建筑工程结构力学计算中的自然辩证法原理

　　摘要：自然辩证法是马克思主义关于自然界与科学技术发展的一般规律以及人类认识自然、改造自然的一般方法的科学，也是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。建筑工程发展是伴随这人类文明发展全过程的一项人类活动。工程结构设计为建筑稳定性提供理论基础。本文在自然辩证法思想的指导下，结合工程实际，分析建筑工程结构计算方法中所遵循的自然辩证法原理。为工程实际应用进行指导。

　　关键词：自然辩证法;工程结构;建筑稳定性

　　1.引言

　　在土木建筑工程活动中，一定要充分发挥自然辨证法的相关理论基础，合理的确定设计、施工、检测等方案，做到人与自然的和谐统一，工程效益和合理性的和谐统一。结构设计作为建筑工程建设的重要环节，是建筑工程建设的重要组成部分。工程结构设计为建筑稳定性提供理论基础。工程结构设计的许多方法更是渗透着自然辩证法理论，遵循的自然辩证法原理。为工程实际应用进行提供方法依据。

　　设施中承受传递荷载而起骨架作用的部分称为工程结构，简称结构。房屋中的梁柱体系，水工建筑物中的闸门和水坝，公路和铁路上的桥梁和隧洞等，都是工程结构的典型例子。 [1]建筑结构计算以杆件结构为主要研究对象。结构力学的任务是根据力学原理研究在外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构计算简图的合理选择。在工程结构力学分析中的方法中，都遵循着哲学领域的自然辩证法原理，可以说，在自然辩证法原理的指导下，能更加全面地剖析问题的本质，简化不必要的条件，从而得出有价值的结论。

　　2.工程结构力学分析中所遵循的自然辩证法

　　1.1主要矛盾和次要矛盾的辩证关系

　　辩证唯物主义认为，在事物发展过程中起主导作用的矛盾称为主要矛盾。其他处于从属地位、对事物发展不起决定作用的矛盾叫次要矛盾。 [2]在工程结构力学分析时，结构计算简图要正确处理主要矛盾和次要矛盾的关系。实际结构是很复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析是不可能的，也是不必要的。因此，对实际结构进行力学计算以前必须加以简化，略去不重要，显示出基本特点，用一个简化的图形来代替实际结构，这种把实际结构简化成计算模型的图形，称为结构计算简图，也称力学模型。最后再对结构计算简图进行计算。确立结构计算简图是以自然辩证法主要矛盾次要矛盾原理为基础，从而实现从工程实际到计算模型的转化。自然辨证法的相关原理在确定结构计算简图化简中充分发挥基础作用。

　　1.2整体和部分的辩证关系

　　辩证唯物主义认为，事物之间是普遍联系的，整体和部分是普遍联系的一种形式。 [2]运用力学思维解决实际工程问题时，时常需要协调整体与局部的关系。在工程结构力学分析中，将杆件在指定截面切开，取左边部分(或右边部分)为隔离体，利用隔离体的平衡的条件，在选取隔离体，建立平衡方程确定此截面的三个内力分量(称为截面法)。截面法是静定结构受力分析最基本方法。再根据叠加法做结构的内力图。计算静定结构内力的这种方法是马克思主义整体和部分原理的体现。

　　1.3内因和外因的辩证关系。

　　辩证唯物主义认为，在事物发展的过程中，内因和外因必须同时存在，缺一不可。[3]结构计算的内容包括计算影响结构稳固的内因内力和外因位移，以校核强度和刚度。解算这些内力和位移所依据的条件包括静力平衡条件、变形协调条件和物理条件。分析时，必须坚持内因和外因相结合的观点，才能正确认识设计实用可靠的建筑，解决人类实际所需要。

　　1.4矛盾普遍性和特殊性的辩证关系。

　　矛盾普遍性指各种矛盾的共同特性，矛盾的特殊性是不同事物各自的特点。矛盾的普遍性和特殊性是相互联系的。 [2]例如在工程结构力学计算钢架和排架位移时一般忽略轴力和剪力的影响，只考虑弯矩的影响，因而使计算得到简化。但是，轴力的影响在高层刚架的柱中比较大，当杆件短而粗时剪力的影响比较大当遇到这种情况时要做特殊处理，因此不同的工程模型具有其特殊性的特点。

　　1.5量变和质变的辩证关系。

　　任何事物的變化和发展都是量变与质变的统一，量变是质变的必要准备，质变是量变的必然结果。 [4]选取计算简图时，杆件的截面尺寸(a宽度、厚度)通常比杆件长度小的多，截面上的应力可根据截面的内力(弯矩、轴力、剪力)来确定。因此在计算简图中，杆件用轴线表示，杆件之间的连接区用结点表示，杆长用结点间的距离表示，而荷载的作用点转移到轴线上。当截面尺寸增大时(如果超过杆件长度的1/4)，杆件用其轴线表示的化简，将引起较大的误差。 [1]截面尺寸逐渐增加，即量变逐渐积累，到临界值后将不能将杆件化简为轴线计算。

　　3.展望

　　建筑结构设计手段、方法与自然界存在的必然联系正是马克思主义原理中自然辩证法的体现。在今后建筑设计中，要加强对马克思主义自然辩证法原理的学习，了解自然、社会和思维认识各方面的客观规律，培养运用马克思主义世界观、方法论观察、分析和解决问题的能力。

　　参考文献

　　[1]龙驭球，等. 结构力学 第三版.高等教育出版社，2012.

　　[2]邬焜，等. 自然辩证法新教程[M].西安交大出版社，2009.

　　[3]曾国屏，王妍. 自然辩证法： 从恩格斯的一本书到马克思主义中国化的一门学科[J].自然辩证法研究，2014，30( 9) ： 22 - 39.

　　[4]马瑞丽，吴宁.论恩格斯的《自然辩证法》及其当代意义[J].自然辩证法研究，2013，29( 5) ： 116-121

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