第1章-工程概述課件

2023/7/271

第一章工程概述2023/7/272第一節(jié)工程的概念一、工程的定義（一）工程（Engineering）的定義

《朗文當(dāng)代高級英語辭典》：一項(xiàng)重要且精心設(shè)計(jì)的工作，其目的是為了建造或制造一些新的事物，或解決某個(gè)問題。（Animportantandcarefullyplannedpieceofworkthatisintendedtobuildorproducesomethingnew,ortodealwithaproblem.）

《牛津高級英語詞典（第六版）》：一項(xiàng)有計(jì)劃的工作，其目的是為了尋找一些事物的信息，生產(chǎn)一些新的東西，或改善一些事物。(Anplannedpieceofworkthatisdesignedtofindinformationaboutsomething,toproducesomethingnew,ortoimprovesomething)

2023/7/273

《劍橋國際英語詞典》：一項(xiàng)有計(jì)劃的，要通過一段時(shí)間完成，并且要實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的目標(biāo)的工作或者活動(dòng)。

《不列顛百科全書（EncyclopediaBritannica）》：應(yīng)用科學(xué)原理使自然資源最佳地轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)、機(jī)械、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過程以造福人類的專門技術(shù)。

美國工程院（MAE）：工程的定義有很多種，可以被視為科學(xué)應(yīng)用，也可以被視為在有限條件下的設(shè)計(jì)?！缎氯A漢語詞典》：土木建筑或其他生產(chǎn)、制造部門用比較大而復(fù)雜的設(shè)備來進(jìn)行的工作。

2023/7/274

《中國百科大辭典》：將自然科學(xué)原理應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門中而形成的各學(xué)科的總稱。

《我國工程管理科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀研究—工程管理科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域范疇界定及工程管理案例》（中國工程院咨詢課題）：工程是人類為了特定的目的，依據(jù)自然規(guī)律，有組織的改造客觀世界的活動(dòng)。2023/7/275（二）廣義的工程“工程”是一個(gè)十分廣泛的概念，只要是人們?yōu)榱四撤N目的，進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)劃，解決某些問題，改進(jìn)某些事物等等，都是“工程”。所以人類社會(huì)到處都有“工程”。如：

1.建設(shè)與制造(建造房屋、大壩、鐵路等）；

2.新的科學(xué)技術(shù)和知識在生活和探索領(lǐng)域的擴(kuò)展（航天工程、基因工程、軟件工程等）；

3.社會(huì)領(lǐng)域的引用（扶貧工程、經(jīng)濟(jì)普查工程等）。2023/7/276

（三）狹義的工程工程管理專業(yè)所研究的對象還是比較傳統(tǒng)的“工程”的范圍和定義。工程管理的理論和方法應(yīng)用最成熟的是土木建筑工程、水利工程領(lǐng)域和軍事工程領(lǐng)域。本課程中的“工程”就是指狹義的工程的概念，主要是針對土木建筑工程和水利工程。2023/7/277二、工程的三個(gè)方面：1.工程的技術(shù)系統(tǒng)：工程是人類為了實(shí)現(xiàn)認(rèn)識自然、改造自然、利用自然的目的，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造的，具有一定使用功能或?qū)崿F(xiàn)價(jià)值要求的技術(shù)系統(tǒng)。工程的產(chǎn)品或帶來的成果都必須有使用價(jià)值（功能）或經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有一些工程的產(chǎn)品具有文化、歷史價(jià)值。

工程技術(shù)系統(tǒng)通?？梢杂靡欢ǖ墓δ埽ㄈ绠a(chǎn)品的產(chǎn)量或服務(wù)能力）要求、實(shí)物工程量、質(zhì)量、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等指標(biāo)表達(dá)。

2023/7/2782.工程建造過程：

工程是人們?yōu)榱诉_(dá)到一定的目的，應(yīng)用相關(guān)科學(xué)技術(shù)和知識，利用自然資源最佳地獲得（如建造）工程技術(shù)系統(tǒng)的過程（或活動(dòng)）。這些活動(dòng)通常包括：工程的論證與決策、規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和維護(hù)。還可能包括：新型產(chǎn)品與裝備的開發(fā)、制造和生產(chǎn)過程，以及技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)革新、更新改造、產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型過程等。

在這個(gè)意義上說，“工程”又有我們經(jīng)常所使用的“工程項(xiàng)目”的概念。

工程項(xiàng)目生命周期及對應(yīng)管理項(xiàng)目決策階段有建設(shè)意圖編制項(xiàng)目建議書編制可行性研究報(bào)告項(xiàng)目立項(xiàng)項(xiàng)目實(shí)施階段設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段編制設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)階段總體（方案）設(shè)計(jì)初步（擴(kuò)初）設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)施工施工階段動(dòng)用前準(zhǔn)備階段項(xiàng)目正式動(dòng)用前期策劃(DM)物業(yè)管理(FM)項(xiàng)目管理(PM)時(shí)間保修期項(xiàng)目使用階段項(xiàng)目拆除2023/7/27103.工程科學(xué)工程科學(xué)是人們?yōu)榱私鉀Q生產(chǎn)和社會(huì)中出現(xiàn)的問題，將科學(xué)知識、技術(shù)或經(jīng)驗(yàn)用以設(shè)計(jì)產(chǎn)品，建造各種工程設(shè)施、生產(chǎn)機(jī)器或材料的技能，是人們知識的結(jié)晶，是科學(xué)技術(shù)的一部分。工程科學(xué)按照工程的類別分為許多工程學(xué)科（專業(yè)）。

2023/7/2711工程技術(shù)系統(tǒng)工程建設(shè)過程工程科學(xué)

工程

工程項(xiàng)目工程項(xiàng)目的交付成果工程的三個(gè)方面2023/7/2712三、工程項(xiàng)目

1、項(xiàng)目的定義

《質(zhì)量管理――項(xiàng)目管理質(zhì)量指南（ISO10006）》:

“由一組有起止時(shí)間的、相互協(xié)調(diào)的受控活動(dòng)所組成的特定過程，該過程要達(dá)到符合規(guī)定要求的目標(biāo)，包括時(shí)間、成本和資源的約束條件”。2023/7/2713

按照這個(gè)定義，項(xiàng)目具有如下特征：（1）項(xiàng)目是在一定的時(shí)間內(nèi)完成一項(xiàng)具體的任務(wù)；（2）任務(wù)是在一定的約束條件下完成的。約束條件可能是時(shí)間的限制（在一定時(shí)間內(nèi)完成），成本和經(jīng)濟(jì)性的要求，勞動(dòng)力、資金、設(shè)備、材料等資源消耗的限制。（3）項(xiàng)目是由各種各樣的活動(dòng)構(gòu)成的，這些活動(dòng)之間互相關(guān)聯(lián)，具有一定的邏輯關(guān)系。所以項(xiàng)目是行為系統(tǒng)。--流程管理2023/7/27142、工程項(xiàng)目的概念“工程項(xiàng)目”是以完成一定的工程技術(shù)系統(tǒng)為任務(wù)的項(xiàng)目，是一個(gè)工程的建設(shè)（建造）過程。如為完成一項(xiàng)工程的建設(shè)任務(wù)，人們需要完成立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、施工、驗(yàn)收等活動(dòng)，最終交付一個(gè)工程系統(tǒng)。從前述工程的定義可以看出，工程項(xiàng)目是工程技術(shù)系統(tǒng)的建造任務(wù)和過程，是工程的一個(gè)方面。工程技術(shù)系統(tǒng)是工程項(xiàng)目的交付成果，即工程項(xiàng)目的產(chǎn)出結(jié)果。人們使用“工程”一詞更多的是指這個(gè)技術(shù)系統(tǒng)。

2023/7/2715第二節(jié)工程的作用一、工程是人類開發(fā)（征服）自然，改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)

1.人們通過工程改善自己的生存環(huán)境，提高物質(zhì)生活水平。2.人們認(rèn)識自然，進(jìn)行科學(xué)研究，探索未知世界，必須借助工程所提供的平臺。3.人們通過工程改造自然，改變自然的特性，使之有利于自己，降低自然的負(fù)面影響。4.為人們社會(huì)文化生活、特別是精神生活提供所需要的場所，豐富了人們的物質(zhì)和文化生活。

2023/7/2716二、工程是人類文明的體現(xiàn)和文明傳承的載體

1.工程是人類運(yùn)用自己所掌握的科學(xué)技術(shù)知識開發(fā)自然和改造自然的產(chǎn)物，是人類在地球上生活、進(jìn)行科學(xué)研究和探索留下的重要痕跡。

2.工程是人類認(rèn)識自然和改造自然能力傳承的載體，是人類文化和文明的傳承載體。

3.有前人留下的大量規(guī)模宏大，工藝精美的建筑工程夸耀于世界，是民族勤勞、勇敢和智慧的見證。

4.建筑工程是文化藝術(shù)的一部分。

2023/7/2718三、工程是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力

1.工程要應(yīng)用科學(xué)知識。在各種不同種類的工程建設(shè)和發(fā)展過程中，逐漸形成了一門門工程學(xué)科。工程技術(shù)和學(xué)科的建立和發(fā)展與整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是相輔相成的。

2.工程專家（或工程師）要應(yīng)用科學(xué)知識，建造工程，以解決人們社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化問題，為人類造福。

3.現(xiàn)代社會(huì)，科學(xué)家依托工程所提供的條件進(jìn)行科學(xué)研究。

4.科學(xué)家為大型工程提供可靠性和適用性的理論分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

2023/7/2719四、工程是社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力

1.工程建設(shè)促進(jìn)了城市化的發(fā)展。

2.工程作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展的依托。

3.工程相關(guān)產(chǎn)業(yè)，特別是建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要行業(yè)。

4.工程相關(guān)產(chǎn)業(yè)是解決勞動(dòng)力就業(yè)的主要途徑。

5.工程建設(shè)消耗大量的自然和社會(huì)資源，消耗其他部門的產(chǎn)品，拉動(dòng)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工程建設(shè)是將社會(huì)資源整合后形成生產(chǎn)能力和固定資產(chǎn)的最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的資源配置中發(fā)揮著重要的樞紐作用。2023/7/2720第三節(jié)我國古代工程我國古代主要工程房屋工程城市建設(shè)軍事工程交通工程水利工程工程產(chǎn)生于實(shí)際需要，它的存在已有久遠(yuǎn)的歷史。2023/7/2721一、房屋工程

早期人們采用的多為天然材料，如木材、石材等，搭建各種棚屋。

2500多年前就形成了以木結(jié)構(gòu)作為主要構(gòu)架，以青磚作墻，以碧瓦作為上蓋的“梁柱式房屋建筑”形式。我國古代石材在房屋建筑中的應(yīng)用不是很多，主要用在墓室、宗教建筑和一些標(biāo)志性建筑上。由于木建筑不能長久，容易腐蝕，容易為大火焚毀，或被大水沖毀，而且由于取材容易，修舊不如蓋新，所以我國歷史上人們就不大研究建筑的修建，不注重保存舊建筑，而喜歡拆舊蓋新。

2023/7/2722二、城市建設(shè)

當(dāng)人類發(fā)展到了新石器時(shí)代的后期，以農(nóng)業(yè)作為主要生產(chǎn)方式，就形成比較穩(wěn)定的勞動(dòng)集體，產(chǎn)生了固定的集聚地。人們集中居住是為了抗御自然，防止其他部落和野獸的入侵，提高自己的生存能力，同時(shí)逐漸社會(huì)化，滿足精神生活要求。史記記載，舜由于其德行高尚，人們都愿意居住在他的周圍，所以“一年所居成聚，二年成邑，三年成都?！?023/7/2723

這樣就需要進(jìn)行集中固定的居民點(diǎn)的建設(shè)。按照防御的要求，在居民點(diǎn)周圍挖壕溝或建墻，或建柵欄。這些都是帶有防御性的軍事工程，逐漸形成城市的雛形。同時(shí)在商業(yè)和手工業(yè)出現(xiàn)后就有交易和集市。

在我國古代，“城”是以武裝保護(hù)的土地，就要有防御性的構(gòu)筑物，而“市”就是交易場所。

2023/7/2724

春秋戰(zhàn)國時(shí)期各個(gè)諸侯國之間征戰(zhàn)不休，大家都想稱王稱霸。為了稱霸和自衛(wèi)的需要，大家都紛紛建城筑墻。這是我國筑城的高潮期。在我國幾千年的奴隸制社會(huì)和封建社會(huì)歷史中，城市的規(guī)劃是政治制度的一部分，按照不同封建等級的城市，如都城、王城、諸侯城等，有不同的規(guī)則，如用地面積，道路寬度，城墻長度和高度，城門數(shù)目，甚至城市的位置都有規(guī)定。

2023/7/2725

在中國古代城市中，皇宮和官府衙門占主導(dǎo)，作為中心區(qū)，由此影響城市的布局。在我國歷史上，秦代的咸陽、漢長安，唐代長安、宋代汴梁城（開封），元大都（北京），明清代的北京城都是當(dāng)時(shí)世界上最大的最先進(jìn)的城市之一。社會(huì)的發(fā)展使城市的功能發(fā)生變化，不僅作為人們的集聚地，提供居住條件、生活服務(wù)設(shè)施和公共建筑，而且成為社會(huì)的政治中心、經(jīng)濟(jì)中心、金融中心和交通中心。

2023/7/2726三、軍事工程

早期的人們出于保護(hù)自己領(lǐng)地的目的，修建了防御工事。在居住點(diǎn)、城市，甚至國境線上建設(shè)壕溝、城墻。古代軍事工程主要是城墻。從先秦到秦始皇，及其以后的漢、晉、魏、北齊、北周、隋、唐、宋、遼、金、元、明、清等十多個(gè)朝代，都不同規(guī)模地修筑過長城，其中以漢、金、明三個(gè)朝代的長城規(guī)模最大。長城是中國，也是世界上修建時(shí)間最長、工程量最大的一項(xiàng)國防工程。2023/7/27272023/7/2728

長城綿延萬里，是由城墻、敵樓、關(guān)城、墩堡、營城、衛(wèi)所、鎮(zhèn)城烽火臺等多種防御工事所組成的一個(gè)完整的防御工程體系。長城修筑過程創(chuàng)造了許多方法。在布局上，秦時(shí)就總結(jié)出了“因地形，用險(xiǎn)制塞”的經(jīng)驗(yàn)。在建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)上，以“就地取材、因材施用”為原則，創(chuàng)造了夯土、塊石片石、磚石混合等結(jié)構(gòu)；在沙漠中還利用了紅柳枝條、蘆葦與砂粒層層鋪筑的結(jié)構(gòu)。修筑長城的工程巨大，歷代為修筑長城動(dòng)用的勞動(dòng)力數(shù)量也十分可觀。2023/7/2729四、交通工程

古代，人們一般都臨河而居，人們扎木筏或“刳木為舟”，作為交通工具。隨著陸上交通需要的增加，人們經(jīng)過長期實(shí)踐，修建了道路，也就開始有了道路工程。它們把散落在不同地方的人們連接在了一起，也使得人們的居住地從河邊擴(kuò)大到了內(nèi)陸。秦始皇統(tǒng)一六國后，以國都咸陽為中心，修筑了通向原六國首都的馳道。秦直道是中國最早的高速公路。秦直道是秦始皇為抵御匈奴勢力南侵而建造的具有戰(zhàn)略意義的國防工程。2023/7/2730

由于河流、山澗橫亙在道路之間，道路起初是不連續(xù)的。伴隨著道路的發(fā)展，橋梁建設(shè)也逐漸興起，橋梁可以跨越河流、山澗，為道路的通達(dá)創(chuàng)造了條件。據(jù)史籍記載，秦始皇為了溝通渭河兩岸的宮室，興建了一座68跨咸陽渭河橋，這是世界上最早和跨度最大的木結(jié)構(gòu)橋梁。在隋代修建了世界著名的空腹式單孔圓弧石拱橋－—趙州橋。2023/7/27312023/7/2732五、水利工程

水利工程歷來就是人們抵御洪水、解決農(nóng)業(yè)灌溉問題和發(fā)展運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)施。我國古代修建了許多著名的水利工程。這些工程到現(xiàn)在仍在使用。2023/7/27332023/7/27342023/7/2735都江堰水利工程2023/7/2736都江堰水利工程2023/7/2737

大運(yùn)河北起北京，南達(dá)杭州，流經(jīng)北京、河北、天津、山東、江蘇、浙江六個(gè)省市，溝通了海河、黃河、淮河、長江、錢塘江五大水系，全長1794㎞，是巴拿馬運(yùn)河的21倍,是蘇伊士運(yùn)河的10倍。大運(yùn)河從公元前486年開始開鑿，完成于隋代，在唐宋時(shí)期河運(yùn)就十分繁榮，在元代人們又將它取直，在明清時(shí)期又進(jìn)行了大規(guī)模的疏通。它在我國歷史上作為南北交通的大動(dòng)脈，曾起過巨大作用。

2023/7/2738六、園林工程

我國的園林是具有最豐富文化和藝術(shù)內(nèi)涵的工程，蘇州古典園林是它的代表。蘇州古典園林宅園合一，可賞、可游、可居。這種建筑形態(tài)的形成，是在人口密集和缺乏自然風(fēng)光的城市中，人類依戀自然，追求與自然和諧相處，美化和完善自身居住環(huán)境的一種創(chuàng)造。其建筑規(guī)制反映了中國古代江南民間起居休憩的生活方式和禮儀習(xí)俗，體現(xiàn)了歷史上江南地區(qū)高度的居住文明以及當(dāng)時(shí)城市建設(shè)科學(xué)技術(shù)水平和藝術(shù)成就。2023/7/2739

蘇州古典園林也是中國傳統(tǒng)思想文化的載體，表現(xiàn)在園林廳堂的命名、匾額、楹聯(lián)、書條石、雕刻、裝飾，盆景以及花木寓意、疊石寄情等，不僅是點(diǎn)綴園林的精美藝術(shù)品，同時(shí)儲(chǔ)存了大量的歷史、文化、思想和科學(xué)信息，物質(zhì)內(nèi)容和精神內(nèi)容都極其豐富。其中有反映和傳播儒、釋、道等各家哲學(xué)觀念、思想流派；有宣揚(yáng)人生哲理，陶冶高尚情操；還有借助古典詩詞文學(xué)，對園景進(jìn)行點(diǎn)綴和渲染，使人于棲息游賞中，化景物為情思，產(chǎn)生意境美，獲得精神滿足。2023/7/2741第四節(jié)我國現(xiàn)代工程的發(fā)展一、我國現(xiàn)代工程建設(shè)

（一）我國現(xiàn)代工程建設(shè)概況

1．在鋼鐵工業(yè)方面有寶山鋼鐵廠。

2．在水利工程方面，近幾十年來有葛洲壩工程、魯布革工程、小浪底工程、二灘水電站、三峽水利工程、南水北調(diào)工程等。

3．核電工程方面，目前已經(jīng)運(yùn)行的有大亞灣核電站、秦山核電站等；在建的有4座：秦山核電站二期工程，秦山核電站三期工程，大亞灣核電站（嶺澳）二期工程和連云港田灣核電站等。

2023/7/27424．鐵路工程最大的有京九鐵路、青藏鐵路工程。5．化工工程，在20世紀(jì)70年代我國就投資建設(shè)儀征化纖、揚(yáng)子石化等，最近有揚(yáng)子巴斯夫石化工程、廣東茂名石油化工工程、福建石油化工工程等。6．近十幾年來，我國在長江上興建許多大橋。現(xiàn)在僅江蘇段除了原來的南京長江大橋外，還有南京長江二橋、南京長江三橋、潤揚(yáng)長江大橋、蘇通長江大橋、江陰長江大橋等。2023/7/27437．已建及在建城市軌道交通工程（地鐵或輕軌）的城市有北京、上海、廣州、深圳、南京、武漢、重慶、大連、哈爾濱、長春、青島、成都、沈陽、蘇州、西安、杭州等十幾個(gè)大城市。8．中國高速公路從零起步，經(jīng)過十多年的建設(shè)，到2004年，已突破３萬㎞，高速公路總里程位居世界第二。三縱三橫。2023/7/2744

二、三峽工程三峽工程建筑由混凝土重力式大壩、水電站廠房和永久性通航建筑物三大部分組成。大壩壩頂總長3035m，壩高185m。水電站發(fā)電機(jī)組共裝機(jī)26臺，總裝機(jī)容量為1820萬kW，年發(fā)電量847億kW·h。通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物為雙線五個(gè)連續(xù)級船閘及一級垂直升船機(jī)。我國現(xiàn)代其他有代表性的工程首都機(jī)場3號航站樓由曾經(jīng)設(shè)計(jì)香港機(jī)場的建筑大師諾曼-福斯特設(shè)計(jì)。配上最新的技術(shù)系統(tǒng)，3號航站樓將是世界上最先進(jìn)的機(jī)場。

3號航站樓建筑造型新穎、獨(dú)特，平面布置呈“人”字型，屋面為雙曲面外形，呈飛行體狀；南北方向長約958M，東西方向?qū)捈s775M，其投影面積約為11萬平方米，屋頂頂標(biāo)為42M?？偼顿Y：167億元中央電視臺新樓用地面積總計(jì)187，000平方米，總建筑面積約55萬平方米，最高建筑約230米，工程建設(shè)總投資約50億元人民幣。中央電視臺新臺址建設(shè)工程確定采用荷蘭OMA的設(shè)計(jì)方案。

總投資：50億元上海金茂大廈

由美國芝加哥SOM建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，集中華五千年寶塔建筑之大成，融匯當(dāng)代世界建筑新技術(shù)，建造周期歷時(shí)五年。

高度為402.5米，是目前世界第四、中國（大陸地區(qū)）第一高樓，總建筑面積29萬平方米，占地2.3萬平方米，地上88層，地下3層?？偼顿Y：5.4億美元國家體育場——鳥巢作為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場，“鳥巢”總建筑面積25.8萬平方米，占地20.4公頃，地上高度69.21米。整個(gè)建筑造型呈橢圓形馬鞍形，混凝土結(jié)構(gòu)主體分地下一層，地上七層，組成三層碗狀斜看臺，可容納觀眾9.1萬人。

總投資：31.5億元國家大劇院位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，西長安街以南，總占地面積11.893公頃，總建筑面積149520平方米，總投資額26.88億人民幣。主體建筑由外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2416個(gè)坐席的歌劇院、2017個(gè)坐席的音樂廳、1040個(gè)坐席的戲劇院。建筑物高度為46.285米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達(dá)到-32.5米。屋面主要采用鈦金屬板飾面，中部為漸開式玻璃幕墻。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達(dá)35500平方米，各種通道和入口都設(shè)在水面下。國家游泳館——水立方設(shè)計(jì)方案，是經(jīng)全球設(shè)計(jì)競賽產(chǎn)生的“水的立方”

方案。該方案由中國建筑工程總公司、澳大利亞PTW建筑師事務(wù)所、ARUP澳大利亞有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)體現(xiàn)出“水立方