建筑力学在建筑工程中的应用

彭 望

(湖南建筑高级技工学校， 湖南 长沙 410000)

建筑的设计与施工工作中，由于建筑本身结构的复杂性，于是在建筑的设计与施工过程中，需要遵循一定的原理，保证建筑结构的完整性与科学性，从而提高建筑整体的使用性能和安全性能。

1 力学的概念

在物理学领域，力学指的是物体间的相互作用及一个物体受到力的作用后，一定有另外的物体施加这种作用，前者是受力物体，后者是施力物体，两物体之间的作用力和被作用力是相互的，所以，力学原理贯穿了物理学的所有领域，是整个物理学的基础。

2 建筑力学的介绍

属于力学中的一个范畴，指的是应用于建筑工程中的力学相关理论，建筑力学主要包括材料力学、理论力学和结构力学三个部分。其中材料力学主要是研究材料的形状、密度、稳定性、强度等性质在外力作用下的最大极限；理论力学研究物体在受力状态下的平衡问题和状态；结构力学，主要研究工程结构，受力和传力的规律结构还受到力的作用下发生的改变及其相关规律，进而研究其结构优化。可以说建筑力学顺利力学的基本原理为基础做出的进一步扩展。

3 力学应用于建筑工程时的注意因素

3.1 材料选择

在建筑的设计与施工工作中，针对不同的建筑设计风格和要求，建筑的结构和施工材料也要进行相应的变化，设计出最合理的结构、应用最合适的建筑施工材料，这样才能保障建筑的施工质量和安全。在选择建筑施工材料时，根据建筑的设计风格和功能用途，针对性地选择，要保证施工材料能够发挥出最大的功能价值。一般来说建筑材料可以被分为塑性材料和脆性材料，相对来说，塑性材料的弹性和应力条件比较好，在使用的过程中，其大体的应力变化可以被分为弹性阶段、塑性阶段、强化阶段和破坏阶段，在不同的阶段，材料的性能和使用条件也会有相应的不同，所以在使用塑性材料时，需要对材料的性能进行更加深入的研究，保证其能够发挥出应有的作用。由于塑性材料本身的应力变化是一个缓慢的过程，所以在将其应用于建筑的施工时，需要对材料的相关数据进行分析和实验，将材料应用于建筑的施工结构中，保证建筑的安全性。

3.2 环保材料的应用

我国经济快速发展的同时，也带来了比较严重的环境和生态问题，我国的建筑在施工的过程中会产生大量的能源资源浪费，也会给生态环境带来极大的负担，进入21世纪之后，我国实行了可持续发展战略，要求实现经济效益、社会效益和生态效益的协调发展，于是我国的建筑行业就迎来了变革，为了满足可持续战略发展的需求，建筑行业在发展的过程中，也采取了一系列的节能减排措施，其中就包括了绿色环保材料的应用。使用绿色环保材料进行建筑工程的施工，极大地减少了建筑垃圾的产生，从而减小建筑对环境和生态造成的破坏。因此我国的建筑行业在发展的过程中，需要考虑到节能环保的要求，使用节能材料为人们提供环保的居住环境的同时，也促进建筑行业绿色健康发展。

3.3 结构选择

建筑力学的相关理论是与建筑行业的建筑结构有直接关系的，所以在将建筑力学的理论应用于建筑工程中时，需要对建筑的结构进行合理的设计和选择，在现行建筑的结构设计时，需要考虑其是否符合建筑力学的相关原理，也就是建筑结构是否安全可靠。比如在选择梁的截面时，梁本身的强度由正应力强度控制，梁横截面上的正应力，与抗弯截面的模量成反比，所以在进行梁的结构选择时，为了能够减轻梁的自重，同时也为了节省材料，需要在满足梁截面抗弯模量的前提下，选择合适截面的形状，一般来说，横截面相同时，两端弯曲，中间弯曲小，多使用工字形截面，对于矩形截面来说，竖放更加合理，而环形截面比圆形的截面合理，所以在进行横梁的截面选择时，要根据横梁的使用要求和功能性，选择合适的截面形状和结构方式，使其结构更加合理、安全性更高。即使是相同结构的梁，使用不同的材料也会产生不同的功能效果，塑性材料，由于其本身的拉应力和压应力相同，适合制作成对称的截面形状；脆性材料，由于本身的抗拉性小于抗压强度，所以适合做成不对称截面，然后在梁的安装过程中，不同材料制作的梁，在安装时也需要采取一定的措施保证结构的受力均匀，达到结构的合理设计。

3.4 力学在建筑学中的应用实例

在我国的建筑行业中，石拱桥作为比较突出的一种建筑形式，其结构设计，在我的建筑中属于比较先进的一种，毕竟只是通过简单的石块堆砌，桥梁便可以保持稳定性和安全性，所以在石拱桥的结构设计中，应用了建筑力学的相关原理。下面，就针对石拱桥结构中的力学平衡相关原理进行分析。

图1是经过简化的石拱桥结构图，其中的1号和4号用于连接地基，2号和3号用于石块间的连接，在进行结构的力学分析时，主要是针对1号和2号进行分析，因为3号和4号的受力情况与1号和2号完全对称。

上图是1号石块与2号石块的受力分析简图，通过计算能够得知，每块石块之间的施力和反作用力的大小，得到每块石块的最大受力值，从而在桥梁的施工过程中，将每一个石块的受力情况进行计算和分析，将其控制在范围之内，就能够保证整个桥梁结构的安全性和稳定性。

4 结束语

力学是物理学中最基础的理论，在我国的众多行业中都有应用，其中建筑行业在设计与施工的过程中，需要考虑到建筑力学的相关原理，保证建筑的结构安全合理，因此，在建筑行业的发展中，需要将建筑力学应用到其中，提高建筑行业的质量。

[1]杨雅新.建筑力学在建筑工程中的应用[J].科技创新与应用,2016(10):249.

[2]王玉.浅析建筑力学在建筑工程中的应用[J].现代职业教育,2017(33):26.

[3]李振浩.浅谈力学在土木工程中的应用与发展[J].科技资讯,2015,13(32):56-57+59.