淺析建筑力學在建筑工程中的應用

[摘 要] 建筑力學雖說歷史發展比較短暫，但其在建筑領域有著廣泛的應用，不僅體現在當今的建筑物構建中，在遙遠的古代也早已得到顯現。那么，作為建筑設計者，在運用建筑力學設計建筑結構應該注意哪些問題呢？從幾個方面闡述了建筑力學在建筑領域應用的價值以及需要考慮的幾個問題。

[關 鍵 詞] 建筑力學；應用；原則

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）33-0026-01

在遙遠的古羅馬帝國，其光輝的拱券技術至今仍閃爍著建筑領域璀璨的光芒，這是因為這些建筑物中蘊含建筑力學相關的問題。當然，在古代當時還沒有明確建筑力學這一專業名詞，更談不上建筑領域中這一分支，但其基本設計的理念卻被古羅馬人所應用，他們對拱券的設計處處體現這合理而嚴謹的構思，充分考慮拱券的受力，考慮其傳力，充分體現設計者比較完美的構思。而建筑力學在當今建筑領域得到廣泛的應用，主要體現于建筑設計的外形美觀，結構科學合理，經濟適用，美觀。因此，在當今建筑領域，可以充分利用建筑力學的基本原理從事建筑結構的設計，通過對其結構做出合理的分析判斷，分析其嚴謹優美的建筑物，凸顯建筑力學的內在魅力。

一、建筑力學在當今建筑領域應用的價值

建筑設計理念更新速度如此迅猛，尤其在當代中國，建筑形式紛繁復雜，再加巨大的人口壓力，建筑實施日趨完善與完美，因此，在做建筑設計時，既關心建筑是否符合“適用，經濟，美觀”三個基本原則，還考慮建筑實施的結構是否合理，建筑的實用性如何等。作為建筑物設計者來說，建筑力學正是可以使建筑設計更加合理，更加經濟適用，在當今的建筑物風格設計中，展現了其新的魅力。建筑力學在建筑領域方面的應用，其通過對結構、材料的分析，了解其性能，并作出了合理的結構設計，如同拱券的設計那般，達到最優的設計，應用價值值得我們去探索。

二、建筑力學得到廣泛應用，建筑設計師需要考慮的幾個問題

從建筑力學重點討論的幾個方面來說，建筑結構的計算簡圖，變形體的基本簡圖，假設和桿系結構分類和荷載分類以及桿件體系幾何組成分析。這些專業性較強的問題正是建筑設計方面的幾個核心問題，本文主要從建筑材料的力學性能及梁的截面選擇幾個方面作出深入的實際分析。

（一）材料的選擇

結合建筑的風格特點、用途功能等，設計者需要合理科學地選擇材料，既可使材料發揮其最佳性能，也能最大限度地實現經濟適用性。從目前建筑物材料的性質來說，大致分為塑性材料和脆性材料兩種。塑性材料的應力，從應變圖可分為：彈性階段、塑性階段、強化階段、破壞階段。這需要設計者認真研究在不同階段的材料性能，并將之用得恰到好處。比如說在強化階段，我們可以通過冷作硬化和冷熱時效這兩種方法提高塑性材料的強度，為建筑結構的合理選擇提供幫助，從而能做到物盡其用，材盡其用。根據材料受力判斷材料各部分或截面是否會發生變形或破壞，從而加以改進，提高結構的安全性。

（二）選擇環保類型的材料

積極倡導環境保護，建設原生態綠色建筑物，對環保做出應盡的義務。建設美麗家園，倡導綠色環保，需要改變現代社會建筑污染帶來的嚴重危害，通過選擇環保型材料作為建設材料，堅決制止大量建筑垃圾產生對環境造成的破壞。所以，在滿足建筑結構安全合理要求的同時，我們要選擇那些可回收的、容易處理的材料，這不僅為辦公人員或者居民提供環保的居住環境，還積極響應國家提出的建設綠色、節能、環保型建筑物，這對環境保護作出很大貢獻，近年來的環境問題不斷惡化，設計的同時保護環境，這也是我們建筑師的責任！因此，建筑設計師在考慮建筑物的功能、用途時，還需要盡量選擇環保素材。

（三）結構中的選擇

例如，選擇梁的截面時，梁的強度是由正應力強度控制的，梁橫截面上正應力的數值與抗彎截面模量成反比，為了減輕梁的自重和節省材料，應該在滿足所需要的抗彎截面模量的前提下，為橫截面選擇適當的形狀，盡可能節省材料，在橫截面相同的情況下，兩端彎矩比較大，中間彎矩比較小，所以用工字形截面比矩形截面合理；矩形截面豎放比平放合理；環形截面比圓形截面合理。對塑性材料制成的梁，許用拉應力和壓應力相同，所以選擇對稱的截面形狀，對于脆性材料制成的梁，往往抗拉性能遠小于抗壓強度，宜做成不對稱截面，在彎矩大的部位截面做大些，將翼板放置在受拉的一側，這樣，運用建筑力學，通過對材料的性能及結構的受力分析，可以達到結構的最合理設計，滿足建筑設計或構造安全、經濟、合理的要求。

總之，建筑力學是建筑學領域非常重要的一門工具，透視建筑結構，聯系古今的工具，能夠充分體現現代化建筑發展的新趨勢。作為建筑設計領域的工作者，需要認真研究建筑力學給建筑設計帶來的新變化，并運用建筑力學原理設計出更多具有代表性的建筑作品。我們深信，通過探究與創新，一定會利用建筑力學造福人民，造福社會！