【正文】 的時間長度上。大體上，較大顆粒土的負載能力將會強于較小的一些?；A(chǔ)的設計依賴于許多土體的要素，如土的類型，土壤的層理，土層的厚度和它的壓縮性，以及地下水的狀態(tài)。 已經(jīng)有種種嘗試將機械和電力系統(tǒng)通過坦白地表達它們以合并到建筑物的建筑學中。用于動力和電話通訊的電力配線，也被安置在天花板空間內(nèi)，或被埋置在樓板結(jié)構(gòu)中的管道內(nèi)。在辦公大樓中，供暖，通風，電力和衛(wèi)生管道系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在工程預算的40%被分配給它們。 這種板的下部可以用作其下層空間的天花板。在鋼結(jié)構(gòu)中，樓板或是擱置在鋼梁上的混凝土板，或是表面附有混凝土的波狀鋼組成的凹板。盡管塑料正在被使用，窗傳統(tǒng)上還是使用玻璃，特別是在學校，破損產(chǎn)生了一個維護問題。產(chǎn)生這種趨向的一個理由是，采用建筑物的墻壁作為一個筒體，可以非常經(jīng)濟地獲得起到抗風作用的足夠硬度。芝加哥的Marina塔(1962)是美國最高的混凝土建筑。由于骨架構(gòu)造，圍墻變成一個“幕墻”，勝于起支撐作用。承重墻結(jié)構(gòu)由于需要巨大的墻厚而限制了建筑物的高度。在1889年，Eiffel在艾菲爾鐵塔上安裝了第一個大尺寸的升降機，它的水力升降機能在一個小時內(nèi)運送2350個旅客到達頂點。Gustave Eiffel（18321932）將鋼結(jié)構(gòu)引入法國。建筑物也有像升降機，供暖和冷卻，照明這樣的與機械和電力有關(guān)的系統(tǒng)。經(jīng)過建筑學目的的成型，再受材料、比例和設計者給定的比例尺和特征支配，建筑物成為建造它們的時代的理想的表達和熱望。雖然全裝飾在一些現(xiàn)代的建筑中被拒絕，但它過去由于固有的美或為了強調(diào)建筑物的一些重點而常被采用。因這些單位對整個建筑物而言太小，所以還需要其他中間尺度的元素。然而，這些努力并沒有被廣泛接受，盡管在設計各處透過一些尺寸（舉例來說，一個模數(shù)是一個柱的直徑一半）的復測法已經(jīng)收到很好的結(jié)果。因此，結(jié)構(gòu)的側(cè)面和背面應該與正面具有足夠的一致性，可以使所有相關(guān)部分成為一個獨立的整體。木和鋼的性質(zhì)意味著框架結(jié)構(gòu)——一個支撐樓板和屋頂?shù)墓羌堋魏蔚匿伱娌牧隙伎赡苁潜匦璧摹Ｄ局屏嚎赡芟鄬Ρ仁屏洪L，并且木制柱較細且可以廣泛地作一定間隔的排列。在石類建筑中，門，窗及柱之間的空間幾乎都被迫高大于寬，這源于石的垂直矩形美學。另一方面，石在抵抗各向拉力方面是很弱的。它應該有結(jié)構(gòu)需要的和被選材料允許的耐久性。好的平面組織可以指引訪客到達他們的在建筑物中的目的地并且使他們留下印象。在任何特殊的建筑物中所覆蓋的精確活動——廣泛到從工廠的一條裝配線到一個家庭的起居室——應該規(guī)定幾個內(nèi)部區(qū)域的大小和形狀。建筑物的大小和外形可能受到分區(qū)的限制。最后，建筑物的結(jié)構(gòu)被各種社會經(jīng)濟因素影響，包括地價，租賃，工程預算，分區(qū)限制。這種必要的設置對公寓的進深必然有限制。一個現(xiàn)代建筑物的實現(xiàn)依賴這個小組集體的智慧。除建筑物外，這種藝術(shù)還包括大壩，運河，隧道，溝渠和橋。多數(shù)也擔任工程項目或技術(shù)領(lǐng)域的顧問，和主要項目的代理。他們也可能管理規(guī)模為從幾個到百個雇員的私營工程公司。許多土木工程師都選擇最終通向管理的職業(yè)。來自人造衛(wèi)星的無線電信號，通過激光和音波柱掃描被轉(zhuǎn)換為地圖，為隧道鉆孔，建造高速公路和大壩，繪制洪水控制和灌溉方案，定位可能影響建筑項目的地下巖石構(gòu)成，以及許多其他建筑用途提供更精準的測量。他們評估所需的設施，包括街道，公路，公共運輸系統(tǒng)，機場，港口，給排水和污水處理系統(tǒng)，公共建筑，公園，和娛樂及其他設施以保證社會，經(jīng)濟和環(huán)境地協(xié)調(diào)發(fā)展。 社區(qū)和城市規(guī)劃。他們，有時被稱為項目工程師，應用技術(shù)和管理技能，包括建筑工藝，規(guī)劃，組織，財務，和操作項目建設的知識。工程師決定渠道的設計，項目所處地區(qū)必須考慮到的經(jīng)濟性和環(huán)境因素，以及所使用材料的類型——鋼、混凝土、塑料、或多種材料的復合——的安裝技術(shù)，測試渠道強度的方法，和控制所運送流體材料保持適當?shù)膲毫土魉?。交通工程師應用技術(shù)知識及考慮經(jīng)濟，政治和社會因素來設計每一個項目。他們也采用建造特殊傾倒地點或使用有毒有害物中和劑的措施來控制有毒有害廢棄物。 環(huán)境工程學。他們也需計算并確定如何加強斜坡和填充物的穩(wěn)定性以及如何保護結(jié)構(gòu)免受地震和地下水的影響。此外，他們設計和維護海港，運河與水閘，建造大型水利大壩與小型壩，以及各種類型的圍堰，幫助設計海上結(jié)構(gòu)并且確定結(jié)構(gòu)的位置對航行影響。他們也需確定不同種材料如鋼筋，混凝土，塑料，石頭，瀝青，磚，鋁或其他建筑材料等的復合作用。計算機用于設計工程中使用的多數(shù)元件（即計算機輔助設計，或者CAD）并對其進行管理。交通工程專家確定必需的不同種類設施以減輕由整個工程造成的對當?shù)毓泛推渌煌ňW(wǎng)絡的負擔。不同類型的工程需要多種不同土木工程專業(yè)技術(shù)。在1782年，英國人John Smeaton為了把他的非軍事工程工作區(qū)別于當時占優(yōu)勢地位的軍事工程師的工作而采用的名詞。此處的環(huán)境包括建筑符合科學規(guī)范的所有結(jié)構(gòu)，從灌溉和排水系統(tǒng)到火箭發(fā)射設施。土木工程師建造道路，橋梁，管道，大壩，海港，發(fā)電廠，給排水系統(tǒng)，醫(yī)院，學校，公共交通和其他現(xiàn)代社會和大量人口集中地區(qū)的基礎(chǔ)公共設施。自從那時起，土木工程學被用于提及從事公共設施建設的工程師，盡管其包含的領(lǐng)域更為廣闊。一個項目開始的時候，土木工程師要對場地進行測繪，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和電力線。同時，結(jié)構(gòu)工程專家利用初步數(shù)據(jù)對工程作詳細規(guī)劃，設計和說明。計算機成為了現(xiàn)代土木工程師的必備品，因為它使得工程師能有效地掌控所需的大量數(shù)據(jù)從而確定建造一項工程的最佳方法。 結(jié)構(gòu)工程學。 水利工程學。 巖土工程學。在這一工程學分支中，土木工程師設計，建造并監(jiān)視系統(tǒng)以提供安全的飲用水，同時預防和控制地表和地下水資源供給的污染。此外，工程師還對垃圾掩埋進行設計和管理以預防其對周圍環(huán)境造成污染。 交通工程學。他們的工作和城市規(guī)劃者十分相似，因為交通運輸系統(tǒng)的質(zhì)量直接關(guān)系到社區(qū)的質(zhì)量。當流體中攜帶危險材料時，安全性因素也需要被考慮。事實上，他們協(xié)調(diào)工程中每個人的活動：測量員，布置和建造臨時道路和斜坡，開挖基礎(chǔ)，支模板和澆注混凝土的工人，以及鋼筋工人。從事土木工程這一方面的工程師可能規(guī)劃和發(fā)展一個城市中的社區(qū)，或整個城市。攝影測量，測量學和地圖繪制。 其他的專門項目。其他則能讓他們的事業(yè)從管理位置開始。工程教學。第二課 建筑物與建筑學建筑物的目的是給人類的活動提供一個遮風擋雨的地方。遮風避雨的建筑物的設計和其他功用的土木工程結(jié)構(gòu)的設計的科學基礎(chǔ)原理是相同的。建筑物的結(jié)構(gòu)是建筑物的功能、環(huán)境及各種社會經(jīng)濟因素共同作用的產(chǎn)物。另一方面，對辦公大樓而言，人造光源更能達到均勻照明的要求，因此，對自然光的需求不再有建筑物進深的限制。城市的高地價造成高層建筑物，而鄉(xiāng)村的低地價造成低的建筑物。在所有這些例子中，有著相似功能的建筑物常常采用不同的結(jié)構(gòu)。這些空間也必須被安排在彼此合乎一定邏輯的關(guān)系中。他們也許是下意識地被大廈很顯然的各個單元的關(guān)聯(lián)所指引。建筑學的未經(jīng)加工的材料，如石，磚，木，鋼或玻璃，部分決定了建筑物的結(jié)構(gòu)并對建筑物進行表達。任何空間跨度的梁在支承之間容易向下彎曲，梁的下半?yún)^(qū)承受拉力。石在西方世界建筑學中占有如此之高的統(tǒng)治地位，以致，即使在木結(jié)構(gòu)建筑時期其適當?shù)脑煨鸵恢北煌咨票Ｗo著，像在美國的喬治王時代。由于木的自然性質(zhì)常形成寬大于高的水平矩形，這在日本建筑學中常被見到。木和鋼也準許懸臂結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，梁的投影超出支承的最后一個測點。同樣地，大部分的內(nèi)部分區(qū)也需要在外部設計上有所表現(xiàn)。這種復測法幫助提出了人類思想渴望的可視規(guī)則。 一個建筑物還應該有建筑師稱作的比例尺，它應該能在視覺上傳達它的真實尺寸。樓梯和一個樓梯欄桿可能給門口的尺寸一個提示，依次是柱廊的高度，最后是整個的結(jié)構(gòu)廊。裝飾品可能用于突出建筑物的特征和建筑物目的的可視化表現(xiàn)。歷史性建筑學的連續(xù)性式樣是他們的時代精神的化身。上部結(jié)構(gòu)是建筑物地面以上的部分，而下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)則是建筑物地面以下的部分。1889年巴黎展覽會的塔和他為Galerie des 機械的設計表現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的靈活性。承重框架。例如，芝加哥建于19世紀80年代16層的Monadnock大廈，較下層的樓板下的墻厚達5英尺（）。磚石一直被用作幕墻材料，直到20世紀30年代，輕金屬和玻璃幕墻開始被使用。它的高度達588英尺(179米)，被倫敦的高達650英尺（198米）的郵政大廈和其他塔式建筑所超越。 關(guān)于摩天大樓構(gòu)造觀點的轉(zhuǎn)變恢復了承重墻的使用。世界貿(mào)易大廈是這種筒體方法的另一個例證。用于覆蓋結(jié)構(gòu)并由結(jié)構(gòu)支撐的墻元素由多種材料建造：磚，預制構(gòu)件，混凝土，石，不透明玻璃，塑料，鋼和鋁。在混凝土結(jié)構(gòu)中，樓板或是擱置在混凝土梁上的混凝土板，或是一系列頂端有一個薄板雙向都近距離排列的混凝土梁，在其下部提供了一個多余的空間。辦公大樓中常使用波紋鋼樓板，這是因為波紋鋼樓板的波紋當由另一塊金屬板蓋上時，可以形成電話線和電線通道。機械和電力系統(tǒng)。因為使用帶有不能開窗的密封性建筑屋的增加，精細的機械系統(tǒng)被用于通風和空調(diào)。舉例來說，在愛荷華州首府得梅因的美國共和保險公司大樓（1965），管道和樓板結(jié)構(gòu)以一種有組織和優(yōu)雅的形式暴露在外，用吊頂進行分配。土壤很少有一個單一的成分。最硬的巖石可以高達每平方英尺100噸（）的負載，（）。超過一個時段，如果建筑物作用在土體上的負載高于土的天然壓實重量，它可能產(chǎn)生沉降。盡管在某些極端條件下，像墨西哥城的情況，能產(chǎn)生嚴重的后果，但是不均勻沉降并不是那么嚴重。土較軟的地方，有必要將柱荷載傳遞到一個較大的面積上，在這種情況下，則在整個建筑物底下采用連續(xù)的混凝土板（筏或席）?？茖W設計基礎(chǔ)的方法已經(jīng)在20世紀內(nèi)得到發(fā)展。第四課 高層建筑Fazlur Rahman khan大體上建筑施工工藝學方面已經(jīng)有許多進步, 在超高層的設計和施工上已經(jīng)取得了驚人的成就。更大高度的要求增加了梁柱的尺寸以使建筑物剛性更強，以便在風荷載作用下建筑物將不會產(chǎn)生超過一個可接受限度的擺動。例如，在一個鋼結(jié)構(gòu)中，經(jīng)濟性由建筑物房屋面積每平方英尺鋼的全部平均數(shù)量來定義。結(jié)構(gòu)工程師已經(jīng)發(fā)展了可消除這一額外費用的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。帶有剛性帶式桁架的框架。只有當建筑物突出地面的所有的柱構(gòu)件能夠彼此連接使整個建筑物成為一個空心筒體或一個勁性箱體時，一幢高層建筑的整個結(jié)構(gòu)才能最有效。建筑物的外柱可以被適當?shù)姆指魠s仍能通過在梁柱中線處交叉對角構(gòu)件連接使之作為一個筒體而共同工作。一些個別筒體終止在建筑物不同的高度，證明了無限建筑可能性的結(jié)構(gòu)觀念。 薄殼筒的進步是利用（高層）建筑的外表面（墻和板）作為與框筒共同作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，為高層建筑抵抗側(cè)向荷載提供了一個有效的途徑，而且可獲得不設柱子，節(jié)省成本，使用面積與建筑面積之比很高的室內(nèi)空間。 由于薄殼表面的作用，筒體的框架構(gòu)件數(shù)量減少，使得結(jié)構(gòu)更輕，費用更少。雖然采用鋼結(jié)構(gòu)建造的高層建筑開始很早，但是鋼筋混凝土高層建筑的快速發(fā)展在辦公大樓和公寓方面對鋼結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)。 框架筒體。這種體系由間距很小的柱子構(gòu)成的外框架筒與圍繞中心設備區(qū)的剛性剪力墻內(nèi)筒組成。在新奧爾良的一個 52 層樓高的殼廣場建筑便是以這一體系為基礎(chǔ)。環(huán)境工程的實踐被劃分為以下各種不同層次。有機物使河流和湖泊中的氧氣耗盡，并因此導致魚類的死亡和有毒的臭氣。生物學方法有加菌濾渣，接觸塔和生物圈。這些排放物來源于攜帶衛(wèi)生廢污和大量垃圾的管道。在那些廢水一定會進入湖泊和干的河川的地方，必須采用更高水平的處理措施，包括營養(yǎng)物和膠質(zhì)物的除去。因為任何可見的污染對水域的形狀產(chǎn)生的破壞,所以這種更高水平的處理是可取的。同時，只要排放物經(jīng)過適當?shù)奶幚恚⑶矣袡C化學污染物被消除，也是可以被接受的。重復使用廢水，緊接著進行可取的處理，再用于農(nóng)作物的灌溉和為高爾夫課程澆水，這種方法已經(jīng)變得相當普遍和可接受，尤其是在干燥性氣候下。從廢水中通過物理化學和生物學方法分離出來的有機和無機的固體必須進行脫水,采用生物和化學方法使之穩(wěn)定,并且需掩埋在受約束的垃圾場,焚燒或者堆制成肥料。我們希望這種做法會被廢止，而焚化作能量供應以及堆制成肥重復利用于土地將會代替海洋傾卸處理。垃圾處理。對大多數(shù)社區(qū)適當?shù)南到y(tǒng)似乎是垃圾的焚化，通過燃燒有機材料來回收能量。不幸的是，由于來自工業(yè)和商業(yè)活動以及公眾代辦站的長期非法傾卸和洗滌，鄉(xiāng)間和地下水已經(jīng)變得混亂并且被污染。經(jīng)凈化后的水再回注入蓄水層，這個工程則需要數(shù)年才能完成。在美國，1987年環(huán)境保護組織出版的統(tǒng)計表顯示，每年有 磅（ 公斤）的有毒化學品被釋放到空氣中，當一億人居住的時候，其他的空氣污染物主要來自于汽車，超過聯(lián)邦標準。工藝學上可用于除去空氣中的顆粒物質(zhì)和化學污染物的方法是可用的（例如多樣性火爐，流化床反應堆以及究竟久經(jīng)考驗的空氣發(fā)射技術(shù)），但是代價昂貴，并且過程緩慢。水必須經(jīng)過消毒處理以使微生物污染物鈍化，還必須進行物理化學處理以除去有機和無機污染物。 其他的飲用水源是自然湖泊和水庫。一場大規(guī)模旱災發(fā)生在1989年美國東海岸的春天。湖泊能被用于娛樂及水源。在20世紀80年代，凈水工藝有了大幅的進步。粒狀的活性碳可以除去水中產(chǎn)生味道和氣味的物質(zhì)，并且能吸收有害的有機化學物質(zhì)。 對自來水污染最后的屏障是配水系統(tǒng)的小心管理。變得富營養(yǎng)化和藻類繁盛的池塘和湖泊不能被用于娛樂，并且這水如果被用于飲用可能是有害的。環(huán)境工程的概念就標志著建筑的所有因素都有著內(nèi)在的聯(lián)系。取暖，通風，和空調(diào)系統(tǒng)在目前的背景下，將被定義為控制一個封閉空間的環(huán)境這一普遍的關(guān)系?？照{(diào)系統(tǒng)則包括了取暖和通風系統(tǒng)的功能，而且還增加了降溫功能，調(diào)節(jié)濕度和潔凈空氣，過濾灰塵，細菌和空氣中的雜質(zhì)。另外一個進展就是氣孔和煙窗的出現(xiàn)。它比壁爐更節(jié)省熱量。將近于18世紀末期。由于他的想法并沒有被接受，而導致嚴重的燃料浪費持續(xù)至今。他們發(fā)明了獨特的火坑供暖系統(tǒng)。在意大利，火坑供暖裝置僅僅應用于浴室內(nèi)。城堡和住宅使用那些如同原始人類一樣粗糙地取暖，在通風良好的大廳的石板上用原木燃燒取暖。最初用于工廠和磨坊。第一套熱水取暖系統(tǒng)安裝在倫敦的新西大教堂醫(yī)院，用這種方式取暖時，熱水在低壓下能不斷地流向主要的地方。這一系統(tǒng)獲得了相當大的推廣。那時所建的集會禮堂，劇院，教堂要容納數(shù)百甚至數(shù)千人。例如：重建于1837年的倫敦New Houses國會廳。新鮮空氣從河岸的通風口吸入而室