土木工程之結構工程的學科知識系統(tǒng)歸納

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【引言】　　　
    這篇博客將要探討的問題主要針對土木工程（包括結構工程）的學科知識系統(tǒng)問題，主要是兩個方面的內容：

1、大學時代的如何合理規(guī)劃專業(yè)知識；

2、工作以后如何加強專業(yè)知識的學習。

    以前曾經(jīng)認為，土木工程屬于傳統(tǒng)學科，通俗地說就是“越老越吃香”；但工作后，才漸漸體會到，這個觀點是不正確的。因為，現(xiàn)在這個專業(yè)系統(tǒng)高度發(fā)展的時代，技術正發(fā)生著日新月異的巨變，特別是軟件時代的全面到來，對結構工程技術人員的理論功底要求不是削弱而恰恰是更加高了。例如，結構彈塑性時程分析，這種分析在30年前的結構工程領域幾乎不可能涉及到，還處于研究階段；而如今結構彈塑性時程分析在地震區(qū)的高層建筑特別是超限高層建筑中已經(jīng)可以說是家常便飯。再比如，基于性能的抗震設計和結構抗連續(xù)倒塌設計，這些全新的內容，在10年前國內的規(guī)范根本沒有影子，而明年將要頒布的新規(guī)范這些內容全部被提上議程。隨著研究的逐步成熟和學科的高速發(fā)展，這些內容對結構工程人員的理論要求越來越高！設想，如果沒有接觸過《結構動力學》、《混凝土非線性理論》、《結構有限元》等課程，理解這些內容必然是困難的。而對于性能的抗震設計、結構抗連續(xù)倒塌設計，這些內容國內的主流教科書都比較少涉及，只知道在美國規(guī)范和英國的規(guī)范中應用較多，對于這次我國規(guī)范變更引入的全新內容，結構工程人員還能墨守成規(guī)、循規(guī)蹈矩嗎？

一、大學時期的專業(yè)知識系統(tǒng)　　
      相對工作來講，在學校的對專業(yè)知識的學習時間還是短暫的，土木工程專業(yè)從大學二年級開始接觸專業(yè)基礎課到大四畢業(yè)設計，對專業(yè)知識的接觸一般僅兩年多時間。當然，這個時期主要還是打基礎，為將來工作的專業(yè)知識做準備。大學時期對專業(yè)知識課程學習進行適當?shù)囊?guī)劃還是比較重要的，這里談談自己的幾點膚淺經(jīng)驗：

（一）本科階段　
      力學是土木工程的基石。力學專業(yè)基礎課程的學習是十分必要且重要的。三大力學，《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》，是重點。理論力學主要研究剛體在靜力狀態(tài)和動力狀態(tài)下的平衡問題；材料力學主要研究桿系構件的平衡以及變形、應力內力、穩(wěn)定等問題，與理論力學最大的區(qū)別就在于考慮了彈性體的變形問題；結構力學研究靜定和超靜定桿系結構的靜力和動力平衡問題。有這樣有一個感覺，理論力學的知識在后續(xù)專業(yè)課中用得比較少而逐漸流失退化了，材料力學和結構力學用得比較多，逐漸得到加深。但我認為，作為經(jīng)典力學理論基礎的理論力學實際上是十分重要的，還是很有用處的，例如在工作后接觸到抗震設計規(guī)范中的“考慮扭轉偶聯(lián)的振型分解反應譜法”（現(xiàn)在的設計軟件基本默認采用這種方法計算地震作用），其中對于樓層系統(tǒng)的轉動平衡問題，實際上就涉及到理論力學中的剛體轉動平衡方程，而這個方程在結構力學以及后續(xù)專業(yè)課中經(jīng)常被忽視了。