結(jié)構(gòu)力學(xué)（上冊(cè)）

前言

本書依據(jù)教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)力學(xué)課程教學(xué)分委員會(huì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程指導(dǎo)小組的《結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)基本要求（A類）》編寫。其內(nèi)容為土木、水利和路橋?qū)I(yè)本科（四年制）的必學(xué)內(nèi)容。編寫中主要參考了龍馭球、包世華主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)教程Ⅰ、Ⅱ》，楊茀康、李家寶主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》上、下冊(cè)，楊天祥主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》上、下冊(cè)，以及李廉錕主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》上、下冊(cè)等。本書旨在體現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的基本要求及專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)。著眼于課程基本內(nèi)容的基本理論、基本概念和基本方法的論述。通過(guò)例題盡可能描述運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念和綜合利用結(jié)構(gòu)力學(xué)概念分析、解決問(wèn)題的思路和方法。通過(guò)安排適量的與內(nèi)容緊密相關(guān)的思考題和習(xí)題，引導(dǎo)讀者掌握知識(shí)點(diǎn)并得到結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算的基本能力的訓(xùn)練。全書由王新華任主編。執(zhí)筆李悅（第3 章），賈紅英（第4 章），王新華（第1、2章，第5章～第11章及其他）。并由長(zhǎng)安大學(xué)建筑工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室主任劉鳴老師、劉青和魏雪英兩位老師幫助校稿，他們提出了許多有益的建議。本書由教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)力學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)委員、陜西省力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、長(zhǎng)安大學(xué)博士生導(dǎo)師趙均海教授審閱，他提出了許多寶貴的意見并對(duì)定稿進(jìn)行了具體的指導(dǎo)。此外，本書在成書過(guò)程中還得到研究生周蓉、李天華、張東芳、韓向麗、王繼秀的鼎力幫助。在此，謹(jǐn)致誠(chéng)摯的謝意。限于編者水平，書中難免有疏漏和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)和指正。

內(nèi)容概要

　　《結(jié)構(gòu)力學(xué)（上冊(cè)）》根據(jù)國(guó)家教育部審定的《結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)基本要求》編寫，全書分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)為課程的基礎(chǔ)部分，內(nèi)容包括：平面體系的幾何組成分析，靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算，虛功原理與結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算，計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的力法、位移法和實(shí)用計(jì)算法，影響線及應(yīng)用。下冊(cè)為專題部分，內(nèi)容包括：矩陣位移法，結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)的極限載荷。 　　《結(jié)構(gòu)力學(xué)（上冊(cè)）》可作為土木工程、水利工程專業(yè)本科教材。其上冊(cè)可作為土木工程管理專業(yè)、給水排水專業(yè)、工程管理專業(yè)本科，以及土木工程、水利工程專業(yè)?？频壬賹W(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教材。也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)1.2 桿系結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1.2.1 F面桿系結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1.2.2 常見結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖1.3 平面桿系結(jié)構(gòu)的分類1.4 荷載分類第2章 體系的幾何組成分析2.1 概述2.2 體系的自由度2.3 平面幾何不變體系的簡(jiǎn)單組成規(guī)則2.4 不滿足規(guī)則約束方式的情況2.5 無(wú)限遠(yuǎn)虛鉸的影響2.6 體系的幾何組成與靜定性第3章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力3.1 單跨靜定梁3.1.1 梁的內(nèi)力和指定截面的內(nèi)力計(jì)算3.1.2 內(nèi)力圖和直桿內(nèi)力圖特征3.1.3 直桿段彎矩圖疊加法3.2 多跨靜定梁3.2.1 階梯式多跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算3.2.2 懸跨式多跨靜定梁的內(nèi)力計(jì)算3.3 靜定剛架3.3.1 靜定剛架的支座反力3.3.2 剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖3.3.3 快速作靜定剛架的彎矩圖3.4 靜定拱3.4.1 三鉸拱（平拱）在豎向荷載作用下的內(nèi)力3.4.2 拱的內(nèi)力和內(nèi)力圖3.4.3 拱的壓力線與合理拱軸線3.5 靜定桁架3.5.1 桁架概述3.5.2 桁架的內(nèi)力計(jì)算3.6 靜定組合結(jié)構(gòu)3.7 靜定結(jié)構(gòu)的特性第4章 靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算4.1 概述4.2 剛體的虛功原理及應(yīng)用4.2.1 虛功概念4.2.2 剛體的虛功原理及應(yīng)用4.3 支座移動(dòng)引起的位移4.3.1 支座移動(dòng)時(shí)靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算4.3.2 義力與廣義位移4.4 變形體位移計(jì)算的一般公式4.5 荷載引起的位移4.6 圖乘法4.7 溫度變化引起的位移4.8 線性體系的互等定理4.8.1 功的互等定理4.8.2 位移互等定理4.8.3 反力互等定理4.8.4 反力和位移互等定理4.9 變形體系的虛功原理4.9.1 變形體系的虛功方程4.9.2 變形體系虛功方程的證明第5章 力法5.1 力法基本概念5.2 力法基本未知量的判定5.3 荷載作用下的力法典型方程5.3.1 兩次超靜定結(jié)構(gòu)的力法方程5.3.2 力法典型方程5.4 結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算示例5.5 在支座移動(dòng)、溫度改變時(shí)的內(nèi)力計(jì)算5.5.1 支座移動(dòng)的影響5.5.2 溫度變化的影響5.6 超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算及力法計(jì)算結(jié)果校核5.6.1 超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算5.6.2 力法計(jì)算結(jié)果的主要校核條件5.7 力法計(jì)算中的對(duì)稱性應(yīng)用5.8 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的半結(jié)構(gòu)法5.8.1 結(jié)構(gòu)對(duì)稱軸處的位移和受力特點(diǎn)5.8.2 半結(jié)構(gòu)的取法5.9 超靜定拱的內(nèi)力5.9.1 兩鉸拱的計(jì)算5.9.2 彈性中心法5.9.3 彈性中心法計(jì)算對(duì)稱無(wú)鉸拱第6章 位移法6.1 位移法基本概念6.2 位移法基本未知量的判定6.3 等截面受彎直桿的轉(zhuǎn)角位移方程6.3.1 兩端固定等截面梁的轉(zhuǎn)角位移方程6.3.2 A端固定B端鉸支等截面梁的轉(zhuǎn)角位移方程6.3.3 A端固定B端定向滑動(dòng)等截面梁的轉(zhuǎn)角位移方程6.4 直接由平衡條件建立位移法方程6.5 位移法的典型方程及應(yīng)用6.6 位移法計(jì)算示例第7章 實(shí)用計(jì)算法7.1 概述7.2 力矩分配法7.2.1 基本概念及術(shù)語(yǔ)7.2.2 力矩分配法的基本概念7.2.3 非結(jié)點(diǎn)力矩的處理和力矩分配法的基本步驟7.2.4 多結(jié)點(diǎn)的力矩分配法7.3 無(wú)剪力分配法7.3.1 無(wú)剪力分配法基本思路7.3.2 剪力靜定桿件的固端彎矩、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度7.4 剪力分配法和反彎點(diǎn)法第8章 影響線及其應(yīng)用8.1 概述8.2 靜力法作靜定梁影響線8.2.1 簡(jiǎn)支梁的影響線8.2.2 伸臂梁和懸臂梁的影響線8.2.3 多跨靜定梁的影響線8.3 間接荷載下的影響線8.4 機(jī)動(dòng)法作靜定梁的影響線8.5 靜力法作靜定桁架影響線8.5.1 截面法8.5.2 結(jié)點(diǎn)法8.6 影響線的應(yīng)用8.6.1 利用某量值S影響線求該量值的大小8.6.2 最不利荷載位置的概念8.6.3 最不利荷載位置的一般判別式8.7 三角形影響線的臨界荷載8.8 簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力包絡(luò)圖和絕對(duì)最大彎矩8.8.1 簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力包絡(luò)圖8.8.2 簡(jiǎn)支梁的絕對(duì)最大彎矩8.9 連續(xù)梁的影響線輪廓和內(nèi)力包絡(luò)圖8.9.1 超靜定結(jié)構(gòu)的影響線8.9.2 作連續(xù)梁的影響線輪廓8.9.3 連續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖附錄 習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論1.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)在土木工程中，結(jié)構(gòu)指建筑物或構(gòu)筑物中起承受荷載及骨架作用的部分。例如，多層框架房屋是由屋面板、樓板、梁、柱和基礎(chǔ)等構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)也可以是一個(gè)構(gòu)件，如擋土墻、單跨橋梁以及單獨(dú)分析的屋架、基礎(chǔ)等。結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件可按變形特點(diǎn)分為柔性構(gòu)件和剛性構(gòu)件兩類。當(dāng)荷載的位置或布置方式改變時(shí)，有顯著變形且?guī)缀涡螤钜搽S之改變的構(gòu)件叫柔性構(gòu)件。如纜索、索網(wǎng)、薄膜或篷布等。柔性構(gòu)件只能承受拉力。當(dāng)荷載無(wú)論怎樣變化時(shí)，變形微小且?guī)缀涡螤畈o(wú)明顯改變特征的構(gòu)件叫剛性構(gòu)件。如磚、石、鋼筋混凝土等材料制成的構(gòu)件。柔性構(gòu)件一般只是結(jié)構(gòu)的一部分。常見建筑的結(jié)構(gòu)一般由剛性構(gòu)件構(gòu)成。本課程僅涉及由剛性構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。通常，剛性構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)（圖1.1.1）可按其構(gòu)件的幾何尺度特征分為以下三類：桿系結(jié)構(gòu)——由長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面尺度的直桿或曲桿組成，是普遍使用的結(jié)構(gòu)形式，如橋梁結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。薄壁（殼）結(jié)構(gòu)——由長(zhǎng)度和寬度遠(yuǎn)大于厚度的平面或曲面薄板組成。常用于較大跨度的屋面，如用作影劇院、展覽館等的屋面結(jié)構(gòu)。實(shí)體結(jié)構(gòu)一～三維尺度大致為同一數(shù)量級(jí)的塊體。如塊式基礎(chǔ)、大壩、擋土墻等。結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象是桿系結(jié)構(gòu)。在先修的材料力學(xué)中，已由單根桿件結(jié)構(gòu)建立了桿件的應(yīng)力（或內(nèi)力）、應(yīng)變（或變形）的概念，以及桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性理論。結(jié)構(gòu)力學(xué)主要研究結(jié)構(gòu)的基本組成規(guī)則及合理形式，計(jì)算桿系結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移的基本原理和方法，以及對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念分析的知識(shí)。研究結(jié)構(gòu)的基本組成規(guī)則，是為了在結(jié)構(gòu)自身的構(gòu)件組成及連接方式上確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平衡。

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