تاريخ الهندسة المدنية
الهندسة المدنية هي الانضباط الهندسي المهني الذي يتناول تصميم وبناء وصيانة البيئة المادية والطبيعية، بما في ذلك الأعمال مثل الطرق والجسور والقنوات والسدود والمطارات وشبكات الصرف الصحي وخطوط الأنابيب والسكك الحديدية. [1] [2] ] وتقسم الهندسة المدنية تقليديا إلى عدد من التخصصات الفرعية. وهو ثاني أقدم انضباط هندسي بعد الهندسة العسكرية، [3] وهو يعرف لتمييز الهندسة غير العسكرية عن الهندسة العسكرية. [4] وتجري الهندسة المدنية في القطاع العام من البلديات إلى الحكومات الوطنية وفي القطاع الخاص من أصحاب المنازل الفرديين إلى الشركات الدولية.
كانت الهندسة جانبا من جوانب الحياة منذ بدايات الوجود الإنساني. وقد بدأت أول ممارسة للهندسة المدنية في الفترة ما بين 4000 و 2000 قبل الميلاد في مصر القديمة وحضارة وادي السند وبلاد الرافدين (العراق القديم) عندما بدأ البشر بالتخلي عن وجود البدو، مما خلق حاجة لبناء المأوى. خلال هذا الوقت، أصبح النقل متزايد الأهمية مما أدى إلى تطوير عجلة والإبحار.
وحتى العصر الحديث لم يكن هناك تمييز واضح بين الهندسة المدنية والهندسة المعمارية، وكان مصطلح المهندس والمهندس المعماري أساسا الاختلافات الجغرافية التي تشير إلى نفس المهنة، وغالبا ما تستخدم بالتبادل. [5] وكان بناء الأهرامات في مصر (حوالي 2700-2500 قبل الميلاد) بعض الحالات الأولى من الإنشاءات الكبيرة. وتشمل المنشآت التاريخية القديمة الأخرى في الهندسة المدنية نظام إدارة مياه قنات (أقدمها أقدم من 3000 سنة وأطول من 71 كيلومترا، [6]) بارثينون من قبل إكتينوس في اليونان القديمة (447-438 قبل الميلاد)، والطريق أبيان من قبل المهندسين الرومان (ج 312 قبل الميلاد)، والسور العظيم للصين من قبل الجنرال منغ تيان بموجب أوامر من تشان الإمبراطور شيه هوانغ تي (220 ق.م) [7] و ستوبا التي شيدت في سري لانكا القديمة مثل جيتافانارامايا و أعمال الري واسعة النطاق في أنورادهابورا. طور الرومان هياكل مدنية في جميع أنحاء إمبراطوريتهم، بما في ذلك قنوات خاصة، إنسولا، المرافئ، الجسور، السدود والطرق.
جون سميتون، "والد الهندسة المدنية"
في القرن الثامن عشر، صاغ مصطلح الهندسة المدنية ليشمل كل الأشياء المدنية بدلا من الهندسة العسكرية. [4] وكان أول مهندس مدني نصبه جون سميتون، الذي شيد منارة إديستون. [3] [7] وفي عام 1771 شكل سميتون وبعض زملائه جمعية سميتونيان للمهندسين المدنيين، وهي مجموعة من قادة المهنة الذين التقوا بشكل غير رسمي على العشاء. وعلى الرغم من وجود أدلة على بعض الاجتماعات التقنية، إلا أنها كانت أكثر من مجرد مجتمع اجتماعي.
في عام 1818 تأسست مؤسسة المهندسين المدنيين في لندن، وفي عام 1820 أصبح المهندس البارز توماس تيلفورد أول رئيس لها. تلقت المؤسسة ميثاقا ملكيا في عام 1828، اعترف رسميا الهندسة المدنية كمهنة. عرف ميثاقها الهندسة المدنية
كانت أول جامعة خاصة لتدريس الهندسة المدنية في الولايات المتحدة جامعة نورويتش، التي أسسها الكابتن ألدين بارتريدج في عام 1819. [9] حصل على شهادة البكالوريوس في الهندسة المدنية في الولايات المتحدة من قبل معهد رينسيلار للفنون التطبيقية في عام 1835. [10] [11] وقد حصلت أول درجة من هذا القبيل على منحها امرأة من جامعة كورنيل إلى نورا ستانتون بلاتش في عام 1905. [12]
في المملكة المتحدة خلال أوائل القرن التاسع عشر، أدى الانقسام بين الهندسة المدنية والهندسة العسكرية (التي تخدمها الأكاديمية العسكرية الملكية، ووليتش)، إلى جانب مطالب الثورة الصناعية، إلى مبادرات جديدة للتعليم الهندسي: تأسست مؤسسة البوليتكنيك الملكية في 1838، تأسست كلية خاصة للمهندسين المدنيين في بوتني في عام 1839، وأول رئيس المملكة المتحدة للهندسة تأسست في جامعة غلاسكو في عام 1840.
الهندسة المدنية هي تطبيق المبادئ الفيزيائية والعلمية لحل مشاكل المجتمع، ويرتبط تاريخها بشكل وثيق مع التقدم في فهم الفيزياء والرياضيات على مر التاريخ. لأن الهندسة المدنية هي مهنة واسعة النطاق، بما في ذلك العديد من التخصصات الفرعية المتخصصة، ويرتبط تاريخها بمعرفة الهياكل وعلوم المواد والجغرافيا والجيولوجيا والتربة والهيدرولوجيا والبيئة والميكانيكا وغيرها من المجالات.
في جميع أنحاء التاريخ القديم والقرون الوسطى معظم التصميم المعماري والبناء نفذت من قبل الحرفيين، مثل الحجارة والنجارين، وارتفاع لدور البناء الرئيسي. تم الاحتفاظ بالمعارف في النقابات ونادرا ما تحل محلها السلف. كانت الهياكل والطرق والبنية التحتية التي كانت موجودة متكررة، والزيادة في الحجم كانت تدريجية. [13]
واحدة من أولى الأمثلة على النهج العلمي للمشاكل المادية والرياضية التي تنطبق على الهندسة المدنية هو عمل أرخميدس في القرن الثالث قبل الميلاد، بما في ذلك مبدأ أرخميدس، الذي يدعم فهمنا للطفو، والحلول العملية مثل المسمار أرخميدس. براهماغوبتا، وهو عالم رياضيات هندي، استخدم الحساب في القرن السابع الميلادي، استنادا إلى الأرقام الهندوسية العربية، للحفر (حجم) الحسابات. [14]
وتهتم الهندسة الساحلية بإدارة المناطق الساحلية. وفي بعض الولايات القضائية، تعني عبارة "الدفاع البحري وحماية السواحل" الدفاع ضد الفيضانات والتعرية، على التوالي. مصطلح الدفاع الساحلي هو مصطلح أكثر تقليدية، ولكن الإدارة الساحلية أصبحت أكثر شعبية مع توسع المجال إلى التقنيات التي تسمح للتحات للمطالبة الأرض.
هندسة البناء تشمل التخطيط والتنفيذ، ونقل المواد، وتطوير الموقع على أساس الهندسة الهيدروليكية والبيئية والهيكلية والجيوتقنية. وبما أن شركات البناء تميل إلى أن تكون لديها مخاطر أعمال أعلى من غيرها من أنواع شركات الهندسة المدنية، فإن مهندسي البناء يقومون في كثير من الأحيان بالمزيد من المعاملات التجارية مثل صياغة ومراجعة العقود وتقييم العمليات اللوجستية ومراقبة أسعار الإمدادات.
هندسة الطب الشرعي هي التحقيق في المواد والمنتجات والهياكل أو المكونات التي تفشل أو لا تعمل أو تعمل على النحو المنشود، مما تسبب في الإصابة الشخصية أو تلف الممتلكات. وعواقب الفشل يعالجها قانون مسؤولية المنتجات. كما يتعامل هذا الحقل مع العمليات والإجراءات التي تؤدي إلى حوادث تشغيل المركبات أو الآلات. ويطبق هذا الموضوع بشكل عام في قضايا القانون المدني، على الرغم من أنه قد يكون مفيدا في قضايا القانون الجنائي. عموما الغرض من التحقيق في الطب الشرعي هو تحديد سبب أو أسباب الفشل بهدف تحسين أداء أو حياة عنصر، أو لمساعدة المحكمة في تحديد وقائع وقوع حادث. ويمكن أن تشمل أيضا التحقيق في مطالبات الملكية الفكرية، ولا سيما البراءات.
الهندسة الجيوتقنية دراسات الصخور والتربة دعم نظم الهندسة المدنية. يتم تطبيق المعرفة من مجال علوم التربة، وعلوم المواد، والميكانيكا، والهيدروليكيات على تصميم آمن واقتصادي الأساسات والجدران الاستنادية، وغيرها من الهياكل. وقد أدت الجهود البيئية لحماية المياه الجوفية والحفاظ على مدافن القمامة بأمان إلى إنشاء منطقة جديدة من الأبحاث تسمى الهندسة الجيوفينية. [21] [22]
ويحدد تحديد خصائص التربة تحديات للمهندسين الجيوتقنيين. وغالبا ما تكون شروط الحدود محددة جيدا في فروع أخرى من الهندسة المدنية، ولكن على عكس الصلب أو الخرسانة، من الصعب التنبؤ بخواص المواد وسلوك التربة بسبب تنوعها والحد من التحقيق. وعلاوة على ذلك، تظهر التربة غير الخطية (تعتمد على الإجهاد) القوة، وصلابة، و ديلاتانسي (تغيير حجم المرتبطة بتطبيق إجهاد القص)، مما يجعل دراسة ميكانيكا التربة أكثر صعوبة. [21]
يرتبط علم المواد ارتباطا وثيقا بالهندسة المدنية. وهو يدرس الخصائص الأساسية للمواد، ويتناول السيراميك مثل الخرسانة والخرسانة الأسفلتية، والمعادن القوية مثل الألومنيوم والصلب، والبوليمرات بالحرارة بما في ذلك البولي ميثيل ميثاكريلات (بمما) وألياف الكربون.
وتشمل هندسة المواد الحماية والوقاية (الدهانات والتشطيبات). السبائك يجمع بين نوعين من المعادن لإنتاج معدن آخر مع الخصائص المطلوبة. وهو يتضمن عناصر الفيزياء التطبيقية والكيمياء. مع اهتمام وسائل الإعلام مؤخرا على علم النانو وتكنولوجيا النانو، وكانت هندسة المواد في طليعة البحوث الأكاديمية. بل هو أيضا جزء مهم من الهندسة الشرعية وتحليل الفشل.
الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين
الجمعية الكندية للهندسة المدنية
مؤسسة تشارترد للهندسة المدنية المساحين
معهد بحوث الهندسة الزلزالية
مهندسي، أستراليا
الاتحاد الأوروبي للجمعيات الهندسية الوطنية
الاتحاد الدولي للمهندسين الاستشاريين
الجمعية الجيوتقنية الهندية