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自学考试
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如何系统学好工民建专业(二)

  三、掌握房屋结构的特点,打好基础,学好专业

  各类房屋都有自己的特点,一个初学者对于一般常见的房屋结构及其计算原理,我认为首先要掌握两大特点:

  1、一般的工业与民用房屋的上部结构可以看成是由许多杆件连接起来的(这里暂且撇开薄壳、板、网结构),尤如小朋友搭积木那样。大家只要留神观察一下未完工的工业厂房,对这点就可明白了。

  2、不包括房屋在内的各种建筑结构是不动的、不能动的,即使不得已时,也只允许有非常非常微小的移动或转动。

  第一个特点告诉我们,我们常见到的许多房屋属于杆件体系,所有荷载是由各种杆件(如述檩条、桁架梁、柱等)承担的,由上至下最终传到地基。至于居住房屋常见的砖混结构,只不过是用承重墙来代替柱子的功能而已。同时它还告诉我们,为什么我们在计算时可以用简单的直线条来代替真实的粗壮的梁、柱和桁条。并且我们总是将本来是立体的房屋,简化为平面来设计计算,因为这样就可以大大简化了计算工作量和许多困难,对于杆件体系在精度上的要求可以得到保证。此外,这也是我们在各门结构课中,总是先从单个基本构件(梁、柱等)设计入手的重要依据。

  第二个特点告诉我们必须牢记和掌握力的平衡问题。对于建筑结构而言,不论是单个构件或是整个结构物,都始终处于平衡状态。因此,在本专业不论是在三大力学课中还是各门结构课中,广泛地使用了X=0,Y=0,M=0,三大平衡方程,它们的物理意义是:所有力在X轴方向投影的代数和等于零;所有力对任意一点的力矩之和等于零。三者都是等于零,就是说没有任何的移动或转动,杆件或整个结构保持平衡状态,否则就不平衡,不平衡就要发生移动或转动,这是我们禁忌的,也是不允许的。再就单个杆件来说,如果外力超过了它本身的内力(抗力),这就发生了不平衡,那就会导致杆件的失稳或破坏。平衡问题,对建筑结构来讲至关重要,必须牢记和掌握。

  前面讲过,三门力学课是建筑结构课的理论基础。必须努力学习。三门力学彼此联系,又各有分工。

  理论力学是研究物体运动一般规律的学科,即研究在力的作用下,物体运动状态的变化,而平衡是其中的特殊形式,但对于建筑结构而言却又最为重要。理论力学一般分为静力学和运动学两大部分,静力学就是研究物体在力作用下的平衡规律。至于运动学则是研究物体的运动形式和规律的,运动学对以后学习结构动力学和结构抗震很有用处。

  材料力学的主要内容是研究杆状构件在拉压、剪切、弯曲、扭转等作用下杆件的内力和位移的问题,材料力学与理论力学的主要区别在于理论力学只讲力和力作用下的运动(包括平衡),不涉及物体的强度和应力问题,而材料力学则主要研究了杆件的强度问题,因此,有的外文书直名为“材料强度学”。

  至于各门结构课,则是在数学力学的基础上,联系到实际材料和真实构造以及加工制造等问题,进行实际的计算和设计。

  钢筋混凝土结构是由复合材料(混凝土和钢筋)组成的结构物,在国内外应用最为广泛,因此它是工民建专业的主要课程。砖石结构是研究由砖或石砌成砌体结构的计算理论问题的,在当前民用建筑中有很大的实用意义。到于钢结构,由于钢材质地均匀,故最符合力学的分析计算,并且钢材强度高,所以钢结构自重轻,杆件的尺寸小,最宜建造高层建筑和大型建筑。但由于价格高,目前国内还不能广泛应用。

  这里要特别提一下地基基础问题,因为它是设在地面以下的结构物,承担所有上部结构传来的荷载,故称为下部结构。由于它周围的介质是土壤,故先要学习土力学。很多人只注意看得见的上部结构,不重视下部结构,要知在房屋建筑中,地基基础是很费工和费钱的,一般民间建筑,基础资金要占到20%,到于高层建筑和大型建筑所占比例更高,对基础的设计要求也更高,所以这门课与其他结构课一样,非常重要。

  四、讲求学习法

  对于学习方法,古往今来不知有多少名人、学者讲了多少哲理和具体的方法。诚然,这些来自前人的成功经验值得我们今天学习和借鉴,但也应该结合我们所学专业的特点以及各人的自身特点来灵活应用。因此,结合工民建专业自学考试的这个特点,提出以下的参考意见。

  1、要紧紧围绕教学计划和教学大纲进行学习。建筑结构工程内容极为深广,即使是某门课的某一部分,国内外的文献资料也浩如瀚海。因此对于一个初学者来说,首要的是掌握最主要的基本知识,这就要根据教学计划和各课大纲循序渐进。教学计划规定了这个专业的必修课程,而教学大纲规定了这个专业的必修课程,而教学大纲则规定了每门课必须学习和掌握的主要内容。当然,计划中的15门课,并不能包括建筑结构的全部领域,况且科学在不断发展,新的学科层出不穷,因此教学计划给出的是根据我国当前实际,对自学考试的基本要求,掌握了这些基本要求,进一步深造也是可以的。

  2、反复学习,处理好局部与整体。我们认识事物,常常是从特殊到一般,但要对事物本质的更深入的理解,还必须要有从一般回到特殊的这一反复,初学一门学科,最容易犯的毛病是常常对单个公式、计算方法的推导下了功夫,而忽略了它的具有普遍意义的物理概念;对个别章节弄懂了,但忽略了各个章节之间的关联。因此学到最后,往往感到学到的知识是零碎的,甚至是零乱的,缺少一个完整的、逻辑性的总概念。因此,我们在学习的同时,要反反复复,既要重视对一个公式一条定理的理解,也不能忽略对整个学科乃至整个专业的了解和认识。

  3、要多做习题。搞工程的,总离不开计算和绘图,因此学习各门工程学科,不能满足于看懂书本,还必须加强实际的运算训练。“学而不思则罔”,做习题,就是促使你思考问题,训练你解决问题的思维方法和运算能力。

  4、适量阅读参考书。各门课都规定了教材,这自然是必读的,但还应适量的看些参考书。因为每本书、每个作者都有自己的风格和特色以及习惯的语言文字,你对教本中某些问题可能理解不了的但看看别的书,也许可能会有启发,所以适量看点参考书,会帮助你加深理解,开阔思路。读参考书不一定象学习教材那样逐章逐句地学,而是可以根据你的需要有选择的去阅读。

  5、注意实践。提出这个问题,可能引起同志们的意见,因为自学考试,根本没有试验室,教学计划也把教学实践排在第15门,平时哪有什么实践机会。我认为这个意见有点片面。因为它忽略了社会这个实验室。当前的大好形势,到处的施工现场,为我工民建专业创造了最广阔、最方便的实践场地,即使在不大的城镇里,只要你留意,可以在一个很短的时间内见到从开挖到地基到房屋结顶的全部过程。因此你只要带着问题,无论是测量的、制图的、材料的、力学的或结构的,去细心观察,虚心请教,你定能有所受益。所以,我们应该充分利用社会上的基本建设增加我们的感性认识,学好我们的专业。

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