土建工程力学应用学习指南

《土建工程力学应用》学习指南

一、《土建工程力学应用》课程的性质与作用

《土建工程力学应用》课程是为建筑结构设计提供理论依据和计算方法，为建筑工程施工提供技术保障的土建类专业重要的专业基础课程。本课程是以高等数学、建筑识图与房屋构造、建筑材料等课程为基础，为后续课程钢筋混凝土与砌体结构、地基基础、纲结构、建筑施工技术、生产实习及毕业顶岗实习打基础的课程，是学生就业岗位施工员、技术员、质检员、安全员等岗位资格考试课程,又是学生发展岗位国家注册结构师和建造师主要考试课程之一,更是提高学生综合能力起关键作用的课程。因此，本课程在土建类专业的课程中占有极其重要的位置。

二、土建工程力学应用的研究内容和任务

土建工程力学应用是一门研究物体平衡规律以及构件及结构的强度、刚度和稳定性的科学，它涵盖了刚体静力学、材料力学和结构力学的主要内容。在机电设备、机械安装及建筑行业的生产领域，都有大量的土建工程力学应用的应用问题，所谓结构，是指在建筑物或构筑物中起骨架作用，能够承受荷载的那部分体系；所谓构件，是指组成结构的各部分部件。

土建工程力学应用所研究的问题主要有三类：第一类是研究物体的平衡规律；第二类是研究力使物体变形的规律，即研究作用在物体上的力与变形之间的关系；第三类是研究结构的承载能力问题。研究物体在平衡状态下，作用在物体上的力与力之间的关系是刚体静力学的问题，研究构件的强度、刚度、稳定性问题是材料力学的问题，而研究结构的强度、刚度、稳定性问题是结构力学问题。这三类问题既有区别，又不完全孤立，在许多方面都有一些交叉问题，例如在研究构件变形时，首先必须根据静力学平衡条件求出外力，在根据外力与变形的关系求出变形。

综上所述，土建工程力学应用的任务是研究物体的平衡规律、构件及结构的强度、刚度、稳定性问题，为结构设计提供理论依据和计算方法。

三、土建工程力学应用的力学模型

实际工程中构件受力后，几何形状和几何尺寸都要发生改变，这种改变称为变形，这些构件都称为变形体。

当研究构件平衡的受力问题时，在大多数情形下，变形都比较小，忽略这种变形对构件的受力分析不会产生什么影响，可以使所研究的问题大大简化。由此，在刚体静力学中，可以将变形体简化为受力作用不变形的物体，即刚体。

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当研究作用在物体上的力使物体变形的规律时，即使变形很小，也不能忽略。因此，将物体视为变形体。但是在研究变形问题的过程中，当涉及平衡问题时，大部分情形下依然可以沿用刚体模型。

综上所述，土建工程力学应用的力学模型分为刚体和变形体，当研究结构平衡问题时，力学模型是刚体，当研究结构的强度、刚度、稳定性问题时，力学模型是变形体。

四、土建工程力学应用的研究方法

进行现场观察和实验是认识力学规律的重要实践性环节。将实践过程中所得结果，利用抽象化的方法，加以分析、归纳、综合，可得到一些最普遍的公理或定律，再通过严格的数学推演，可得到运用于工程的力学公式。由于计算机的飞速发展和广泛应用，除传统的力学研究方法（理论方法和实验方法）外，又增加了一种新的研究方法，即计算机分析方法。对于一些较为复杂的力学问题，人们可以借助于计算机推导那些难于导出的公式，利用计算机整理数据、绘制实验曲线、显示图形等。由此可以展望，力学加电子计算机将成为工程设计的新的主要手段。

五、土建工程力学应用内容的组织与安排

本课程教学内容组织与安排是以“坚实基础、强化能力、跟踪前沿、重在应用”为指导思想，把本课程划分为三个部分，两学期完成，第一、第三部分是第二学期、第三学期学生在校内学习，主要分为4个学习情境，14个子学习情境，具体情况见教学内容组织与安排表；第二部分是本课程的社会调研，要求学生在暑期进行土建工程力学应用的社会调研，观察力学在土建工程施工中的应用，并了解应用本课程的知识和技能可以解决工程中的哪些实际问题。

六、土建工程力学应用的学习方法

学习土建工程力学应用课程，并不要求去重复经历力学的发展过程，而是要深刻理解其中已被实践证明是正确的基本概念和基本定律，这些是力学知识的基础，由基本概念和基本定律导出的力学定理和公式，不必考虑推导过程，但必须熟练掌握力学定理和公式的应用条件和计算方法。将理论与实践紧密结合，在老师指导下完成每一个工作任务，巩固和加深理解所学知识。

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教学内容组织与安排表

序号 学习领域 教学情境 力与位移的认知 刚体、变形体的认知 1 功及相关因素的认知 平衡规律的认知 力学公理的应用 轴向拉（压）构件的计算 2 简单构件的计算 受扭构件的计算 弯曲构件的计算 斜弯曲构件的计算 3 复杂构件的计算 偏心压缩构件的计算 弯扭构件的计算 多跨静定梁的内力计算 静定刚架的内力计算 4 静定结构的计算 静定桁架的内力计算 静定结构位移的计算 力法计算超静定结构 5 超静定结构的计算 位移法计算超静定结构 力矩分配法计算超静定结构 移动荷载作用下的静定结构计算 移动荷载作用下的超静定结构计算 6 6 12 8 10 6 12 计算 6 126 126 30 4 2 14 4 16 4 4 4 8 8 28 12 34 学时 2 2 10 合计 6 移动荷载作用下的结构总 计

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