首页 > 论文范文 > 自然科学论文 > 力学论文 > 应用力学论文 > 浅谈建筑力学及其在建筑工程中的运用

浅谈建筑力学及其在建筑工程中的运用

2020-04-02 964 上传者：管理员

摘要：文章基于对建筑力学的基本概念和内涵的介绍，对建筑力学在建筑工程设计和施工中的具体运用表现及运用要点进行了探讨，以期对建筑工程行业未来的发展有所裨益。

关键词：
力学应用
建筑力学
建筑工程设计
建筑行业
物理学
加入收藏

“十三五”时期，随着我国建筑工程行业的迅猛发展，一批又一批的高质量建筑拔地而起，极大地推动了经济社会的发展进步。我国建筑行业历经发展磨练，已形成了较为健全的建筑行业体系。在建筑行业突飞猛进的发展过程中，作为物理学基本常识的建筑力学得到了广泛地运用，主要表现在建筑工程的建造和应用设计中发挥了至关重要的作用。本文密切结合建筑力学的基本概念和深刻内涵，系统阐述建筑力学在建筑工程设计和施工中的具体应用，以便为建筑工程行业的进一步发展提供一些有益的参考。

在建筑工程的实际设计、建造和施工过程中，由于建筑自身结构的复杂性，在建筑设计和施工过程中，势必要时刻遵照既定的建筑力学原理，以切实维持和保障建筑结构的整体性、美观性和实用性，进而增强建筑项目的使用性能和稳定性能。可见，将建筑力学的概念以及相关原理运用于建筑工程的设计和施工中，显得尤为必要。

一、建筑力学的基本概念和内涵

众所周知，在物理学范畴中，力学主要指不同物体之间的互相作用以及一个物体在遭遇力的施加后，势必会有其他的物体施加这一作用，前者主要承担受力体，而后者则是作为施加力的物体而存在。根据物理学中力学的基本原理，两个物体之间的作用力同被作用力是相互的。从这个视角看，力学原理贯穿了物理学的全部领域，是热学、光学和电学等其他物理学科分支的重要基础。“建筑力学”这一名词是作为一种微观概念存在于物理学范畴中的，建筑力学与理论力学、材料力学、结构力学等理论密切关联。事实上，这些力学理论均常运用于建筑工程领域中。其中，理论力学将探究的重点集中于建筑工程项目中的受力平衡方面，以便确保建筑自身结构维持平衡态；材料力学则探究当建筑材料遭遇外力冲击和影响时，平稳性、强度、形态以及密度等不同性质的最大极限；结构力学将探究的重点集中于建筑结构中传力同受力之间的各类规律以及结构受力之后的形变特征。

这一系列理论在建筑工程中之所以能派上用场，皆因其有助于建筑工程结构的优化，进而打造高品质的建筑工程。建筑力学作为物理力学领域的一种适度扩展，其在工程中的应用旨在确保建筑工程的设计在强度、平稳性、刚度以及实际应用效果等方面的需求，并力求选取环保友好型、资源节约型的建材，以便最大限度地发挥建筑工程的应用效益和社会效益。

二、建筑力学运用于建筑工程中的表现和基本概况

当前，在建筑工程领域内，建筑力学已然变成不可或缺的一项物理力学应用，其在建筑工程中应用的具体体现，就在于建筑工程的结构性设计与美观性设计的合理性与实用性，这种合理性与实用性通常要建立在经济性和环保性基础之上。因此，在建筑工程行业中，对建筑力学的基本原理展开进一步地应用，以实现对建筑外形与结构设计的科学分析与理性研判，切实保障建筑设计的合理性，使建筑工程项目的建设更加优美又不失精确，凸显建筑结构的固有魅力。要实现建筑行业的美观、经济与实用，应用机械设计和艺术美学的理论常识则是必要的，其中建筑力学和建筑结构是物理力学的重要应用。唯有把建筑力学及其相关的建筑结构原理与建筑工程的设计和施工密切关联起来，方能更精准地设计出更加合理、经得起时间检验的建筑结构样式，以始终确保建筑的安全性能和建筑施工的稳步推进。在质量、经济、环保的前提下，充分地体现建筑同机械之间的完美联系。

在建设结构项目的设计途中，需要有的放矢地协调各阶段的细微任务，以确保工程项目后续施工作业有条不紊地开展。在建筑工程项目设计的初始阶段，首要在系统了解和宏观把握建筑工程项目设计基本要求的基础上，选择一个相对科学的设计结构；在设计时，设计人员应协调、探讨和不断地克服设计过程中所遇到的漏洞和缺陷。在同施工工程师开展通力协作时，要保障施工项目能够顺利开展。当设计方案初步编制后，设计单位也要给予必要的处理，同时持续改进及优化设计方案。

三、建筑力学在建筑工程项目运用过程中要注意的事项要点

1. 结构选型过程中的注意事项

建筑结构的选择与建筑力学密切关联。从这个意义上讲，建筑力学的相关理论在建筑工程中的应用，要在能够确保建筑结构设计合理性与实用性的前提下得以进行。在建筑结构设计途中，为切实提升建筑结构的高可靠性，并能保障结构的安全性能，需密切顾及所选结构能否合乎建筑力学的基本思路和一般原理。

例如，在选择和设计建筑梁的截面结构时，要充分考虑到梁的强度取决于梁截面的法向应力强度，同时，也应该对法向应力强度同弯曲截面模量成反比关系有一个清醒的认知，以切实削减成本。另外，在建材和梁所能承受的重量限度方面，要在充分满足梁的弯曲截面的基础上，科学选择梁结构是十分必要的。通常情形下，假若梁截面相同，两侧弯曲，中间弯曲程度相对较小，则要选择“I”截面。假若截面为矩形结构，则运用垂直结构更为科学。一般而言。环形截面的承载结构要优于圆形截面。所以说，必须严格地依照建筑使用的基本需求和实际功能来搞好横梁截面的选择工作，在实际选择时，要时刻注重截面形状和结构样式两项内容，以保证结构的安全性和合理性。值得一提的是，即便梁的结构一样，假若运用的材料不一样，功能效果同样会有差异。就塑性材料来讲，其产生的拉应力和压应力是一致的，这亦更适于制作对称的截面结构。对于脆性材料来说，相较于抗压强度，其拉伸强度要明显偏小，所以更适于非对称性的截面结构之制造。在安装梁结构的过程中，针对各有差异的制造材料看，采取各异的防护措施，以确保建筑结构受力的均匀性和合理性。事实上，唯有选择恰当的防护措施，方能使建筑结构更趋于合理性和安全性。

2. 选材方面的注意事项

在建筑工程项目的设计和施工时，原材料的性能是无法回避的一项重大课题。为了实现建筑风格的差异性，同时更加科学地体现设计要求，在建筑结构和原材料的选择上要注重根据工程所需而作出相应的改变。通常要遵循在确保结构合理的前提下来选用最精当的建筑材料的原则，同时要广辟建筑样式之创新门路，以凸显建筑工程的质量达标和施工可靠。在建筑材料的选择方面，要凸显针对性。例如，依照建筑工程的实际功能、用途以及设计样式，科学选取建筑原材料，最大限度地发挥建筑原材料的价值和效用，使建筑工程项目的品质达至最优。建筑原材料通常可细分为脆性材料与塑料材料。

其中，塑料材料又比脆性易碎的材料拥有更胜一筹的弹性和应力条件。在塑性材料的应用过程中，应力往往会随着阶段的推移而出现相应的、显著的变化。依照这种变化的时间顺序，又可分为弹性阶段、塑性阶段、强化阶段和破毁阶段。不难发现，处在不同阶段的塑料材料，其性能和使用条件亦各异。所以说，在使用塑料材料前，要仔细分析塑料材料的质地和性状，以确保该建材的使用性能始终“在线”，进而合乎建筑施工之客观需求，并充分发挥相应的作用。鉴于塑性材料的应力在变化过程中表现得较为迟缓，为确保建筑工程的安全性能，当塑性材料应用于建筑工程项目之前，要对其展开相应的应力试验，用作研判和分析数据，进而不断地满足建筑施工之需求，使之能在建筑工程施工的每一项环节中均能大有作为，切实为施工服务。

3. 环保材料的科学选用之要点

随着我国经济社会的跨越式发展，环境生态问题亦尤为突出。中央高度重视生态文明建设，并将建设环境友好型社会推向一个新高度，将构建生态文明、建设“美丽中国”作为国家的一项重大战略任务来抓。为因应既有发展趋势，在建筑工程施工过程中，假若以耗费大量能源和资源为代价来换取经济效益，势必会加重生态环境负担。近二十年来，中国在可持续发展战略的布局和实施上下了大量功夫，该战略着眼于统筹经济、社会、生态效益协调发展。鉴于我国建筑业所面临的诸多变化，为切实体现可持续发展战略的实施安排，建筑工程行业要在发展过程中，采取一系列节能减排的有效手段，主要包含绿色环保原材料的应用。在建筑工程项目施工的过程中，要大力使用绿色环保原材料，并能极大地减少建筑垃圾的蔓延，不断地弥补高耗能、高污染原材料的应用短板，稳步地减少建筑工程对环境和生态的损坏。所以，在我国建筑工程行业的发展途中，要切实顾及到节能环保的情势需要，借助节能型、环保友好型建材为人们打造一个生态效益浓厚的家居环境，同时也促进了建筑工程行业的稳健发展。

四、结语

将建筑力学运用于建筑工程的设计和施工中是一件具有深远影响和特殊意义的事情。要深刻地领会建筑力学的基本概念和内涵，统筹把握建筑力学运用于建筑工程项目中的各项要素，充分地发挥建筑力学对建筑工程项目的贡献度。

宋尧武,于永玲,王立萍.建筑工程中的建筑力学应用[J].中华建设,2019(25):164-165.