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工程結構是中國科技名詞。
如今,一個擁有燦爛文化的中國,帶着豐富多彩的文化元素[1]屹立在世界東方。而中華文化的典型代表之一便是漢字[2]。
名詞解釋
工程結構(engineering structure) 在房屋、橋樑、鐵路、公路、水工、海工、港口、地下等工程的建築物、構築物和設施中,以建築材料製成的各種稱重構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,還必須在使用期內安全、適用、耐久地承受外加的或內部形成的各種作用。
古代
人類在初期營造活動中,利用土、石、草、竹、木等天然材料的特點,逐步摸索出圓拱、支架等原始的結構形式和扎結、夯築等原始的構築方式;通過不斷實踐,逐步形成了開山辟路、越水架橋、攔河築壩、引水灌田等各種工程結構的營造技巧。隨着人類歷史的發展和社會制度的變遷,先後出現了以不同的材料來滿足當時人們所需要的古代土、木、石、磚各種結構的營造方式,並配合當時的建築藝術,築成了雄偉壯麗、精巧美觀、風格各異且符合力學原理的工程結構,如埃及的金字塔,巴比倫的星象台,希臘的神廟,羅馬的競技場,中國的長城、大運河、宮殿、佛塔、竹索橋,及各國人民的民居、橋樑、堤壩、宮殿、陵墓、廟宇、教堂、紀念塔,分別顯示了各國古代能工巧匠的智慧和才華。中國春秋時期的木結構大師公輸般(魯班)憑他的技巧和經驗,發展了木工技術並制定了整套的法規;戰國時期李冰父子設計和監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《營造法式》等,為中國古代工程結構作出了巨大貢獻。
近代
自17世紀工業革命後,社會生產方式經歷了一次重大變革,工程結構也不例外。隨着人類社會實踐的需要,新建築材料的出現,工程力學學科的興起和營造技術的革新,工程結構也有了新的形式和內容,建築材料突破了天然材料的局限,先後出現了鐵、鋼、水泥、混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土等新材料;工程結構理論方面,也相應地從經驗法則進入了材料力學、結構力學、靜定結構和超靜定結構力學、材料彈性和彈塑性理論,從而分別奠定了木結構、砌體結構、鋼結構、混凝土結構(包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構)等各種工程結構的專業設計基礎,並制定了相應的設計規程和規範;營造技術也由原始的手工方式轉變為半機械化和機械化、預製裝配和裝配整體及鋼材焊接等新工藝和新施工方法;工程結構從簡單的拱、梁、板、柱元件或桁架、框架等組成的一般結構,變化為適應於大跨度的折板、薄殼、網架懸索、筒體及懸吊等空間結構,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,長度由幾百米到幾千米;工程結構做到具有抗溫、禦寒、抗風、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。如美國芝加哥110層443米高鋼結構西爾斯大廈,法國巴黎國家工業技術展覽中心大廳 206米跨鋼筋混凝土多波雙曲薄殼展覽館,美國北亞利桑那大學153米直徑的膠合木穹頂結構體育館,蘇聯英古里 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,及宇航飛機發射塔架、核電站、多層地下建築和近海工程結構等,充分顯示出新時代人們的知識才能,進一步能克服大自然環境的限制,以現代工程結構的高、大、輕、新、美等特點,滿足人們日益增長的生活、生產、交通、審美等需要。
現代
中國自20世紀以來,在工程結構方面先後引進了西方國家的工程結構形式和設計理論,衝破了中國原有的古典土、石、木、磚結構形式和傳統的營造法規;特別是1949年以後,隨着社會主義建設的需要,在工程結構的建築材料、工程設計、科學理論研究和設備四個領域裡進行了急劇的變革,使工程結構的面貌一新。在短期內使民用工業、國防、港口、水利、電力、公路、鐵路等工程進入到現代化的工程結構領域。除面大量廣的居住建築和工業廠房外,著名的南京長江橋、湖北葛洲壩水利樞紐工程、天津引灤入津工程、北京人民大會堂、上海體育館、北京八萬人體育場、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、衛星發射塔、北京環境氣象塔、濟南黃河 200米斜張橋及深圳50層國際貿易中心和北京的高層建築群等都是時代的物證。
參考文獻
- ↑ 【薦讀】細數中國傳統文化元素 「一二三四五」 ,搜狐,2018-02-11
- ↑ 中華優秀傳統文化——漢字2022-03-30