王志恒

摘要：《建筑力學(xué)》是高職建筑類(lèi)學(xué)生所學(xué)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課基礎(chǔ)，它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了高中物理和高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)之上，又是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課必備的基礎(chǔ)課。該課程要求學(xué)生有較強(qiáng)的綜合分析能力和計(jì)算能力。

關(guān)鍵詞：課程體系理論力學(xué)材料力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)

.《建筑力學(xué)》是高職建筑類(lèi)學(xué)生必須掌握的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課能否學(xué)好起著關(guān)鍵性作用。該課程涵蓋了理論力學(xué)、材料力學(xué)及結(jié)構(gòu)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，其范圍廣、內(nèi)容多、難度大。在高職建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程體系中，建筑力學(xué)屬于必修課程，課時(shí)量根據(jù)具體專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)而定。

目前，由于高職學(xué)生的基礎(chǔ)較差，一部分學(xué)生從以應(yīng)試為教學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)的高中來(lái)到大學(xué)之后，非常茫然，基本就放棄學(xué)習(xí)。另一部分想要學(xué)習(xí)，但對(duì)力學(xué)有著高度的恐懼感，一提到力學(xué)就認(rèn)為是高中物理，正因?yàn)榇丝套诟呗毜慕淌艺f(shuō)明當(dāng)年在高中學(xué)的不怎么樣，所以對(duì)力學(xué)存在著恐懼感。其實(shí)，建筑力學(xué)相對(duì)高中物理來(lái)說(shuō)是螺旋式上升而不是簡(jiǎn)單的重復(fù)，要學(xué)好它必須要培養(yǎng)科學(xué)的分析能力和準(zhǔn)確計(jì)算能力。隨著同學(xué)們年齡的增長(zhǎng)，分析問(wèn)題的能力在逐漸增強(qiáng)。但是首先要解決學(xué)生心理的問(wèn)題，就是讓他們從自認(rèn)為較失敗的高中時(shí)代走出來(lái)，不要以為高中沒(méi)有學(xué)好在大學(xué)也學(xué)不好，因?yàn)楝F(xiàn)在的某些能力在無(wú)形中已經(jīng)完善增加了。計(jì)算能力，就本課程而言，計(jì)算量不是很大，遇到的計(jì)算也較為簡(jiǎn)單，但是必須要細(xì)心，否則會(huì)直接影響結(jié)果。如力學(xué)問(wèn)題的計(jì)算大多是內(nèi)力的計(jì)算，在第一步計(jì)算支座反力時(shí)出錯(cuò)的話(huà)內(nèi)力勢(shì)必錯(cuò)誤。

由于將三大力學(xué)壓縮為一本書(shū)書(shū)之后，內(nèi)容也做了較大的調(diào)整。其中理論力學(xué)主要講的是靜力學(xué)的概念和力系的平衡問(wèn)題。在靜力學(xué)的概念中關(guān)鍵是將五個(gè)公理和兩個(gè)推論清楚明白的學(xué)習(xí)掌握，然后能夠靈活運(yùn)用就可以了。盡管這一章節(jié)較為簡(jiǎn)單且似初中學(xué)過(guò)一樣，但決定著整個(gè)建筑力學(xué)的成敗。力系主要有平面力系和空間力系，平面力系講了匯交和一般兩種，在這部分內(nèi)容的講解過(guò)程中最好是將結(jié)構(gòu)力學(xué)的自由度的概念加進(jìn)來(lái)比較容易理解，因?yàn)槔碚摿W(xué)的約束反力和結(jié)構(gòu)力學(xué)中的自由度及相關(guān)概念緊密聯(lián)系。平面匯交力系相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，只有兩個(gè)方程，而平面一般力系較為復(fù)雜，是在匯交的基礎(chǔ)上加了一個(gè)力矩方程，力矩的概念所有學(xué)生都已學(xué)過(guò)?？稍诰唧w的計(jì)算中往往忽略力臂的概念而導(dǎo)致錯(cuò)誤?？臻g力系更需要想象能力，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行講解。

材料力學(xué)是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之一，主要講述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析的相關(guān)內(nèi)容。在工程設(shè)計(jì)中，要求構(gòu)件在給定外力作用下，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。構(gòu)件在外力作用下，不發(fā)生破壞即具有足夠的強(qiáng)度。在教材中主要體現(xiàn)在桿件的拉伸與壓縮、剪切、彎曲等，關(guān)鍵是讓學(xué)生明白內(nèi)力的產(chǎn)生原因和它們之間的區(qū)別，從而會(huì)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算和桿件的截面設(shè)計(jì)與外部荷載的確定，其實(shí)這是一個(gè)互逆的運(yùn)算，必須首先讓學(xué)生理解內(nèi)力與外力的關(guān)系。若彈性變形不超過(guò)一定限度，不影響正常使用即具有足夠的剛度。對(duì)剛度的計(jì)算在高職教材中主要是體現(xiàn)在扭轉(zhuǎn)中的剛度驗(yàn)算，及單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角，基于學(xué)生基礎(chǔ)，對(duì)有些理論推導(dǎo)的過(guò)程可以忽略，直接讓學(xué)生掌握結(jié)論進(jìn)行應(yīng)用則以。若在特定外力（如細(xì)長(zhǎng)桿承受軸向壓力）作用下能保持直線平衡狀態(tài)即具有足夠的穩(wěn)定性。壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算，主要是學(xué)會(huì)歐拉公式的應(yīng)用和使用范圍的理解，同時(shí)可以解決三個(gè)問(wèn)題：強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)和荷載的確定。對(duì)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性這三方面的要求，有時(shí)統(tǒng)稱(chēng)為“強(qiáng)度要求”，而材料力學(xué)在這三方面對(duì)構(gòu)件所進(jìn)行的計(jì)算統(tǒng)稱(chēng)為強(qiáng)度計(jì)算。在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)只要把握外力產(chǎn)生的內(nèi)力不大于材料的容許值這一點(diǎn)，然后根據(jù)表達(dá)式可以演繹其它的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)分支，它主要研究工程結(jié)構(gòu)受力和傳力的規(guī)律，以及如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的學(xué)科。結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的組成規(guī)則，幾何可變體系和幾何不變體系，怎樣正確判斷結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)取決于是否能夠正確運(yùn)用平面幾何不變體系的組成規(guī)則，經(jīng)判斷只有幾何不變體系才能用在結(jié)構(gòu)里面。結(jié)構(gòu)在各種效應(yīng)（外力，溫度效應(yīng)，施工誤差及支座變形等）作用下的響應(yīng)，包括內(nèi)力（軸力，剪力，彎矩，扭矩）的計(jì)算，位移（線位移，角位移）計(jì)算，在計(jì)算位移時(shí)可以采用公式法，也可以采用圖乘法，前者根據(jù)虛功原理推導(dǎo)出來(lái)，需要用到高等數(shù)學(xué)的微積分知識(shí)，對(duì)目前的高職學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大。而后者較為簡(jiǎn)單，可是在圖乘法計(jì)算時(shí)必須要能夠正確繪制彎矩圖（虛擬狀態(tài)和實(shí)際荷載狀態(tài)）。為了能畫(huà)出正確的彎矩圖，要求學(xué)生對(duì)材料力學(xué)彎曲的相關(guān)內(nèi)容必須熟悉，并對(duì)彎矩圖的形心以及形心對(duì)應(yīng)的另一個(gè)圖形的縱坐標(biāo)都要靈活運(yùn)用。位移計(jì)算是結(jié)構(gòu)力學(xué)中超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的基礎(chǔ)，超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法有力法、位移法和力矩分配法等等。比如力法的計(jì)算原理是將超靜定結(jié)構(gòu)多余的約束用力來(lái)代替，通過(guò)在多個(gè)力的作用下產(chǎn)生的零位移而計(jì)算出相應(yīng)的力即為多余力的大小，從而將超靜定結(jié)構(gòu)變?yōu)殪o定結(jié)構(gòu)利用前面的基礎(chǔ)可以計(jì)算。 其中在應(yīng)用力法計(jì)算的時(shí)候圖乘法是基礎(chǔ)，同理，位移法、力矩分配法的計(jì)算都是以前一個(gè)計(jì)算為理論依據(jù)的，是層層遞進(jìn)的關(guān)系。

綜上所述，建筑力學(xué)中的三大力學(xué)之間聯(lián)系緊密，如果對(duì)其中某個(gè)章節(jié)有所失誤的話(huà)直接影響整體的理解和把握。特別強(qiáng)調(diào)的是，通過(guò)對(duì)整個(gè)教材的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從支座、約束反力開(kāi)始，經(jīng)過(guò)平衡計(jì)算、桿件的軸力、剪力、扭矩、彎矩和穩(wěn)定計(jì)算與強(qiáng)度校核、簡(jiǎn)單梁的彎矩圖繪制、結(jié)構(gòu)的幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算、到超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算和彎矩圖的繪制結(jié)束。我們最終是培養(yǎng)學(xué)生一種素質(zhì)，一種力的素質(zhì)。讓他們明白桿件在不同的支座約束、受不同類(lèi)型力的時(shí)候，那些地方所受內(nèi)力較小。同時(shí)，為了后續(xù)課程對(duì)相關(guān)的計(jì)算要求學(xué)生必須掌握。