摘要：本论文主要介绍了土木工程行业的发展过程、钢材和混凝土等建筑材料的出现对于土木工程的重要意义、土木工程行业未来的发展趋势以及新兴钢结构的现状和发展前景。重点论述了新兴钢结构建筑的优越性及其发展前景，以供读者了解钢结构建筑。
关键词：建筑材料； 发展； 土木工程； 影响
前言
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。英文中，“土木工程”这一专业的对应翻译是“civil engineering”，即城市建设，亦称公民建设，可见，这一行业与我们每一位公民都是息息相关的。那么，接下来就让我们简单地对它进行了解。
一、砖和瓦的出现和使用是土木工程的第一次飞跃
人们在早期只能依靠泥土、木料及其他天然材料从事营造活动。大致在新石器时代，原始人为避风雨、防兽害，利用天然的掩蔽物，例如山洞和森林作为住处，并逐渐使用简单的木、石、骨制工具，伐木采石，以粘土、木材和石头等，模仿天然掩蔽物建造居住场所，开始了人类最早的土木工程活动。随着生产力的发展，农业、手工业开始分工。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦，最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。
砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明作出了巨大贡献，甚至在目前还被广泛采用。在构造方面，形成木构架、石梁柱、券拱等结构体系；在工程内容方面，有宫室、陵墓、庙堂，还有许多较大型的道路、桥梁、水利等工程。如中国在西周时代已出现陶制房屋版瓦、筒瓦、人字形断面的脊瓦和瓦钉，解决了屋面防水问题。砖和瓦的出现，使土木工程材料由天然材料进入了人工生产阶段，为较大规模建造土木工程创造了基本条件。
二、钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃
十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。
建筑物跨径也从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。
为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。
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三、混凝土的出现和使用是土木工程的第三次飞跃
十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。
从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广泛。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现，给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。
由此可见，建筑材料的发展对土木工程的发展影响巨大，预计随着新型建筑材料的蓬勃发展和未来对建筑的多方面要求，必然引起土木工程的再次飞跃发展。
四、从建筑材料发展看土木工程的发展趋势
现代土木工程的特点是：适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科不断发展。
随着建筑需求的提高，大量高强轻质的新材料不断出现。比如铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）已开始应用。而对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，也已取得显著成果，而且还仍继续进展。
目前，钢结构发展迅速。与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构由于本身的自重较轻，强度较高，在经历震动时不仅不会发生太大的位移变形，反而还可以削弱地震波，从根本上确保了建筑的安全性。而且钢结构承载力高、密闭性好、节能减排、绿色环保，同时钢结构比传统结构更易拆除且用料省、回收利用率高，外围墙体也多用环保材料如防火涂料、节能砖等，因此降低了钢铁污染所带来的高风险。另外，由于钢结构的自身优势，其多用于超高层、超大跨度的建筑中，不但拓展了人们的生存空间，提高了人们的生活质量，也缓解了人多地少的矛盾，符合可持续发展的理念，是名副其实的绿色建筑。
四、钢结构建筑与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比究竟有何优势
从总体上说，钢结构建筑代表了未来的建筑发展新模式，它与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比，在使用功能、设计、施工、综合经济效益等方面具有明显的优势。
1 钢结构重量轻、抗震性能好
钢结构建筑是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架，同时配以轻质墙板等新型材料作为围护结构和内隔墙建造而成。它与同面积的建筑楼层相比，钢结构建筑楼的重量可减轻近30%。同时，由于钢材具有较强的延展性，能较好地消除地震波力，防震性能好，尤其适用于高层建筑。
2 钢结构建筑占地面积小，具有良好的空间感
越来越多的投资者开始意识到开放的空间比有承重墙占据的空间更有价值，没有人可以预测未来10年里住户的需要。但是投资者为了确保投资建筑楼的100%人住率，就必须考虑到建筑楼空间利用的灵活性，因此，除尽最大可能减少占地面积以外，楼内空间的灵活性以及自由发挥度也是今天和未来理性投资者必须考虑的问题。
从总体上说，钢结构建筑代表了未来的建筑发展新模式，体现了绿色环保、舒适美观、布局独特、抗震性能优良等理念，符合我国建筑产业化和可持续发展的要求，是我国现代化建筑发展的必然趋势。
参考文献
[1]沈任军，李小学，党玲；新型建筑材料发展现状及发展趋势分析；
[2]杨彦克；李固华；潘绍伟；叶跃忠；何川祥；建筑材料（第二版）；西南交通大学出版社；
[3]李乔；混凝土结构设计原理（第二版）；中国铁道出版社；
论文作者:贺巍
论文发表刊物:《基层建设》2015年18期
论文发表时间:2015/11/5
标签：土木工程论文; 钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 混凝土论文; 建筑材料论文; 工程论文; 《基层建设》2015年18期论文;