彭 望

(湖南建筑高級技工學校， 湖南 長沙 410000)

建筑的設計與施工工作中，由于建筑本身結(jié)構(gòu)的復雜性，于是在建筑的設計與施工過程中，需要遵循一定的原理，保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性與科學性，從而提高建筑整體的使用性能和安全性能。

1 力學的概念

在物理學領(lǐng)域，力學指的是物體間的相互作用及一個物體受到力的作用后，一定有另外的物體施加這種作用，前者是受力物體，后者是施力物體，兩物體之間的作用力和被作用力是相互的，所以，力學原理貫穿了物理學的所有領(lǐng)域，是整個物理學的基礎(chǔ)。

2 建筑力學的介紹

屬于力學中的一個范疇，指的是應用于建筑工程中的力學相關(guān)理論，建筑力學主要包括材料力學、理論力學和結(jié)構(gòu)力學三個部分。其中材料力學主要是研究材料的形狀、密度、穩(wěn)定性、強度等性質(zhì)在外力作用下的最大極限；理論力學研究物體在受力狀態(tài)下的平衡問題和狀態(tài)；結(jié)構(gòu)力學，主要研究工程結(jié)構(gòu)，受力和傳力的規(guī)律結(jié)構(gòu)還受到力的作用下發(fā)生的改變及其相關(guān)規(guī)律，進而研究其結(jié)構(gòu)優(yōu)化?？梢哉f建筑力學順利力學的基本原理為基礎(chǔ)做出的進一步擴展。

3 力學應用于建筑工程時的注意因素

3.1 材料選擇

在建筑的設計與施工工作中，針對不同的建筑設計風格和要求，建筑的結(jié)構(gòu)和施工材料也要進行相應的變化，設計出最合理的結(jié)構(gòu)、應用最合適的建筑施工材料，這樣才能保障建筑的施工質(zhì)量和安全。在選擇建筑施工材料時，根據(jù)建筑的設計風格和功能用途，針對性地選擇，要保證施工材料能夠發(fā)揮出最大的功能價值。一般來說建筑材料可以被分為塑性材料和脆性材料，相對來說，塑性材料的彈性和應力條件比較好，在使用的過程中，其大體的應力變化可以被分為彈性階段、塑性階段、強化階段和破壞階段，在不同的階段，材料的性能和使用條件也會有相應的不同，所以在使用塑性材料時，需要對材料的性能進行更加深入的研究，保證其能夠發(fā)揮出應有的作用。由于塑性材料本身的應力變化是一個緩慢的過程，所以在將其應用于建筑的施工時，需要對材料的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析和實驗，將材料應用于建筑的施工結(jié)構(gòu)中，保證建筑的安全性。

3.2 環(huán)保材料的應用

我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，也帶來了比較嚴重的環(huán)境和生態(tài)問題，我國的建筑在施工的過程中會產(chǎn)生大量的能源資源浪費，也會給生態(tài)環(huán)境帶來極大的負擔，進入21世紀之后，我國實行了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，要求實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展，于是我國的建筑行業(yè)就迎來了變革，為了滿足可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展的需求，建筑行業(yè)在發(fā)展的過程中，也采取了一系列的節(jié)能減排措施，其中就包括了綠色環(huán)保材料的應用。使用綠色環(huán)保材料進行建筑工程的施工，極大地減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，從而減小建筑對環(huán)境和生態(tài)造成的破壞。因此我國的建筑行業(yè)在發(fā)展的過程中，需要考慮到節(jié)能環(huán)保的要求，使用節(jié)能材料為人們提供環(huán)保的居住環(huán)境的同時，也促進建筑行業(yè)綠色健康發(fā)展。

3.3 結(jié)構(gòu)選擇

建筑力學的相關(guān)理論是與建筑行業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系的，所以在將建筑力學的理論應用于建筑工程中時，需要對建筑的結(jié)構(gòu)進行合理的設計和選擇，在現(xiàn)行建筑的結(jié)構(gòu)設計時，需要考慮其是否符合建筑力學的相關(guān)原理，也就是建筑結(jié)構(gòu)是否安全可靠。比如在選擇梁的截面時，梁本身的強度由正應力強度控制，梁橫截面上的正應力，與抗彎截面的模量成反比，所以在進行梁的結(jié)構(gòu)選擇時，為了能夠減輕梁的自重，同時也為了節(jié)省材料，需要在滿足梁截面抗彎模量的前提下，選擇合適截面的形狀，一般來說，橫截面相同時，兩端彎曲，中間彎曲小，多使用工字形截面，對于矩形截面來說，豎放更加合理，而環(huán)形截面比圓形的截面合理，所以在進行橫梁的截面選擇時，要根據(jù)橫梁的使用要求和功能性，選擇合適的截面形狀和結(jié)構(gòu)方式，使其結(jié)構(gòu)更加合理、安全性更高。即使是相同結(jié)構(gòu)的梁，使用不同的材料也會產(chǎn)生不同的功能效果，塑性材料，由于其本身的拉應力和壓應力相同，適合制作成對稱的截面形狀；脆性材料，由于本身的抗拉性小于抗壓強度，所以適合做成不對稱截面，然后在梁的安裝過程中，不同材料制作的梁，在安裝時也需要采取一定的措施保證結(jié)構(gòu)的受力均勻，達到結(jié)構(gòu)的合理設計。

3.4 力學在建筑學中的應用實例

在我國的建筑行業(yè)中，石拱橋作為比較突出的一種建筑形式，其結(jié)構(gòu)設計，在我的建筑中屬于比較先進的一種，畢竟只是通過簡單的石塊堆砌，橋梁便可以保持穩(wěn)定性和安全性，所以在石拱橋的結(jié)構(gòu)設計中，應用了建筑力學的相關(guān)原理。下面，就針對石拱橋結(jié)構(gòu)中的力學平衡相關(guān)原理進行分析。

圖1是經(jīng)過簡化的石拱橋結(jié)構(gòu)圖，其中的1號和4號用于連接地基，2號和3號用于石塊間的連接，在進行結(jié)構(gòu)的力學分析時，主要是針對1號和2號進行分析，因為3號和4號的受力情況與1號和2號完全對稱。

上圖是1號石塊與2號石塊的受力分析簡圖，通過計算能夠得知，每塊石塊之間的施力和反作用力的大小，得到每塊石塊的最大受力值，從而在橋梁的施工過程中，將每一個石塊的受力情況進行計算和分析，將其控制在范圍之內(nèi)，就能夠保證整個橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

力學是物理學中最基礎(chǔ)的理論，在我國的眾多行業(yè)中都有應用，其中建筑行業(yè)在設計與施工的過程中，需要考慮到建筑力學的相關(guān)原理，保證建筑的結(jié)構(gòu)安全合理，因此，在建筑行業(yè)的發(fā)展中，需要將建筑力學應用到其中，提高建筑行業(yè)的質(zhì)量。

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[2]王玉.淺析建筑力學在建筑工程中的應用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2017(33):26.

[3]李振浩.淺談力學在土木工程中的應用與發(fā)展[J].科技資訊,2015,13(32):56-57+59.