應(yīng)用力學(xué)

前言

應(yīng)用力學(xué)是土建類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。為充分體現(xiàn)教育部對(duì)高校人才培養(yǎng)方案的要求，本書在內(nèi)容編寫方面力求突出高等院校的特點(diǎn)，對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行了整合，加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論的應(yīng)用性，并注重實(shí)踐能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。本教材內(nèi)容力求做到清晰、簡(jiǎn)練，避免不必要的煩瑣論證和敘述，將靜力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容有機(jī)地融合在一起，形成了簡(jiǎn)練而又相對(duì)完整的教學(xué)體系。本教材的內(nèi)容包括：應(yīng)用力學(xué)概述、靜力學(xué)基礎(chǔ)、平面體系的幾何組成分析、力矩和平面力偶系、平面力系的合成與平衡、空問力系與重心、軸向拉伸與壓縮、剪切和圓軸扭轉(zhuǎn)的實(shí)用計(jì)算、截面的幾何性質(zhì)、彎曲內(nèi)力、彎曲應(yīng)力、組合變形、壓桿穩(wěn)定、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析、靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算、影響線及其應(yīng)用、力法、位移法及力矩分配法共計(jì)18章。本教材還配有《應(yīng)用力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》，供教師和學(xué)生選用。其中第2章、第4章、第5章由張玉華編寫；第6章、第7章、第8章由馬驪歌編寫；第3章、第9章由王茜編寫；第10章、第11章由巴斯德編寫；第12章、第13章由閆華編寫；第1章、第15章由孟凡成編寫；第16章、第17章、第18章由王雨楠編寫；第14章由呂永鵬編寫。本書由吉林大學(xué)朱偉民教授審閱，并對(duì)此提出了很好的建議和意見，特此致謝。由于編者水平有限，加之編寫時(shí)間倉促，書中難免存在不妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者及同行批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《應(yīng)用力學(xué)》內(nèi)容包含了教育部對(duì)高等教育力學(xué)課程教學(xué)基本要求的全部?jī)?nèi)容?！稇?yīng)用力學(xué)》可作為高等院校學(xué)校土建類各專業(yè)的應(yīng)用力學(xué)課程的教學(xué)和自學(xué)輔導(dǎo)用書，也可作為教師和有關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 應(yīng)用力學(xué)概述1.1 應(yīng)用力學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.2 剛體、變形固體及其基本假設(shè)1.3 荷載及其分類第2章 靜力學(xué)基礎(chǔ)2.1 靜力學(xué)的基本概念2.2 靜力學(xué)基本公理2.3 約束與約束反力2.4 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖2.5 受力圖第3章 平面體系的幾何組成分析3.1 概述3.2 平面體系的計(jì)算自由度3.3 幾何不變體系的簡(jiǎn)單組成規(guī)則3.4 體系的幾何組成分析第4章 力矩和平面力偶系4.1 力對(duì)點(diǎn)的矩4.2 力偶的概念及性質(zhì)4.3 平面力偶系的合成與平衡第5章 平面力系的合成與平衡5.1 平面匯交力系合成與平衡的幾何法5.2 平面匯交力系合成與平衡的解析法5.3 平面任意力系的簡(jiǎn)化及結(jié)果分析5.4 平面任意力系的平衡條件及其應(yīng)用5.5 物體系統(tǒng)的平衡、靜定與超靜定第6章 空間力系與重心6.1 力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影6.2 力對(duì)軸的矩6.3 空問力系的平衡方程6.4 物體的重心第7章 軸向拉伸與壓縮7.1 軸向拉(壓)桿的內(nèi)力與內(nèi)力圖7.2 軸向拉(壓)桿橫截面上的正應(yīng)力7.3 軸向拉(壓)桿的變形計(jì)算，7.4 材料在軸向拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能7.5 許用應(yīng)力與安全系數(shù)7.6 軸向拉(壓)桿的強(qiáng)度計(jì)算第8章 剪切和圓軸扭轉(zhuǎn)的實(shí)用計(jì)算8.1 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算8.2 剪切虎克定律與剪應(yīng)力互等定理8.3 扭轉(zhuǎn)的概念8.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力8.5 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算8.6 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形及剛度條件第9章 截面的幾何性質(zhì)9.1 靜矩和形心9.2 慣性矩、極慣性矩和慣性積9.3 慣性矩的平行移軸公式9.4 形心主慣性軸和形心主慣性矩的概念第10章 彎曲內(nèi)力10.1 概述10.2 梁的內(nèi)力10.3 梁的內(nèi)力圖10.4 彎矩、剪力與荷載集度的微分關(guān)系10.5 疊加法畫彎矩圖第11章 彎曲應(yīng)力11.1 純彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力11.2 梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件11.3 梁的剪應(yīng)力強(qiáng)度條件11.4 提高梁彎曲強(qiáng)度的途徑11.5 粱的主應(yīng)力和強(qiáng)度理論第12章 組合變形12.1 概述12.2 斜彎曲12.3 偏心壓縮(拉伸)第13章 壓桿穩(wěn)定13.1 壓桿穩(wěn)定的概念13.2 細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式13.3 中長(zhǎng)壓桿的臨界應(yīng)力計(jì)算13.4 壓桿的穩(wěn)定計(jì)算13.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施第14章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析14.1 多跨靜定梁14.2 靜定平面剛架14.3 三鉸拱14.4 靜定平面桁架14.5 組合結(jié)構(gòu)第15章 靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算15.1 概述15.2 虛功原理和位移計(jì)算的一般公式15.3 靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移計(jì)算15.4 圖乘法15.5 溫度改變和支座移動(dòng)引起的位移15.6 彈性結(jié)構(gòu)的互等定理15.7 梁的剛度及提高彎曲剛度的措施第16章 影響線及其應(yīng)用16.1 概述16.2 單跨靜定梁的影響線16.3 多跨靜定梁的反力內(nèi)力影響線16.4 影響線的應(yīng)用16.5 簡(jiǎn)支梁的絕對(duì)最大彎矩和簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力包絡(luò)圖第17章 力法17.1 超靜定結(jié)構(gòu)概述17.2 力法原理及力法典型方程17.3 力法計(jì)算步驟和示例17.4 對(duì)稱性的利用17.5 彈性中心法計(jì)算對(duì)稱無鉸拱第18章 位移法及力矩分配法18.1 位移法的基本原理18.2 位移法的基本未知量18.3 等截面直桿的轉(zhuǎn)角位移方程18.4 力矩分配法附錄 型鋼規(guī)格表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1 應(yīng)用力學(xué)的研究對(duì)象應(yīng)用力學(xué)是一門緊密聯(lián)系工程實(shí)際的技術(shù)基礎(chǔ)課。主要包括靜力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三大部分。靜力學(xué)主要研究力系的簡(jiǎn)化及物體在力系作用下的平衡規(guī)律。材料力學(xué)主要研究構(gòu)件在外力作用下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等的基本理論和計(jì)算方法。結(jié)構(gòu)力學(xué)研究桿件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和合理組成的規(guī)律。這些理論將為工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及解決工程實(shí)際問題提供必要的基本力學(xué)知識(shí)和計(jì)算方法，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。應(yīng)用力學(xué)的研究對(duì)象是工程中的構(gòu)件和桿件結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、合理組成問題。應(yīng)用力學(xué)的內(nèi)容十分豐富且涉及面廣，本書重點(diǎn)討論桿件及桿件結(jié)構(gòu)。1.1.2 應(yīng)用力學(xué)的主要任務(wù)應(yīng)用力學(xué)研究結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等問題，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了計(jì)算理論和方法，以解決安全適用與經(jīng)濟(jì)合理之間的矛盾。當(dāng)荷載達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，構(gòu)件或結(jié)構(gòu)就可能發(fā)生破壞（如吊索被拉斷、鋼梁斷裂等）。如果構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的變形過大，還會(huì)影響其正常工作。如樓板梁變形過大時(shí)，下面的抹灰層就會(huì)開裂、脫落；機(jī)床主軸變形過大時(shí)，將影響機(jī)床的加工精度等。此外，對(duì)于受壓的細(xì)長(zhǎng)直桿，兩端的壓力增大到某一數(shù)值后，桿會(huì)突然變彎，不能保持原狀，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。在工程中，為了保證每一個(gè)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)始終能夠正常工作而不致失效，在使用過程中，要求構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的材料不發(fā)生破壞，即具有足夠的強(qiáng)度（強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力）；要求構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的變形在工程允許的范圍內(nèi)，即具有足夠的剛度（剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力）；要求構(gòu)件和結(jié)構(gòu)維持其原有的平衡形式，即具有足夠的穩(wěn)定性（穩(wěn)定性：構(gòu)件保持直線平衡狀態(tài)不變的能力）。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性與其本身截面的幾何形狀和尺寸、所用材料、受力情況、工作環(huán)境以及構(gòu)造情況等有密切的關(guān)系。在結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，首先要保證其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。同時(shí)，還要盡可能地選用合適的材料和盡可能地少用材料，以節(jié)省資金或減輕自重，達(dá)到既安全、實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的目的。可見，為了使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件能夠安全正常地工作，必須為結(jié)構(gòu)中的各個(gè)桿件確定出在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都合理的斷面形狀、尺寸及材料，并使它們的幾何組成合理，只有這樣才有可能使整個(gè)結(jié)構(gòu)安全正常地工作。本書將對(duì)桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等方面的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹，并討論產(chǎn)生破壞的原因，為合理選擇截面及材料提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。

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