工程设计中结构力学概念的重要作用

摘要：近年来，我国的经济迅速的发展，建筑行业也迅猛的发展起来。在工程设计中，结构设计起到了举足轻重的作用，而结构力学是结构设计中所必备的基础知识。只有充分应用结构力学的概念，才可以在工程结构设计中做到优化结构方案、优化结构投资组合、合理设计构件的受力。结构力学的应用在工程设计中有着非比寻常的意义，本文主要研究工程设计中结构力学概念的重要作用，力求在工程设计中实现实用、安全、美观、经济的完美统一。

关键词：工程设计；结构力学概念；重要作用

引言：在建筑工程的设计中，结构设计是一个重要环节。在结构设计中，我们经常强调概念设计。什么是概念设计呢？所谓的概念设计就是指在项目开始之初，结构工程师对结构形式进行简化，对结构的体系进行整体布置；在结构设计的过程中，对结构荷载、构件受力的优化、传力途径的优化等等各方面的考虑。结构设计主要研究内容是研究工程结构的受力和传力规律，是固体力学的一个分支，研究如何进行结构优化的学科。如何将结构力学合理巧妙的运用到工程结构中，是工程设计中的重中之重。

1.结构力学应用的重要意义

结构计算简图的选择过程十分的复杂，需要经历不同的环节，在选择的过程中需要熟练的掌握结构知识、运用力学知识以及敏锐的洞察力和丰富的工程实践经验，通过科学的论证，综合考虑各方面的因素，对结构合理的简化。什么是概念设计和概念分析理念：结构设计中设想在前，计算在后。先根据定性分析进行设想，定性分析之后，进行定量分析。如果定性失准那么定量也必定会失准。设计人员在进行工程设计以及实际的工程建设中，要对建筑结构相应的结构变形以及合理形式等有整体的概念，同时也要具备定性分析的能力，而且还要对工程中发生的状况和计算的数据以及其他各种问题有判读能力。工程设计离不开结构力学。建筑工程技术设计人员必须掌握最基本的工程结构理论以及设计方法，结合建筑的性质，功能以及业主的要求作出合理的工程结构设计的技能。

2.结构力学概念在异形柱结构体系中的应用

所谓异形结构柱体系，故名思义，就是柱子的形状是异形的，不是普通框架结构那样的圆形或者矩形。异性结构柱是一种特殊的柱子，异性结构柱可以做成L形，十字形以及T形。相对于普通的结构框架，异形柱的截面不如举行截面承载力好，但是可以更好的满足住宅的要求，满足住在内部不出现凸角，有利于建筑空间的合理运用，对建筑的感官体验有十分明显的提升效果，使建筑的使用功能更加实用方便，建筑设计更加灵活，因此而得到广泛的应用。

正是因为异形柱结构截面比较特殊，在异形柱的截面对称轴内受到水平力的作用时，其翘曲应力经过弹力分析计算十分的小，这种情况下，可以按平截面假定进行分析，这种情况如同偏压构建承受水平力，按照混凝土的设计规范进行计算。尤其是在框-剪，框-筒结构中，对VI度及其以下烈度区的I，II类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。这种情况下，可以通过将等刚度等面积代换，代换成普通的矩形柱之后，再按程序对其进行整体的分析。如果是在水平力没有作用在主轴且水平力较大的情况下，就应该对翘曲应力引起重视，这种情况下按平截面假定进行分析的话会产生较大的误差，更适用与对其进行有限元分析，通过有限元分析来决定配筋的位置，内力等各种结果。

3.结构力学概念在基坑支护中的应用

目前，随着我国建筑行业的飞速发展，高层建筑越来越多，高层建筑的增多带来了深基坑支护结构的一场技术革命。深基坑支护基于极限平衡理论进行结构的设计计算，深基坑支护结构的实际受力情况是十分复杂的。我们常用的深基坑支护结构设计计算方法主要有三类，分别是有限元分析法和极限平衡法以及土抗力法。当前应用比较广泛的是弹性地基反力法，这一方法属于土抗力法中的一种方法。另弹性支点法也是目前较为常用的一种方法，在我国JGJ120-99建筑基坑支护技术规程中被推荐。这一方法是把支护结构看做是竖向放置的弹性地基梁，把支锚点简化为弹簧，这种情况下基坑外侧的主动图压力分布情况呈梯形；基坑内侧的土体用土弹簧模拟，刚度系数为常量，在线性共同作用弹性地基反力法中，基坑内、外侧的土体均用刚度系数为定值的土弹簧模拟，弹性支点法和线性共同作用弹性地基反力法对工程实际都作了较大的简化。土体与基坑支护结构是一个相互作用的体系，土抗力与支护结构位移的关系是非线性的。

4.结束语

结构力学概念的研究具有身份重要的意义，通过研究结构力学，屋面可以了解建筑工程结构在外荷载作用下的一些规律，例如：应力、应变、位移等。还可以通过结构力学分析不同类型不同材料的工程结构。做好对结构力学知识的掌握和运用，可以为工程设计提供分析方法和计算公式，有利于我国工程行业的良好发展。

参考文献

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