如何正確應用《建筑力學》課程中的正負規(guī)定

康青海

【摘要】《建筑力學》課程中有多處正負規(guī)定，學生單純學習一種正負規(guī)定尚可輕松掌握，但到了梁的內(nèi)力計算以及剛架內(nèi)力計算的時候就會被幾種正負規(guī)定搞昏了頭，做題時經(jīng)常出錯，為了學好《建筑力學》這門課程，在此將書中的正負規(guī)定予以串講總結(jié)，方便學生學習，從而使學生學好這門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。

【關(guān)鍵詞】建筑力學 正負規(guī)定

《建筑力學》是中等職業(yè)學校建筑工程類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過學習學生能夠掌握結(jié)構(gòu)的受力原理和必要的建筑工程施工所需的基本知識，對了解設計意圖正確施工以及事故原因分析儲備必要的基本知識，同時也為《建筑結(jié)構(gòu)》，《建筑施工技術(shù)》等專業(yè)課的學習打下基礎(chǔ)。

《建筑力學》課程的教學任務有兩個：

其一是培養(yǎng)學生建立力學模型解決實際問題的能力，把實物模型變?yōu)橛嬎隳Ｐ?，利用?/p>

學的建筑力學知識解決建筑工程當中遇到的各種疑難問題，提高學生的計算能力、分析能力。理論與實踐相結(jié)合，要讓學生充分認識到力學知識來源于人類生產(chǎn)生活又服務于人類的生產(chǎn)實踐活動，比如力的作用與反作用原理就存在于兩個人之間的推拉運動中，學生坐在板凳上也存在著作用力與反作用力，給學生多舉例分析日常生活當中的力學現(xiàn)象和原理，克服學生認為建筑力學枯燥乏味抽象難懂而不愿學習的現(xiàn)象，樹立學生敢于挑戰(zhàn)、善于思索的信心和勇氣。教師要認真?zhèn)湔n，及時耐心輔導通過做作業(yè)發(fā)現(xiàn)學生學習當中存在的問題，要對學生耐心細致，循循善誘，多與學生交流溝通，建立良好的師生關(guān)系是學生學好《建筑力學》這門課程的必備橋梁，尊其師方能信其道，這個道理作為教師必須明白。

其二是培養(yǎng)學生的力學素質(zhì)，學習工程類的學生都應該具備相應的力學素質(zhì)，在建筑工程施工中處處需要具備良好的力學知識，用所學的力學知識去解決工程中遇到的問題。比如基坑的坑壁支護、土釘墻的錨固、錨桿的長度和數(shù)量、腳手架搭設中的斜桿和剪刀撐的設置原理，尤其是懸臂結(jié)構(gòu)中鋼筋應該放在受拉區(qū)還是受壓區(qū)？梁的截面為什么多采用矩形截面？教師要從這些為什么中去培養(yǎng)學生的學習興趣，可以從以往發(fā)生的建筑施工事故進行原因分析，讓學生認識到學習建筑力學的重要性和必要性。通過學習要培養(yǎng)學生分析問題的能力、計算能力以及細心細致的工作態(tài)度，提高學生的定性判斷能力，從教室里常見的窗臺中間的裂縫以及梁上部地板出現(xiàn)的裂縫去找原因并提出解決這些通病的方法和措施，逐步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的力學素質(zhì)。

我在多年的教學過程中發(fā)現(xiàn)學生在做習題時對建筑力學當中的正負規(guī)定記不準、用不對常常張冠李戴造成習題做錯?！督ㄖW》課程的學習就是要培養(yǎng)學生細心認真以及糾偏改正的能力。學習建筑力學應該做一定數(shù)量的習題，熟能生巧勤能補拙，通過做習題教師就能發(fā)現(xiàn)學生在哪些方面容易出錯，在學生中建立互幫互助、比學趕超、永不服輸?shù)囊庾R，克服遇難退縮的倦怠心理，鼓勵學生做好課堂筆記，俗話說眼過十遍不如手過一遍，做好課堂筆記可以避免學生思想開小差和打瞌睡。教師要經(jīng)常進行復習和總結(jié)，查漏補缺精益求精，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

一、力的投影正負規(guī)定

力F在X軸上的投影用Fx表示，力F在Y軸上的投影用Fy 表示，x軸

和y軸為投影軸，投影時采取平行光線照射，當Fx方向與x軸的正方向相同時Fx為正值，如果相反則為負值，同理力F在y軸上的投影Fy與y軸箭頭方向 一致時力的投影Fy為正值，相反時為負值。在平面一般力系平衡方程中∑Fx=0和∑Fy=0 這兩個力的投影方程中，上述規(guī)定必須正確執(zhí)行。

二、力矩的正負規(guī)定

力作用于物體上時，有使物體轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動趨勢時，力學中規(guī)定力使物體逆時針轉(zhuǎn)動，則力矩為正值，反之順時針轉(zhuǎn)動力矩則為負值，這一規(guī)定在平面一般力系平衡方程中∑Mo（F）=0，要正確執(zhí)行。

三、力偶矩的正負規(guī)定

力學中把作用于物體上的一對大小相等、方向相反、作用線平行但不重合的兩個力稱為一個力偶，該力偶的力偶矩Me的正負規(guī)定如下：

力偶使物體逆時針方向轉(zhuǎn)動其力偶矩為正值，順時針方向轉(zhuǎn)動時力偶矩為負值。在平面一般力系平衡方程∑Mo（F）=0中和平面力偶系平衡方程∑Me=0中要正確執(zhí)行。

四、軸向拉壓桿的軸力的正負規(guī)定

《建筑力學》第三章講述軸向拉壓桿的內(nèi)力即軸力的時候規(guī)定：軸力FN為拉力時為正值，為壓力時則為負值，本規(guī)定在畫桿的軸力圖時將被應用，利用截面法將桿件在所求內(nèi)力處截開，軸力FN將暴露出來，當FN為拉力時則軸力為正，反之為負。

五、正應力的正負規(guī)定

正應力是軸力FN在桿件內(nèi)部橫截面上的內(nèi)力分布，當FN為拉力時，其正應力σ為正值，當FN為壓力時，其正應力σ為負值，這條規(guī)定在計算桿件的正應力強度時將會被應用。

六、扭矩的正負規(guī)定

軸在受到外力偶作用時，內(nèi)部將產(chǎn)生扭矩MT，其正負規(guī)定采用右手螺旋法則，即伸開右手彎曲四指，指尖與扭矩方向相同，當大拇指背離橫截面時扭矩為正值，當大拇指指向橫截面時，其扭矩MT為負值，將軸在所求內(nèi)力處用截面法截開，由平衡原理根據(jù)外力偶的方向判斷出扭矩MT的實際方向，用右手螺旋法則判斷扭矩的正負。

七、梁彎曲時內(nèi)力即剪力和彎矩的正負規(guī)定

一般情況下，梁中梁的內(nèi)力有剪力Fs和彎矩M，當剪力FN使脫離體順時針轉(zhuǎn)動趨勢時則為正剪力，反之為負剪力；當梁下部纖維受拉時，則其彎矩為正彎矩，當梁上部纖維受拉時彎矩為負彎矩，在利用截面法求內(nèi)力時，未知的內(nèi)力全部要按正值假設，求出的結(jié)果

為正，則內(nèi)力為正，求出的結(jié)果為負，則內(nèi)力為負。畫剪力圖時正剪力畫在梁軸線的上方并標注正號，負剪力畫在梁軸線的下方并標注負號。畫彎矩圖時，正彎矩畫在梁軸線的下方并標注正號，負彎矩畫在梁軸線的上方并標注負號。

八、剛架結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力正負規(guī)定

一般情況下，剛架結(jié)構(gòu)中各桿件的內(nèi)力有軸力、剪力和彎矩三種：1、軸力是拉力時為正，是壓力時為負軸力，軸力圖可畫在桿件的任意一側(cè)但必須標注正負號；2、剪力使脫離體順時針轉(zhuǎn)動則為正剪力，逆時針轉(zhuǎn)動則為負剪力，剪力圖可以畫在桿件的任意一側(cè)，但必須標注正負號；3、彎矩的正負號規(guī)定：畫彎矩圖時必須畫在桿件的受拉一側(cè)。

在《建筑力學》中，正負號的規(guī)定共有上述八處，在多年的教學過程中，學生們在做作業(yè)時經(jīng)常弄錯，為了便于同學們學好這門課程在此將正負號的規(guī)定予以串講總結(jié)，希望給同學們和同行們有所啟發(fā)和幫助，如有不當之處還望諸位同仁提出寶貴的意見和建議，在此謝謝。

【參考文獻】

張小禮 《建筑力學》中的正負號問題討論 蘇州市職業(yè)大學學報 2012年01期