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、耐久地承受外加的或內(nèi)部形成的各種作用。

在計算機技術(shù)的配合下，工程結(jié)構(gòu)中的許多力學問題能夠得到精確解，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、動態(tài)反應(yīng)、延性設(shè)計與周圍介質(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)形式也會發(fā)生相應(yīng)的變化。

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

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(jié)構(gòu)形式和扎結(jié)、夯筑等原始的構(gòu)筑方式；通過不斷實踐，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)的營造技巧。隨著人類歷史的發(fā)展和社會制度的變遷，先后出現(xiàn)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(jié)構(gòu)的營造方式，并配合當時的建筑藝術(shù)，筑成了雄偉壯麗、精巧美觀、風格各異且符合力學原理的工程結(jié)構(gòu)，如埃及的金字塔，巴比倫的星象臺，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、橋梁、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(jié)構(gòu)大師公輸般（魯班）憑他的技巧和經(jīng)驗,發(fā)展了木工技術(shù)并制定了整套的法規(guī);戰(zhàn)國時期李冰父子設(shè)計和監(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《營造法式》等,為中國古代工程結(jié)構(gòu)作出了巨大貢獻。(見彩圖)

自17世紀工業(yè)革命后，社會生產(chǎn)方式經(jīng)歷了一次重大變革，工程結(jié)構(gòu)也不例外。隨著人類社會實踐的需要，新建筑材料的出現(xiàn)，工程力學學科的興起和營造技術(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)驗法則進入了材料力學、結(jié)構(gòu)力學、靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)力學、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)計基礎(chǔ)，并制定了相應(yīng)的設(shè)計規(guī)程和規(guī)范；營造技術(shù)也由原始的手工方式轉(zhuǎn)變?yōu)榘霗C械化和機械化、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、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(jié)構(gòu)西爾斯大廈，法國巴黎國家工業(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,美國北亞利桑那大學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(fā)射塔架、核電站、多層地下建筑和近海工程結(jié)構(gòu)等，充分顯示出新時代人們的知識才能，進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，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活、生產(chǎn)、交通、審美等需要。

中國自20世紀以來，在工程結(jié)構(gòu)方面先后引進了西方國家的工程結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計理論，沖破了中國原有的古典土、石、木、磚結(jié)構(gòu)形式和傳統(tǒng)的營造法規(guī)；特別是1949年以后,隨著社會主義建設(shè)的需要,在工程結(jié)構(gòu)的建筑材料、工程設(shè)計、科學理論研究和設(shè)備四個領(lǐng)域里進行了急劇的變革，使工程結(jié)構(gòu)的面貌一新。在短期內(nèi)使民用工業(yè)、國防、港口、水利、電力、公路、鐵路等工程進入到現(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(wèi)星發(fā)射塔、北京環(huán)境氣象塔、濟南黃河 200米斜張橋及深圳50層國際貿(mào)易中心和北京的高層建筑群等都是時代的物證。

一個工程結(jié)構(gòu)的完成是在滿足人們和社會需要的前提下,以建筑材料、設(shè)備為中心,以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)力學理論與建筑施工技術(shù)為依據(jù)，配合當?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)高強和耐環(huán)境介質(zhì)侵蝕的建筑材料的探索；充實和提高測試手段和測試技術(shù)；發(fā)展與材料性能緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)力學理論和高效能的新穎施工技術(shù)等四個方面，是工程結(jié)構(gòu)進一步發(fā)展的主要動力。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)不僅在飛機庫上應(yīng)用,也開始在懸挑大跨屋面上應(yīng)用;海洋平臺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。

在電子計算機技術(shù)的配合下，工程結(jié)構(gòu)中的許多力學問題能夠得到精確解，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、動態(tài)反應(yīng)、延性設(shè)計與周圍介質(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)形式也會發(fā)生相應(yīng)的變化。

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