《結(jié)構(gòu)力學(xué)》是根據(jù)教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的“結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)基本要求(A類)”,結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)、課程建設(shè)和教學(xué)改革的實踐及成果編寫的。
《結(jié)構(gòu)力學(xué)》介紹了桿系結(jié)構(gòu)的受力分析基本原理和方法,討論了解各類結(jié)構(gòu)的受力性能,培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)分析與計算等方面的能力,為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)。全書分上下兩冊,共14章。上冊共10章,為基本要求的基礎(chǔ)部分,包括緒論、平面體系的幾何組成分析、靜定梁和靜定剛架、靜定拱式結(jié)構(gòu)、靜定平面桁架與組合結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)位移計算、力法、位移法、漸近法和影響線及其應(yīng)用。下冊共4章,為基本要求的專題部分,包括矩陣位移法、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算和結(jié)構(gòu)的極限荷載。
《結(jié)構(gòu)力學(xué)》可作為高等學(xué)校土木、水利類等專業(yè)的教材,也可供有關(guān)專業(yè)和工程技術(shù)人員參考。
結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程、水利水電工程及相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其主要任務(wù)是介紹桿系結(jié)構(gòu)分析計算的基本概念、基本原理和基本方法,討論各類結(jié)構(gòu)的受力性能,培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)分析與計算等方面的能力,為學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)。
結(jié)構(gòu)的受力是一個很抽象的概念。我們能觀察到力作用的結(jié)果,比如變形,可我們無法直接看到力的大小和傳遞,但它卻時刻制約著結(jié)構(gòu)的行為,就像人體中的血液,血液在身體里流淌,它時刻發(fā)揮著重要的作用。同樣,結(jié)構(gòu)受到外荷載作用時力在結(jié)構(gòu)中傳遞,它一樣關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安危。一個經(jīng)過精心設(shè)計、受力合理的結(jié)構(gòu),可能巍然挺拔、高聳入云或虹橋臥波、跨江越海,歷經(jīng)千百年不朽,成為永久的豐碑。但一個力學(xué)性能缺乏深入研究的結(jié)構(gòu),可能在風(fēng)雨中飄搖,甚至在建造時就胎死腹中。結(jié)構(gòu)力學(xué)為設(shè)計人員提供了結(jié)構(gòu)受力分析的基本理論和方法,使得在設(shè)計階段就能對結(jié)構(gòu)在各種可能情況下的力學(xué)行為有充分的了解,作出科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。所以學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程、掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)基本原理和方法是從事結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造的專業(yè)人員的基本修養(yǎng),有著不可替代的作用。
本書按照循序漸進(jìn),由易到難方式編排;驹碛蓽\入深,分析方法由簡至繁,初學(xué)者可按一定順序進(jìn)行學(xué)習(xí),以減少學(xué)習(xí)難度。本書上冊是基礎(chǔ)內(nèi)容。第1章至第6章為結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)理論,主要介紹結(jié)構(gòu)分析任務(wù)、計算模型與假定,以及幾何不變體系的組成規(guī)則,靜定結(jié)構(gòu)受力分析方法和位移計算理論,是學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程和今后從事結(jié)構(gòu)工程專業(yè)工作必要的基礎(chǔ);第7章到第9章主要介紹超靜定結(jié)構(gòu)分析基本理論,包括力法、位移法及近似計算方法,是結(jié)構(gòu)力學(xué)的重要內(nèi)容,不僅是土木工程結(jié)構(gòu)的基本分析方法,也是解決實際工程問題的一般思路和方法;第10章主要討論移動荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力分析方法和規(guī)律。本書下冊是專題內(nèi)容,是在掌握基礎(chǔ)內(nèi)容上的應(yīng)用和提高,分別討論了將經(jīng)典理論與計算機計算相結(jié)合的矩陣位移法及結(jié)構(gòu)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、極限荷載分析等內(nèi)容。本書內(nèi)容可根據(jù)不同專業(yè)教學(xué)要求與學(xué)習(xí)目標(biāo)選用,帶“*”部分為選學(xué)內(nèi)容。
本書力求做到圖文并茂,重點突出,便于理解。在靜定結(jié)構(gòu)部分重點幫助讀者靈活運用結(jié)構(gòu)力學(xué)基本原理,快速準(zhǔn)確地解答靜定結(jié)構(gòu)問題。在超靜定結(jié)構(gòu)部分,要求讀者深入理解超靜定結(jié)構(gòu)的分析思路和方法,掌握運用已有知識去認(rèn)識未知事物的分析原理和方法。書中通過大量典型例題分析講解,幫助讀者理解和掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本理論和分析方法,培養(yǎng)讀者分析和解決實際問題的能力。
本書保留了求解超靜定結(jié)構(gòu)的漸近法。計算機技術(shù)問世以來的短短70多年時間已經(jīng)引發(fā)了眾多領(lǐng)域深刻的變化,結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析也不例外。現(xiàn)代計算機程序能為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提供快速高效的分析,漸近法作為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)受力分析的實用方法的作用受到質(zhì)疑。編者認(rèn)為,結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行設(shè)計時,必須先清楚地了解擬定結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為。盡管計算機可以模擬各種可能的情況,為結(jié)構(gòu)工程師提供大量計算數(shù)據(jù),但結(jié)構(gòu)工程師如果缺乏結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)知識,缺少對結(jié)構(gòu)主要特性的理解,就無法判斷所獲得的數(shù)值結(jié)果的準(zhǔn)確性,如果對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能認(rèn)識不足或出現(xiàn)偏差,可能會造成難以挽回的損失。漸近法所提供的實用分析方法和思路,對培養(yǎng)工程師的結(jié)構(gòu)定性分析能力有很好的幫助,有助于對計算機分析結(jié)果進(jìn)行更為準(zhǔn)確的判斷。
第1章 緒論
§1-1 結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象與任務(wù)
§1-2 結(jié)構(gòu)的計算簡圖及簡化要點
§1-3 桿系結(jié)構(gòu)的分類
§1-4 荷載的分類
第2章 平面體系的幾何組成分析
§2-1 幾何組成分析的幾個基本概念
§2-2 平面體系的計算自由度
§2-3 幾何不變體系的基本組成規(guī)則
§2-4 三剛片體系中虛鉸在無窮遠(yuǎn)處的情況
§2-5 幾何組成分析示例
§2-6 幾何組成與靜定性的關(guān)系
習(xí)題
第3章 靜定梁和靜定剛架
§3-1 靜定單跨梁
§3-2 靜定多跨梁
§3-3 靜定平面剛架
§3-4 快速繪制彎矩圖
§3-5 靜定結(jié)構(gòu)特性
習(xí)題
第4章 靜定拱式結(jié)構(gòu)
§4-1 概述
§4-2 三鉸拱的計算
§4-3 三鉸拱的壓力線
§4-4 三鉸拱的合理拱軸線
習(xí)題
第5章 靜定平面桁架與組合結(jié)構(gòu)
§5-1 桁架的計算簡圖
§5-2 結(jié)點法
§5-3 截面法
§5-4 結(jié)點法與截面法的聯(lián)合運用
§5-5 常用梁式桁架受力特點
§5-6 靜定組合結(jié)構(gòu)的計算方法
習(xí)題
第6章 結(jié)構(gòu)位移計算
§6-1 概述
§6-2 變形體系的虛功原理
§6-3 位移計算的一般公式單位荷載法
§6-4 靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移計算
§6-5 圖乘法
§6-6 溫度變化引起的位移計算
§6-7 支座移動時的位移計算
§6-8 互等定理
習(xí)題
第7章 力法
§7-1 超靜定結(jié)構(gòu)概述
§7-2 力法基本原理
§7-3 力法基本方程
§7-4 用力法求解超靜定結(jié)構(gòu)示例
§7-5 力法簡化計算
§7-6 溫度變化時超靜定結(jié)構(gòu)的計算
§7-7 支座移動時超靜定結(jié)構(gòu)的計算
§7-8 超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算
§7-9 力法校核
§7-10 超靜定拱
§7-11 超靜定結(jié)構(gòu)的特性
習(xí)題
第8章 位移法
§8-1 位移法的基本概念
§8-2 單跨超靜定梁的轉(zhuǎn)角位移方程
§8-3 位移法解題的基本思路
§8-4 位移法的基本未知量及基本體系
§8-5 位移法典型方程
§8-6 位移法的典型例題和步驟
§8-7 對稱性的利用
§8-8 直接利用平衡條件建立位移法方程
§8-9 有側(cè)移的斜柱剛架
§8-10 支座位移作用下的位移法計算
§8-11 溫度變化時的計算
習(xí)題
第9章 漸近法
§9-1 力矩分配法基本原理
§9-2 多結(jié)點力矩分配
§9-3 無剪力分配法
§9-4 力矩分配法與位移法聯(lián)合應(yīng)用
§9-5 剪力分配法
習(xí)題
第10章 影響線及其應(yīng)用
§10-1 概述
§10-2 靜定梁的影響線
§10-3 間接荷載作用下的影響線
§10-4 用機動法作靜定梁的影響線
§10-5 桁架的影響線
§10-6 利用影響線求量值
§10-7 鐵路和公路的標(biāo)準(zhǔn)荷載制
§10-8 最不利荷載位置
§10-9 換算荷載
§10-10 簡支梁的絕對最大彎矩和內(nèi)力包絡(luò)圖
§10-11 超靜定結(jié)構(gòu)影響線
習(xí)題
參考文獻(xiàn)