土木工程中的力学知识探讨

张锦程

摘 要：日常生活中力学的应用非常广泛，不论何时何地我们都可以找出力学的具体体现。随着科学技术的快速发展，应用力学也不再受到多方面的约束，土木工程也成为应用力学知识最多的一个领域。土木工程对于我们而言也不是陌生的术语，是人们生活中必不可少的一部分，于人类而言是不可缺失的。钱学森先生说过，在21世纪力学将作为土木工程的主要手段，现代土木工程确实不能离开力学。本文将对力学在土木工程中的应用和发展进行研究。

关键词：力学；土木工程；应用；发展

在现代社会，土木工程不断地为我们创造新的物质环境，为人民的生活做出了巨大贡献。对这个社会而言，其可以说是社会文明的一个重要组成部分，不可或缺。在土木工程中很多方面都离不开力学，尤其是建筑工程，建筑是必须使用到力学知识的，没有涉及力学知识的建筑在多方面会出现问题。所以，力学在土木工程中的地位是极为重要的，更好的将力学知识应用于土木工程中会推动土木工程的发展。

一、力学的概述

力学是七大自然学科之一，是相对独立、系统的一门学科，概括的说，力学就是一切研究现象的受力以及受力效应的规律以及应用的学科总称。在高中物理中力学的概念被定义为物体间的相互运动，这就说明力学就是对力和运动规律进行研究的科学。最早的力学在牛顿时代，与天文学一起被称为最早的两门自然科学。在19世纪的时候，力学的发展水平已经很高了，在那时，力学就已经开始结合工程技术问题，将力学应用于工程之中。20世纪时建立了各种各样的力学模型，在解决了很多实际问题的基础上获得相应的经验教训，力学的知识体系就得以发展，形成了更多分支，这也让力学在工程中作为专门技术解决实际问题。现代社会力学的应用更加广泛，对人类社会来说，力学是推动其发展的一个重要因素，其地位毋庸置疑。

二、力学在土木工程中的应用

人类在发展中离不开各种各样的结构物，例如房屋、道路等。这些结构物的建设过程我们统称为土木工程。可以说，土木工程是人类社会在发展中对自然进行改造的最直接的一种手段，必须要合理的对力学进行利用。在现代土木工程中力学的应用是很广泛的，许多大规模的著名工程可以作为代表，例如1974年美国的希尔斯大厦，在当时就能够修建高达443米，在当时来说是很让人震惊的，其中若不涉及力学知识是肯定会出现问题的。还有就是中国的各种大桥，例如杨浦大桥，在1993年就可以修建跨度602米，没有各种力学的支撑是不可能成功的。力学在工程中的应用极为广泛，总的来说会有很多力学构件作为基础。

（一）梁

在工程中，以弯曲变形为主的构件就称为梁。梁在工程中的应用是很广泛的，不论是建筑工程还是桥梁工程都需使用到梁。

（二）柱

柱就是作为支撑用的构件，在生活中最常见的就是桥梁的支柱，很多没有支撑点的工程必须使用柱来达到建筑的稳定性。柱在工程中的应用是相对基础的，除了桥梁的支撑，对房建工程也很必须，房建工程中很多需要使用柱来达到工程的稳定性。

在土木工程中力学基本构件很多，作为工程的基础组成部分构件是极为重要的，可见在土木工程中力学是非常重要的，没有力学很多工程无法成功的。

三、土木工程中的发展起来的力学知识

土木工程对人类文明的建设十分重要，这也就直接说明力学对人类文明的建设也有重大影响。力学在最初应用于工程中是比较局限的，随着实际经验的丰富，使得力学体系也随着社会发展更加丰富，许多力学知识与建筑学理论的结合形成了新的指导理论。

（一）形成了建筑材料力学

在工程中最离不开的就是原材料，原材料的好坏直接影响整个工程的质量，可以说是工程的基础。材料力学是对机械以及各种构件的载荷能力进行研究的一门学科，通过对材料各方面的测验，使构件能够满足我们的需求，获得所需性能。材料力学是固体力学的一个组成部分，对工程的影响是极大的。

（二）形成了建筑理论力学

理论力学就是基本的力学理论，对物体运动规律进行研究。理论力学在工程中是最基本的，分为静力学、运动学以及动力学，这些学科可以说是众多工程技术的基础，是极为重要的。在工程中理论力学的应用相对广泛，在各方面都涉及到理论力学的知识。

（三）形成了建筑结构力学

结构力学，顾名思义就是对结构的各方面进行研究的学科，主要研究的就是结构受到各种外因产生相对变形或位移。在工程中结构力学是极其重要的，没有结构力学整个建筑是缺失安全性和适用性的。

（四）形成了建筑流体力学

流体力学是人类在同大自然做斗争以及在具体的生产实践中逐渐发展起来的，在中国，大禹治水的传说至今还在，修建的都江堰直到现在还发挥着重要的作用，这就是流体力学的具体案例，成功的实践。流体力学目前最主要的就是开发更多的石油天然气，为人类做出更大的贡献。

土木工程中发展起来的力学知识是很多的，除了上述的几种力学理论，在于建筑卢纶的其他学科的交叉中也形成了爆炸力学以及流体弹力力学等，不论什么力学始终都是贯穿于土木工程中的，土木工程推动力学的发展，同时力学也是土木工程在实践中的理论指导，力学在工程不仅应用广泛，缺失力学对工程也有极大的影响。

四、结语

土木工程是应用力学知识最多的一个领域，对于我们而言土木工程不是陌生的术语，是人们生活中必不可少的一部分，于人类而言是不可缺失的。力学在土木工程中是贯穿于全过程的，对整个工程而言，其生命周期离不开力学，遇到很多的实际问题也会使用力学来解决。土木工程推动力学的发展，同时力学也是土木工程在实践中的理论指导，力学在工程不仅应用广泛，缺失力学对工程也有极大的影响。

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