任士朴
山东华鉴工程检测有限公司 山东省济南市
摘要:近些年来,我国社会经济飞速发展,科学技术也在不断进步。在生活中力学的应用体现在人们生活的方方面面,如今,力学所受到的束缚也越来越少,土木工程也成为应用力学知识较多的我一个领域。目前,我国土木工程技术在部分领域也取得了一定的成果。土木工程对于我们来说也不再是一个陌生的词语,在人们生活中涉及的越来越多,成为人们生活中不可缺少的一部分。力学在土木工程中的支点作用越来越明显,为了保证土木工程的完整性与科学性,在施工过程中一定要遵循一定的力学原理。随着我国具有国际水平的超级工程结构的建设不断增多,施工控制与施工力学将不断走向成熟,并在工程的建设之中不断为工程建设服务。本文就土木工程力学技术发展进行了阐述,提出了土木工程力学技术在材料选择、预应力施工及结构选型中的控制与实现策略,将为土木工程技术的发展提供参考。
关键字:力学;土木工程;应用;发展
前言:近些年来,科学技术水平的提高,也带动了土木工程技术水平的不断提升。土木工程为人们的生活环境与生活质量做出了巨大贡献。对于社会文明来说是一个重要组成部分。在这其中,力学对于土木工程中发挥的作用越来越突出。尤其体现在建筑工程上。建筑工程对于力学知识的使用是最多且最重要。从一定角度出发,现在社会上的许多宏伟和著名的建筑都是对于力学技术的应用。在建筑工程中没有力学技术的参与,这个建筑工程迟早会出现许多问题。因此,如何更好的依靠先进的施工技术措施和管理理念,将力学知识与工程更好的结合与运用,推动土木工程的发展是现在的一个重要课题。
1、力学的概述
最早的力学是在牛顿时代。力学是七大自然学科之一,是一门相对独立与系统的学科。在高中物理中,对于力学的概念是物体间的相互运动。在19世纪时,力学就已经与工程技术相结合,力学的发展水平已经达到了一定高度。力学也已经逐步应用到工程之中。在20世纪时,力学的知识体系已经逐步形成,其中有许多分支。同时也有许多种类的模型,力学在工程作为专门技术解决了许多实际问题。在现代社会,力学的应用范围更广,是推动社会发展的重要组成部分。
2、土木工程力学技术发展的概述
土木工程的发展迄今为止经历了数百年。在数百年中逐渐形成了一个较为完善的工程建设体系。现在的土木工程建筑内容包括的范围很广泛,其中包括道路桥梁施工、高铁工程、建筑工程等。其中建筑工程内容也随着时代的发展时间丰富多样。包括工程开始前的前期勘探、施工准备、技术优选等都成为其控制与实现的重要环节。从理论层面看,力学技术在土木工程中运用到的三大力学技术分别是材料力学、理论力学与结构力学。这三个力学也分别涉及与解决土木工程中出现的不同方面的问题。材料力学主要解决土木工程中材料的物理性能;理论力学主要针对土木工程中建筑工程中建筑物件的平衡性。从技术层面看,在土木工程施工中,所使用的技术要遵循一定的力学原理,从而保证整个土木工程的科学性,也为整个工程的质量与安全提供保障。
3、土木工程力学技术的控制与实现
3.1土木工程中的材料选择
在土木工程施工过程中,材料的选择需要谨慎对待。材料的选择主要是根据工程的相关要求。不同的工程要求不同因此需要的材料也不同。所以要具体情况具体分析,及时调整材料。合适的材料对于整个工程的质量有着至关重要的作用。同时也更符合最初的设计要求。一般来说,土木工程运用到的材料只有两种,一种是脆性一种是塑型。这两种材料可以从两方面来进行分析与选择。从整体弹性与应力效果看,脆性材料要略差于塑性材料。但不是说脆性材料的不好。不同工程中,不同部分不同阶段需要的材料都很讲究,也需要根据材料的特点来进行选择。如果在施工过程中选择塑性材料,应力会经过弹性、塑性、强化、破坏四个阶段。为了最终使整个项目工程有一个好的质量,就需要工作人员根据不同材料进行分析与实验,保证材料的使用效果。
3.2土木工程的预应力施工
近些年来,随着经济与科学技术的发展,土木工程的施工技术也在不断完善与创新。技术的种类更加丰富,形式也呈现多元化。目前,在土木工程中运用最多的是预应力技术。这一技术一般运用在桩基施工技术中。这一技术可以保证项目后期使用的安全性。但是预应力技术也存在一些不足,例如承载能力差。但是随着科学技术的进步,这一问题得到了进一步改善与解决,除此之外,还最大化的减小了加固的占地面积。
3.3土木工程中的结构选择
就一定角度而言,土木工程的力学理论与土木工程的结构有着直接的关联。因此在土木工程的设计和施工过程中,应就力学理论运用下的土木工程结构设计和选择的合理性进行评估。这将成为土木工程设计可靠性的重要基础。如在土木工程选择梁面时,就应充分地将梁的应力作用考虑其中,梁横截面上的正应力,与抗弯截面的模量成反比。在进行这一结构设计的过程中,在充分考虑梁自重减轻问题的同时,结合梁截面抗弯模量,进而选择出合适的梁截面。一般而言,在梁的横截面相等的前提下,梁的两端弯曲,中间弯曲小,则应多使用工字型截面,而当需要竖放时可以选择矩形的截面。同时,也可根据梁的使用功能要求,选择合适的环形截面。值得关注的是,当土木工程梁的安装时,需充分考虑到其结构的受力情况,从而达到合理的设计要求。
4、土木工程中的发展起来的力学知识
4.1形成了建筑材料力学
所有的项目工程中都离不开材料,对于材料的选择以及材料的好坏,都会对整个项目工程最终的质量产生很大影响。材料力学研究的是机械和各种构件的载荷能力。是对材料进行各方面的实验和测试,通过对结果进行分析,看是否可以满足整个项目工程的需求。材料力学从一定程度上来说对于工程有着巨大的影响。
4.2形成了建筑理论力学
理论力学包含三种力学,第一种是静力学、第二种是运动学、第三种是运动学。这些学科是工程技术队伍基础。理论力学研究的是物体的运动规律,在整个项目工程中,理论力学是最基本的。同时在整个项目工程中,理论力学应用到的地方较为广泛,方方面面都会应用到。
4.3形成了建筑结构力学
结构力学,从字面上来看就可以了解到是对结构进行研究的学科。其中主要研究的是结构受到外因下而产生的形状的变化与位置的移动。在建筑工程中结构力学主要是针对安全方面的问题。是对于安全方面的一个保证,是很重要的一个力学。
4.4形成了建筑流体力学
流体力学在以往就有具体的案例,例如大禹治水修建的都江堰。这是最具有代表性的实践。流体力学不是一下子发展起来的,它的发展是在人们与大自然作斗争和生产实践中逐步发展的。流体力学为人类做出了巨大的贡献,目前运用较多的方面是开发天然气方面。
土木工程发展起来的时间里,力学的知识也得到了有效的发展,除了上面提到的一些力学知识之外还有着许多的力学知识,例如爆炸力学等。力学知识与土木工程是项目促进相互成就的关系,同时也是推动相互发展,所以力学对于工程有着至关重要的作用。
结语:综上所述,土木工程对于力学知识的运用是最多的一领域。对于人们而言,土木工程为人们生活的方方面面带来了前所未有的改变。方便了人们的生活,为人们的生活做出了巨大的贡献。而在此过程中,力学是土木工程在实践中的理论指导,土木工程推动力学的发展,二者相互促进相互成就。在未来发展中,土木工程施工技术将不断完善,从而推动整个行业的发展,起到良好的促进作用。
参考文献:
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