建筑力学中的正负号问题探讨

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1、第23卷第1期苏州市职业大学学报Vol．23，No．12012年3月JournalofSuzhouVocationalUniversityMar．，2012“建筑力学”中的正负号问题探讨张小礼(广西水利电力职业技术学院水利与建筑工程系，广西南宁530023)摘要:为了让学生理解“建筑力学”中存在的正负号是如何规定的，通过举例分析了“建筑力学”中的正负号问题，得出结论:静力学研究对象是刚体，所以力的投影、力矩、力偶矩的正负号是代表两种可能的运动趋势;材料力学研究对象是变形体，所以轴力、剪力、弯矩、正应力、剪应力的

2、正负号是代表两种可能的变形趋势．关键词:建筑力学;正负号;运动趋势;变形趋势中图分类号:TU31文献标志码:A文章编号:1008－5475(2012)01－0064－04AnalysisofPlusorMinusin“ArchitecturalMechanics”ZHANGXiao-li(DepartmentofWaterConservationandArchitecturalEngineering，GuangxiHydraulicandElectricPolytechnic，Nanning530023，Chi

3、na)Abstract:Inordertomakethestudentsunderstandprovisionofplusorminusin“ArchitecturalMechanics”，plusorminusisanalyzedin“ArchitecturalMechanics”bywayofexamplestoget，theconclusionthatbecausethestaticsstudyobjectisrigid，soplusorminusisrepresentedbytwopossibletre

4、ndsofmovement，suchastheprojectionofaforce，torqueandmomentofcoupleandbecausethematerialmechanicsresearchobjectisadeformablebody，soplusorminusrepresentstwopossibledeformationtrends，suchastheaxialforce，bendingmoment，shearforce，normalstressandshearstress．Keyword

5、s:ArchitecturalMechanics;plusorminus;movementtrend;deformationtrend“建筑力学”中涉及到正负号问题的地方很多，很多学生无法真正地理解和记住正负号，导致学生对“建筑力学”望而却步，学习效果很差．而“建筑力学”是土建类专业一门重要的专业基础课，是后续专业课的基础，所以对本课程内容的学习和掌握程度，会直接影响后续课程的学习．1“建筑力学”中存在的正负号问题有些“建筑力学”教材中定义模糊不清，甚至有一些错误的概念被深信不疑地长久保留下来．例如，有些［4－

6、6］教科书中写着:“正应力σ和剪应力τ都是矢量”，这是一个概念性的错误，曾有人提出过质疑，但一直没有引起足够的重视．事实上这个问题很多本科生、甚至研究生也没搞懂，习惯性的思维是“正应力σ和剪收稿日期:2011－11－05;修回日期:2011－12－27作者简介:张小礼(1978—)，男，甘肃天水人，讲师，硕士，主要从事土木工程研究．—64—张小礼:“建筑力学”中的正负号问题探讨2012年第1期应力τ既有大小，又有方向，为什么不是矢量?”原因是没有抓住矢量可能的方向有无数个，不能用简单的正负号来加以区分，如果是矢

7、量的话是不会有正负号之分的．特别是高职院校“建筑力学”教材基本上是本科教材的简化版，本科教材有比较详细的解释说明，而高职院校教材基本只给结论，这样就导致高职教材比本科教材更加难懂．比如力矩的正负号以所研究物体绕某点逆时针转动为正，梁的剪力以使所研究梁段顺时针转动为正，恰好相反，但是没有解释，这是规定，这样不加任何解释的讲解很难被学生记住．如果学生基础稍差点，教师按部就班地教，学习效果可想而知了．2“建筑力学”中有关正负号问题的探讨首先，要明确“所有在“建筑力学”中冠以正负号的量都是代数量，不是矢量．矢量的方向有

8、无数个，不能以简单的正负加以区分．比如力在某一轴上的投影是代数量，有正负之分．但是力是矢量，没有正负．所以在“建筑力学”中涉及到正负的量，比如力的投影、力矩、力偶矩、轴力、剪力、弯矩、以及正应力、剪应力都是代数量而不是矢量．其次，在“建筑力学”的前半部分即静力学中，研究的对象是刚体，研究的是外力的外效应，所涉及的力的投影、力矩、力偶矩等的正负号代表了两种可能的运动趋势．而在“建筑力学”