浅析“定性结构力学”在土木工程结构项目中应用

摘要：定性结构力学作为一种重要的知识理论和系统结构，在工程项目的开发与管理过程中有着重要的作用。了解定性结构力学相关的内容以及相关的设计理念具有重要的意义，在此基础之上进行相关的分析和估算，对于工程建设提供了理论上的支持。本文就从定性结构力学的相关知识出发，并结合土木工程的相关建设，进而探讨和论述了定性结构力学在其中的应用问题。

关键词： 定性结构力学 土木工程 项目 应用

随着经济的快速发展，科技的不断进步，工程建设也得到了快速的发展，如何做好工程的建设，促进经济的快速发展成为社会和各行业关注的重要问题。而作为工程建设中的重要理论知识之一的“定性结构力学”也得到了人们的关注和学习，它的相关知识要点、知识要义在实践中发挥中重要的作用。定性结构力学包括“计算结构力学”定性结构力学，从定性分析、估算判断的基础上进而掌握结构力学的核心概念和基本方法。

一、定性结构力学的相关知识

结构概念是人们对建筑结构的一般规律和最本质特征的认识，正确的结构概念使人们能深刻理解结构的受力特性，从而使设计更加完善。下面谈谈几个重要的基本概念

1、基本受力状态。构件的基本受力状态可以分为拉、压、弯、剪、5种， 一般构件的受力状态都可分解为这几种基本受力状态，因此加深对这5种基本受力状态的理解和体会是非常重要的。轴心受拉是最简单的受力状态，不论构件截面形状如何，只要外力通过截面中心，截面上各点受力均匀，构件上任一点的材料强度都可以被充分利用，因此轴心受拉是最合理的受力状态、目前悬索、悬挂结构得到广泛应用，就是采用了轴心受拉的合理受力状态。轴心受压与轴心受拉相 比截面应力状态相同，只是拉压方向相反，截面上应力分布均匀，对于适合受压的材料也有很好的受力状态，例如石拱桥就充分利用了石材抗压的特点，结构经济合理。但受压构件较细长时会有稳定问题，偶然的附加偏心力会降低构件的承载能力，甚至引起失稳。

弯和剪往往同时发生，截面上弯曲正应力在中和轴近很小，离中和轴最远处最大；截面上剪应力刚好相反，中和轴处剪应力最大，离中和轴最远处剪应力为零，因弯和剪对材料的利用不充分，但这种受力状态在工程中可避免，所以选用合理的截面形式就显得很重要。对于大跨度的梁，可以改用杆件处于拉、压状态的桁架，从而材料得以充分利用。当构件受扭时截面上的剪应力在边缘处最大， 在中处最小，同时扭转变形在边缘处很大，因此扭转是最不的受力状态，除了选用合理的截面形式外，更应注意结的合理布置，尽量减小构件的扭距，同时对扭转变形较的部位进行局部加强，提高抗扭能力。

二、定性结构力学在土木工程项目改造中的应用

（屋面平面布局图）

不论新建工程还是改造工程，实施之前须先对工程结构中的力学行为做出定性分析，然后进行定量计算。本项目根据原有施工图特点，定性分析如下：

( 1 ) 原图中所有柱下独立基础的形状尺寸和配筋情况基本相同，考虑到地基承载力的时间效应，二层①～②轴的室外楼梯间和④～⑤轴的室外平台变为室内从基础受力及地基承载力上是可行的。

( 2 ) 根据设计经验，原柱配筋偏于安全，且所有角柱配筋相同、边柱和中柱的配筋也分别相同，因此，无须对原有柱子进行加固便可实现增层改造。

( 3 ) 通过对比，虽增加了隔墙，但该墙可通过植于框架柱上的钢筋来解决； 再之， 砖墙支承在框架梁上，故窗上过梁可 通过支承在墙体上的简支梁来解决。

( 4 ) 通过对比，改造后的结构虽在④轴和⑩轴上增加了外窗，但由于该窗所在的平面与轴线相同，故窗上过梁可通过简支于框架柱上的梁来解决，所不同是，由风荷载的影响，窗不能太高，为便于与整个结构的外形相协调，该梁尺寸定为100 m×1400m； 另外，①轴以左原为开敞式走廊，欲将其改造为封闭式，考虑风荷载的影响后，窗上也应设置过梁。由于过梁下无墙体支承，要实现这一点，需增加支承该梁的构造柱，该过梁可按单跨简支梁计算也可按多跨连续梁计算。

( 5 ) 通过对比，增加外窗的解决方案同第4 条；为实现室外楼梯变室内， 应采取植筋的方法现浇Z 一1，这样三层平面梁 可支承于该柱上。

( 6 ) 通过图3可以看出，原屋面的局部的，因此，图2 所示 的Z―2、Z ―3 也应采取植筋的方法，以便使其屋面梁支承于该柱上。

（7）根据结构受力简单、传力明确的原则，布支座形式应根据受力有利的原则构造确定。

总之，定性结构分析作为重要的知识理论体系，无论是在项目工程的建设以及运用的过程中都发挥这重要作用。做好“定性结构分析”相关知识的学习、了解和认知，加强对定性结构相关知识的研究和分析。随着经济和科技的快速发展，工程建设也日益成为了热点和关注度较高的问题，定性结构分析做为一项实用性较强的理论知识，在土木工程项目中有着重要的运用，所以，加强定性结构分析与土木工程的有效结合，做到对土木工程的巨大推动和支持。在土木工程的项目管理和建设的过程中，一定要引进定性结构分析的相关原理，做好工程项目的分析工作，真正实现定性结构分析在其中的有效运用，进而打开土木工程建设的新局面。

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