科系解析

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土木工程(Civil Engineering)與我們的日常生活關係十分密切,舉凡交通運輸、都市建設、水壩、港灣、橋樑、隧道、房屋的興建以及環境的規劃等無一不是土木工程的範圍,我們可以說有了土木工程的進步,才有今日文明的生活環境。

 

土木工程發展的歷史可追朔至石器時代人類開始簡單建造能遮風避雨的居住地方開始。在西方,牛頓的三大力學定律為土木工程奠定了力學分析的基礎,之後發展出材料力學和彈性力學,提供了土木工程比較系統的理論基礎。之後,人類發明了水泥,以及鋼筋混凝土,可以說是土木工程歷史上的一大突破,使得土木工程師可以運用這些材料建造巨型和複雜的工程設施,也造就了高樓大廈的誕生。

 

土木工程是指建造各類土地工程設施或基礎建設的學科,包括初期的計畫、中期的建造和後期的維修,而現今土木工程範圍更擴大到包含環境、水利、能源及交通設施等,因此在美國土木工程專業的設置大都與環境工程放在一起,稱為土木與環境工程專業(Civil and Environmental Engineering)

 

一般的土木工程是屬於工程學院底下的系所,但有些學校土木工程專業是獨立出來的一個學院,底下的教授與實驗室領域範圍會更廣些,涵蓋水資源、大氣等相關研究。

 

土木工程的領域分支大致分有工程測量學、材料科學、大地工程、結構工程、地震工程、水利工程,以及交通工程

 

工程測量學是指在工程建設中,對於道路、隧道、橋樑或住宅等施工物體進行各種測量工作,以利勘測設計、施工建設和運營管理的工作,其準確度對整體工程品質影響甚大。

 

材料科學在土木工程裡主要是開發建築材料的耐用性及力學性質,特別是土木材料、結構材料、耐火材料等不同應用。

 

大地工程又稱岩土工程,主要研究泥土構成物質的工程特性,一般都是分析從工地採集的泥土樣本和岩石樣本中的資料,計算工地上的建築所需的結構,尤其是地基、地樁、護土牆、水壩、隧道等,都是需要大地工程師為工程提供土力意見。

 

結構工程主要運用力學方法對結構物進行分析與設計,確保房屋建築的結構能符合要求。

 

地震工程又叫防震工程,是聚焦在當建築物受到地震影響時對其結構的影響,希望將地震對建築物的損害降到最小。

 

水利工程是用於控制和調配自然界的地表水和地下水而孕育出來的學科,也就是興建橋樑、水壩、河道、運河以及防洪堤等與水流、江川及洋海堤道相關的工程範疇。

 

交通工程把人、車、路、環境四者看成一個系統,探索各自和相互間的規律性及最佳配合組合,以達到交通順暢、通行能力大而交通事故少、運輸效率高、節省燃料和運輸費用及環境協調、舒適的目的。

 

總體來說,土木工程專業關注我們人類生活與周圍環境相互的聯繫,涉及範圍包含各種規模的住宅、商業、工業和公共工程項目。同學在學校除了基礎的工程數學、基礎科學譬如化學、物理、地理或者生物、工程設計外,還必須熟悉力學在各種環境、情況的應用與分析,幾乎技術課程都是圍繞著力學而發展,譬如靜力學、動力學、材料力學、結構力學、彈性力學、工程力學、流體力學,岩土力學等。




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