝等各種施工工具和設(shè)施的改進(jìn)以及施工方法的機(jī)械化、電子化，也可在保證質(zhì)量和降低成本的目標(biāo)下，加速工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)程。