土木工程之结构工程的学科知识系统归纳

土木工程之结构工程的学科知识系统归纳

这篇博客将要探讨的问题主要针对土木工程（包括结构工程）的学科知识系统问题，主要是两个方面的内容：

1、大学时代的如何合理规划专业知识；

2、工作以后如何加强专业知识的学习。

以前曾经认为，土木工程属于传统学科，通俗地说就是越老越吃香；但工作后，才渐渐体会到，这个观点是不正确的。因为，现在这个专业系统高度发展的时代，技术正发生着日新月异的巨变，特别是软件时代的全面到来，对结构工程技术人员的理论功底要求不是削弱而恰恰是更加高了。例如，结构弹塑性时程分析，这种分析在30年前的结构工程领域几乎不可能涉及到，还处于研究阶段；而如今结构弹塑性时程分析在地震区的高层建筑特别是超限高层建筑中已经可以说是家常便饭。再比如，基于性能的抗震设计和结构抗连续倒塌设计，这些全新的内容，在10年前国内的规范根本没有影子，而明年将要颁布的新规范这些内容全部被提上议程。随着研究的逐步成熟和学科的高速发展，这些内容对结构工程人员的理论要求越来越高！设想，如果没有接触过《结构动力学》、《混凝土非线性理论》、《结构有限元》等课程，理解这些内容必然是困难的。而对于性能的抗震设计、结构抗连续倒塌设计，这些内容国内的主流教科书都比较少涉及，只知道在美国规范和英国的规范中应用较多，对于这次我国规范变更引入的全新内容，结构工程人员还能墨守成规、循规蹈矩吗？

一、大学时期的专业知识系统

相对工作来讲，在学校的对专业知识的学习时间还是短暂的，土木工程专业从大学二年级开始接触专业基础课到大四毕业设计，对专业知识的接触一般仅两年多时间。当然，这个时期主要还是打基础，为将来工作的专业知识做准备。大学时期对专业知识课程学习进行适当的规划还是比较重要的，这里谈谈自己的几点肤浅经验：

（一）本科阶段

力学是土木工程的基石。力学专业基础课程的学习是十分必要且重要的。三大力学，《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》，是重点。理论力学主要研究刚体在静力状态和动力状态下的平衡问题；材料力学主要研究杆系构件的平衡以及变形、应力内力、稳定等问题，与理论力学最大的区别就在于考虑了弹性体的变形问题；结构力学研究静定和超静定杆系结构的静力和动力平衡问题。有这样有一个感觉，理论力学的知识在后续专业课中用得比较少而逐渐流失退化了，材料力学和结构力学用得比较多，逐渐得到加深。但我认为，作为经典力学理论基础的理论力学实际上是十分重要的，还是很有用处的，例如在工作后接触到抗震设计规范中的考虑扭转偶联的振型分解反应谱法（现在的设计软件基本默认采用这种方法计算地震作用），其中对于楼层系统的转动平衡问题，实际上就涉及到理论力学中的刚体转动平衡方程，而这个方程在结构力学以及后续专业课中经常被忽视了。