土木工程与数智技术概论

本书共分3篇11章，按照《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的要求，对土木工程人才培养的知识点进行了全面系统的阐述和讲解。首先，融入课程思政元素，将土木工程概论课程作为相关大学生思想道德教育的入门课；其次，融入数字化和智慧建造技术，以及城市更新、新型建筑工业化等新的发展理念，如BIM技术、人工智能、物联网、大数据、智能建筑、数智建造、无人机、3D打印、虚拟仿真、新型建筑工业化、绿色低碳，以及城市更新转型的可持续发展，为传统的土木工程行业应对新时代背景下高质量发展的挑战和推动行业发展提供了技术支持；同时，通过整合土木工程多个方向的知识，使学生能够全面理解土木工程领域的复杂性和多样性，从而使其对土木工程学科有一个全面、系统、科学的认识和了解，为后面的专业学习和职业发展奠定坚实的基础。 本书可作为高等院校土木工程专业师生的专业基础课教材，同时，本书对于土木工程技术人员了解土木工程行业的新技术、新进展也具有很好的参考价值。

李军华，女，1968年5月生，河南安阳人，教授级高级工程师，现任教于安阳师范学院建筑工程学院。曾任土木工程教研室及实践教研室主任，安阳市建筑设计研究院技术科科长、结构总工、结构院院长、设计所所长。主持7项工程荣获河南省优秀勘察设计一等奖、二等奖、三等奖；主持6项工程荣获省级“中州杯”；主编“十三五”国家重点出版物出版规划项目1部。

目 录 前言 第一篇土木工程导论 第1章绪论 课前：导读 1.1土木工程 1.1.1土木工程概述 1.1.2土木工程的重要性 1.1.3土木工程的特点 1.2土木工程专业 1.2.1发展概述 1.2.2培养目标 1.2.3专业课程设置 1.2.4专业学习 1.3拓展知识 课后：思考与习题 第2章土木工程职业 课前：导读 2.1土木工程职业方向与土木工程师 2.1.1土木工程建设主体及职责 2.1.2土木工程的职业方向 2.1.3土木工程的就业单位 2.1.4土木工程师执业资格 2.1.5土木工程师的职业道德与操守 2.2未来土木工程职业发展 2.2.1职业发展方向 2.2.2就业单位 2.2.3未来土木工程师 2.3拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第3章土木工程发展史 课前：导读 3.1古代土木工程 3.1.1概述 3.1.2主要特征及典型工程 3.2近代土木工程 3.2.1概述 3.2.2主要特征 3.2.3典型工程 3.3现代土木工程的发展 3.3.1概述 3.3.2主要特征及典型工程 3.4土木工程未来发展趋势 3.4.1土木工程面临的挑战与机遇 3.4.2未来土木工程发展方向 3.5拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第4章土木工程材料 课前：导读 4.1土木工程材料概述 4.1.1定义及重要性 4.1.2分类 4.1.3基本性质 4.2胶凝材料 4.2.1概述 4.2.2气硬性胶凝材料 4.2.3水硬性胶凝材料 4.3常用的土木工程材料 4.3.1石材 4.3.2砂及砂浆 4.3.3砖 4.3.4砌块 4.3.5混凝土 4.3.6钢 4.3.7钢筋（预应力、型钢）混凝土 4.3.8木材 4.4建筑功能材料 4.4.1建筑防水材料 4.4.2建筑装饰材料 4.4.3建筑保温隔热材料 4.4.4建筑隔声吸声材料 4.5新型土木工程材料 4.6拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第5章土木工程设施 课前：导读 5.1地基与基础工程 课前：导读 5.1.1概述 5.1.2地基 5.1.3岩土工程勘察 5.1.4基础工程 5.1.5地基处理 5.1.6不均匀沉降 5.1.7数智技术在地基与基础工程中的应用 5.1.8拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.2地下与隧道工程 课前：导读 5.2.1地下工程 5.2.2隧道工程 5.2.3数智技术在地下与隧道工程中的应用 5.2.4拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.3建筑工程 课前：导读 5.3.1建筑工程概述 5.3.2建筑物类型 5.3.3建筑物基本组成及基本构件 5.3.4多、高层建筑结构 5.3.5大跨度空间结构 5.3.6特种结构 5.3.7建筑结构功能与作用 5.3.8智能建筑 5.3.9拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.4桥梁工程 课前：导读 5.4.1桥梁的分类与组成 5.4.2桥梁的基本结构形式 5.4.3桥梁的基础和墩台 5.4.4桥梁的施工方法 5.4.5桥梁的健康智能检测 5.4.6前景展望 5.4.7拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.5道路与铁路工程 课前：导读 5.5.1道路工程 5.5.2铁路工程 5.5.3数智技术的应用 5.5.4拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.6机场工程 课前：导读 5.6.1机场的发展概述 5.6.2机场的分类与组成 5.6.3航站区的规划与设计 5.6.4数智技术的应用及发展前景 5.6.5拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.7港口工程 课前：导读 5.7.1港口工程概述 5.7.2港口的组成与布置 5.7.3码头建筑 5.7.4防波堤 5.7.5护岸建筑 5.7.6港口仓库与货场 5.7.7港口工程发展及前景 5.7.8数智技术在港口工程中的应用 5.7.9拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 5.8水利水电工程 课前：导读 5.8.1水利水电工程概述 5.8.2水利工程 5.8.3水电工程 5.8.4水利枢纽工程 5.8.5水工建筑物 5.8.6水利水电工程发展历程及前景 5.8.7数智技术在水利水电工程中的应用 5.8.8拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第6章土木工程项目建设基本程序 课前：导读 6.1概述 6.1.1工程建设项目概念及分类 6.1.2工程建设项目特点 6.2土木工程项目建设基本流程 6.2.1前期策划阶段 6.2.2勘察设计阶段 6.2.3施工准备阶段 6.2.4施工实施及竣工验收阶段 6.2.5运营与维护阶段 6.3拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第7章工程防灾与减灾 课前：导读 7.1工程灾害概述 7.1.1工程灾害的类型及危害 7.1.2工程防灾减灾基本原则及内容 7.2地震灾害及其防治 7.2.1地震灾害概述 7.2.2防震减灾主要措施 7.2.3建筑抗震设防 7.2.4隔震与消能技术 7.2.5地震相关拓展知识 7.3地质灾害及其防治 7.3.1地质灾害概述 7.3.2滑坡及其防治 7.3.3泥石流及其防治 7.3.4崩塌及其防治 7.3.5地面沉陷及其防治 7.3.6液化土及其防治 7.4风灾及其防治 7.4.1风灾的概述 7.4.2防风减灾主要措施 7.5火灾及其防治 7.5.1火灾概述 7.5.2防火减灾主要措施 7.5.3建筑防火设计 7.6洪灾及其防治 7.6.1洪灾及成因 7.6.2防洪减灾主要措施 7.7爆炸灾害及其防治 7.7.1爆炸及成因 7.7.2防爆主要措施 7.8工程结构检测、鉴定与加固 7.8.1工程结构检测 7.8.2工程结构鉴定 7.8.3工程结构加固 7.9数智技术的应用 7.9.1数智技术在防灾减灾中的应用 7.9.2数智技术在结构检测鉴定加固中的应用 7.10拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第二篇数智技术 第8章数智技术与土木工程 课前：导读 8.1数智技术概述 8.1.1数智技术的基本概念 8.1.2数智技术与土木工程的关系 8.2数字化BIM技术 8.2.1BIM技术概念及内涵 8.2.2BIM技术特性 8.2.3BIM技术应用价值 8.3智能化共性技术 8.3.1人工智能（AI）技术 8.3.2物联网（IoT） 8.3.3大数据技术 8.3.4云计算 8.3.5地理信息系统（GIS） 8.3.6扩展现实技术（XR） 8.4智能设备技术 8.4.1无人机 8.4.2智能建筑机器人 8.4.3智能穿戴设备 8.4.4三维激光扫描 8.4.53D打印技术 8.4.6智能传感器 8.5数智技术应用案例 8.5.1项目概况 8.5.2智能规划与设计 8.5.3智能生产 8.5.4智能施工 8.5.5智能运维 8.6拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第9章数智技术与新型建筑工业化 课前：导读 9.1新型建筑工业化概述 9.1.1建筑业面临困境 9.1.2政策推动 9.1.3概念及内涵 9.1.4特征与优势 9.2数智技术与标准化设计 9.2.1概述 9.2.2BIM技术在标准化设计阶段的应用 9.2.3智能化技术在标准化设计阶段的应用 9.3数智技术与工厂化生产 9.3.1BIM技术在工厂化生产阶段的应用 9.3.2智能化技术在工厂化生产阶段的应用 9.3.3智能化生产加工流程 9.4数智技术与装配式施工 9.4.1BIM技术在装配式施工阶段的应用 9.4.2智能化技术在装配式施工阶段的应用 9.5数智技术与一体化装修 9.5.1BIM技术在一体化装修阶段的应用 9.5.2智能化技术在一体化装修阶段的应用 9.6一体化信息协同管理平台 9.7拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第三篇城市更新 第10章城市更新概论 课前：导读 10.1城市更新概述与背景 10.1.1城市更新的定义 10.1.2城市更新的发展背景与趋势 10.1.3城市更新的原则与理念 10.1.4城市更新的场景与类型 10.2城市更新与建筑遗产保护 10.2.1国际建筑遗产保护的进程 10.2.2中国建筑遗产保护的法治建设 10.2.3建筑遗产保护技术与方法在城市更新中的应用 10.3城市更新与土木工程 10.3.1城市更新与市政工程 10.3.2城市更新与交通工程 10.3.3城市更新与水利工程 10.3.4城市更新与景观工程 10.3.5城市更新与结构工程 10.4拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 第11章城市更新与绿色低碳、可持续发展 课前：导读 11.1城市更新与绿色低碳建筑的关系与意义 11.1.1城市更新的概念及我国城市更新的发展历程 11.1.2绿色低碳建筑的概念与特点 11.1.3绿色低碳建筑在城市更新中的可持续发展意义 11.1.4城市更新与绿色低碳建筑的互补关系 11.2绿色低碳建筑设计与规划 11.2.1绿色低碳建筑标准及认证体系 11.2.2绿色低碳建筑设计的基本程序 11.2.3绿色低碳建筑的能源效率设计与规划 11.3绿色低碳建筑技术与创新 11.3.1绿色低碳建筑节水技术 11.3.2绿色低碳建筑材料 11.3.3绿色低碳建筑能源技术 11.3.4绿色低碳建筑的智能化技术 11.4可持续发展与城市更新 11.4.1可持续发展的概念与原则 11.4.2城市更新中的社会、经济、环境可持续发展平衡 11.4.3绿色低碳建筑在城市更新中的社会效益与环境效益 11.5未来城市更新与绿色低碳建筑 11.5.1数字技术与绿色低碳建筑的未来发展 11.5.2绿色低碳建筑在城市更新中的创新趋势 11.5.3城市更新与绿色低碳建筑的可持续发展路径 11.6拓展知识及课程思政案例 课后：思考与习题 参考文献