建筑力學在建筑工程中的應用

摘 要：隨著經濟發展的進步，人們開始對建筑工程進行深入研究，從建筑結構和實際工程中總結建筑經驗，并將這些研究成果廣泛地應用到人們生活的各項領域中，促進各個行業的發展。建筑行業的發展和建筑力學具有重要聯系，只有讓建筑力學得到保證，才能促進建筑行業的發展和完善。

關鍵詞：力學；建筑工程；應用

建筑行業的發展和建筑力學具有重要關系，對實現現代化建筑產生了重要影響。任何一座建筑在建筑初期，都必須經過多次試驗和評估，否則將會對建筑造成嚴重損失。如何實現經濟型建筑已經成為工程建立的核心，特別是工程中的安全因素和外部因素等，都是我們要關注的焦點。

1 力的概述

“力”是物理學中一個非常重要的因素，表示物品和物體之間相互運動產生的作用力。當一個物體受到其它物體的作用力之后，獲得速度或者發生的形變，我們稱之為“力”。物體形狀和體積發生的變化稱之為形變，物體速度大小或者方向的改變，稱之為運動狀態改變。力作用于相互作用的物體之間。當一個物體在力的作用下發生形變后，我們可以將前者作為施力物體，后者稱之為受力物體。所以只要存在力，就肯定存在相互作用的兩個物體。由于力是相互作用的，所以，施力物體也是受力物體，受力物體也是施力物體。

2 建筑力學的主要任務

建筑力學的主要任務是：必須保證設計的建筑結構，符合建筑要求，而且此結構必須保證可以滿足剛度、強度和穩定性等要求，盡量使用比較經濟環保的材料建筑，實現經濟效益最大化。

3 建筑力學的主要研究對象

建筑力學在長期的發展中，主要對建筑結構和構建進行研究。建筑結構表示，建筑中所承擔的荷載。例如網架體系、水塔、土壩和擋水墻等。構建表示，建筑結構中形成的單獨部分，如柱、層面墻板等。

4 建筑力學在設計中的應用

一項經濟實用、美觀的建筑物必須具備美學、力學設計、藝術和基礎理論知識等多方面的內容，其中包含了建筑力學及結構方面知識，幫助建筑設計出合理的結構形式。在建筑安全和經濟環保得到保證的基礎上，對建筑進行構思，實現力學和美學的完美結合。

建筑工程師進行設計的時候，必須積極做好各個階段的協調，在初步設計階段，就必須選擇好建筑的承重結構，并且還要向結構工程師提出適合工程發展的要求。進行設計的時候，還要和建筑工程師共同研討并解決建筑工程設計中遇到的問題，處理好工程設計中存在的矛盾，保證建筑工程順利進展。例如，要建立一棟展覽館。在確定好場地、高度等基礎內容之后，還要對屋架形式和位置等問題也應該進行考慮，利用力學結構知識，從物理受力角度分析問題。

5 建筑力學發展中的實例研究

所有滿足受力和受力規律的一切學科都可以稱之為力學。力學表示自然學科中的數學、天文學、物理學、地理學和生物學內容，涉及的范圍非常廣泛。人們最初對力學的研究，主要從一些自然現象和勞動經驗中獲得。從新時期時代改變巢居穴到17世紀的土木時代的發展，給力學建立了發展基礎。古希臘時代阿基米德研究了杠桿的平衡和水中物體受到浮力之后，中心位置的改變，利用一定的原理對自己的研究進行了確定。隨著社會的發展，很多建筑開始建立起來，成為了古代建筑文明的主要組成部分。

土木工程在17世紀到20世紀得到了快速發展，已經從原先憑借經驗的方式中跳出來，形成了比較確定的理論。在建筑業的發展中，人們利用杠桿、斜面等物體，對物理受到的力進行了詳細認知，牛頓和伽利略所闡述的力學原理，為近代土木工程的發展鑒定了基礎，土木工程開始在此基礎上順利發展起來。法國是土木建筑發展最迅速的國家，早在1716年的時候，法國就已經建立了道橋部隊，開始培養一大批優秀建筑師。但是當時的法國和古代羅馬時期的人一樣，對建筑結構尺寸大小的把握都是通過經驗和主觀判斷形成的。

在貝塞麥轉爐煉鋼法形成之后，土木建筑得到了迅速發展，很多的土木工程開始廣泛地應用到鋼材中，促進了土木工程的迅速發展。在18世紀發生了大型工業革命，此次革命給土木工程的發展提供了很多比較實用的建筑器材和施工機械。隨著波特蘭水泥的形成，很多美觀的工程結構和混泥土建筑給建筑物的發展注入了新鮮活力，在19世紀初期，土木工程了得到了新發展，開始形成完整的土木施工技術和結構設計理念。

在第二次世界大戰結束之后，隨著社會生產力水平的提升，土木建筑開始進入了新的發展階段。土木工程在第二次世界大戰之后的前20年一直進行規模擴展，在后20年主要滲透先進科學技術。規模非常大已經成為當時的主要代表。例如，美國的西爾斯建筑大廈高度達到了442m；加拿大的多倫多電塔高度在553m；英國的亨伯橋跨度在1410m；日本的函海底隧道長約53.83km；中國建筑的楊浦大橋跨度在602m的斜拉橋上。這些建筑工程的主要特點是功能化、城市立體化、和交通迅速化，和社會經濟發展非常適應，可以滿足土木工程發展材料、建筑設計等的需求。

6 建筑力學建立的意義

建筑行業的發展和建筑力學具有很大聯系，對現代建筑的發展具有很大的意義。一座建筑物在建筑前，必須仔細利用實驗進行驗證。在力學幫助下，人們可以準確地掌握建筑結構的形式和特點，對工程建筑做仔細全面地計算和方案的準備。例如，建筑青藏鐵路的時候，為了防止鐵路地基發生凍結，可以在地基中插入很多散熱棒進行緩解，減少因為路面塌陷造成鐵軌受力不均衡現象發生。

7 結束語

土木建筑力學是一門專門研究物理受力平衡和構建強度、剛度穩定的問題，包括了剛體靜力學、材料力學等各方面內容。經過分析發現。土木建筑力學主要研究問題有三類，第一種是研究物體的平衡規律；第二種是研究物體發生形變的力度；第三種是研究結構承受力力問題。只有合理地運用力學方法，才能建筑出節約成本、令人們滿意的建筑結構。

參考文獻

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作者簡介：楊雅新（1965，9-），女，研究方向：建筑力學與結構。