liningwell
回答
力学在结构工程里都要用，比如材料的受力和变形要材料力学；构件的受力要用到结构力学；地基要用到土力学；水利工程要用到流体力学等等，所有的力学计算过程中还要用到理论力学。当然数学是计算的工具，也必须要用到的。力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中，了解一些简单的运动规律，如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体运动的规律，提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动
提问
阐述说明与论证工程力学在该构筑物或建筑物中的应用，例如剪力墙在建筑物中的作用，体现了工程力学当中的那些应用等？
回答
希望能帮到您，亲~~
更多2条
土木工程有下述四个基本属性。 综合性 建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段，需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。 随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。例如，就土木工程所建造的工程设施所具有的使用功能而言，有的供生息居住之用，以至作为“入土为安”的坟墓;有的作为生产活动的场所;有的用于陆海空交通运输;有的用于水利事业;有的作为信息传输的工具；有的作为能源传输的手段等等。这就要求土木工程综合运用各种物质条件，以满足多种多样的需求。土木工程已发展出许多分支，如房屋工程、铁路工程、道路工程、飞机场工程、桥梁工程、隧道及地下工程、特种工程结构、给水和排水工程、城市供热供燃气工程、港口工程、水利工程等学科。其中有些分支，例如水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及专门科学技术的发展，业已从土木工程中分化出来成为独立的学科体系，但是它们在很大程度上仍具有土木工程的共性。 社会性 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟洫，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场（罗马大斗兽场），以及其他许多著名的教堂、宫殿等。 产业革命以后，特别是到了20世纪，一方面是社会向土木工程提出了新的需求；另一方面是社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。例如建筑材料（钢材、水泥）工业化生产的实现，机械和能源技术以及设计理论的进展，都为土木工程提供了材料和技术上的保证。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦、核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道、长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。 实践性 土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。 土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究，有两个原因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如，地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化，至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。例如，建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才能发展出这方面的新理论和技术。 技术上、经济上和建筑艺术上的统一性 人们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使用者的预定需要，其中包括审美要求。而一项工程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投资，工程建成后的经济效益和使用期间的维修费用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技术问题联系密切，需要综合考虑。 符合功能要求的土木工程设施作为一种空间艺术，首先是通过总体布局、本身的体形、各部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围环境，包括它同自然景物的协调和谐表现出来的；其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地方风格、民族风格以及时代风格。一个成功的、优美的工程设施，能够为周围的景物、城镇的容貌增美，给人以美的享受；反之，会使环境受到破坏。 在土木工程的长期实践中，人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意，取得了卓越的成就；而且对其他工程设施，也通过选用不同的建筑材料，例如采用石料、钢材和钢筋混凝土，配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城，现代世界上的许多电视塔和斜张桥，都是这方面的例子。 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。 建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件，经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求，又能安全承受各种荷载的工程设施，是土木工程学科的出发点和归宿。
1 力学的过去于现在 数学、物理学、化学、力学、天文学、地理学及生物学统称为七大自然科学。力学是七大自然学科之一。力学是一门独立的、系统的学科。 它是一切研究对象的受力和受力效应的规律及其应用的学科的总称。力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。 古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中，了解一些简单的运动规律，如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。 伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体运动的规律，提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律)，提出物体运动三定律。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。牛顿运动定律的建立标志着力学开始成为一门科学。 此后，力学的研究对象由单个的自由质点，转向受约束的质点和受约束的质点系。这方面的标志是达朗贝尔提出的达朗贝尔原理，和拉格朗日建立的分析力学。其后，欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程，这看作是连续介质力学的开端。 运动定律和物性定律这两者的结合，促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世，在这方面作出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立，使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。 从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方程建立后，所给出的方程一时难于求解，工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶，在材料力学、结构力学同弹性力学之间，水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差别。 20世纪初，随着新的数学理论和方法的出现，力学研究又蓬勃发展起来，创立了许多新的理论，同时也解决了工程技术中大量的关键性问题，如航空工程中的声障问题和航天工程中的热障问题等。 这时的先导者是普朗特和卡门，他们在力学研究工作中善于从复杂的现象中洞察事物本质，又能寻找合适的解决问题的数学途径，逐渐形成一套特有的方法。从20世纪60年代起，计算机的应用日益广泛，力学无论在应用上或理论上都有了新的进展。到现在为止，工程力学已发展成一门具备完整的学科结构和体系的学科。工程力学是机械工程、土木工程、道路桥梁、航空航天工程、材料工程等的基础，在人类的实践活动中无处不在，并且深刻地影响着人类的实践活动。2 力学与土木工程 1 土木工程的发展历程 从新石器时代改善巢居穴处的条件开始，到17世纪中叶前，是土木工程从萌芽到发达的时期。随着古代文明的发展和社会进步，创造了无数伟大工程建设，成为灿烂古代文化的重要组成部分。但受到社会经济条件的限约，发展很不平衡。在中国，殷商西周之际已发展了独具风格的木结构和夯土技术。战国时期李冰父子修建的都江堰，是世界上最早的综合性大型水利工程。西周初期制造出瓦，战国时制造出砖（砖瓦的出现使土木工程技术得到飞速的发展，被称为土木工程的第一次飞跃），营建了规模宏大的阿房宫、未央宫。在地下墓室的修建中砖砌拱券的技术已很成熟，还建造了世界奇迹的军事防卫工程——长城。隋唐之际，开大运河、建赵州桥，也都位于当时世界土木工程技术的前列。建于辽代的佛宫寺释迦塔（应县木塔），标志着中国古代木结构技术达到出神入化的水平。正是在这些技术成就所提供的经验知识的基础上，北宋出现了总结性的著作《营造法式》。在世界，埃及人于公元前27～前26世纪创建了世界上最大的帝王陵墓建筑群——吉萨金字塔，计算准确，施工精细，规模宏大。罗马人在公元前4世纪用拱券技术砌筑下水道、隧道、渡槽。公元前2世纪，用火山灰和石灰的混合物制成的天然混凝土得到广泛应用，有力地推动了古罗马的拱券结构的大发展。如万神庙的圆形正殿屋顶，直径43米，是古代最大的圆顶庙。古罗马的公共建筑类型多，结构设计、施工水平高，已初步建立了土木建筑科学理论，如维特鲁威著《建筑十书》奠定了欧洲土木建筑科学的体系。并对欧洲土木建筑的发展有深远影响。古罗马时期的建筑物虽经常采用拱形，但因为当时还没有对拱这种结构的力学分析，所以他们并不知道如何合理选择尺寸，古罗马建筑中的拱都是跨度较小的半圆拱，而且各部分的尺寸都比现代的拱笨重。 从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间，土木工程得到迅猛发展，脱离了经验阶段，形成了学科的理论体系。伽利略和牛顿所阐述的力学原理是近代土木工程发展的起点。土木工程作为一门学科逐步建立起来，法国是它的前驱。1716年法国成立道桥部队，1720年成立交通工程队，1747年创立巴黎桥路学校，培养建造道路、河渠和桥梁的工程师。但这时的工程师却和古罗马时代人一样，继续地凭借经验和臆断来决定构件的尺寸。18世纪下半叶，规模宏大的产业革命，为土木工程提供了性能优良的建筑材料和施工机具。1856年贝塞麦转炉炼钢法发明后，钢材越来越多地应用于土木工程，使土木工程有了第二次飞跃。19世纪20年代波特兰水泥制成后，混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论，是土木工程的第三次飞跃。 第二次世界大战后的40多年间，现代科学技术突飞猛进，社会生产力出现了新的飞跃，土木工程进入一个新时代。前20多年土木工程的特点是进一步大规模工业化，后20多年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。规模极大的工程成为这一时期的代表 ，如西尔斯大厦 （高443米，1974年；美国）、多伦多电视塔（高553米，1975年；加拿大）、亨伯桥（跨度1410米的悬索桥，1980年；英国）、青函海底隧道（长85千米，1988年 ；日本）、杨浦大桥（跨度602米的斜拉桥，1993年；中国）。这些工程适应了社会经济发展的需求，其特征是工程功能化、城市立体化、交通高速化，在这些特征的影响下 ，构成土木工程3要素的材料、施工和设计理论也出现了新趋势 ：材料轻质高强化、施工过程工业化、理论研究精密化。
