杆系结构理论

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出版者:同济大学出版社
作者:朱宝华
出品人:
页数:487
译者:
出版时间:1993-05
价格:32.00
装帧:平装
isbn号码:9787560810744
丛书系列:
图书标签:
  • qq
  • 杆系结构
  • 结构力学
  • 理论力学
  • 结构分析
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  • 有限元
  • 杆件
  • 静定结构
  • 超静定结构
  • 计算力学
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具体描述

内 容 提 要

全书共有十三章及两个附录。内容包括:平面杆系结构及空间杆系结构的几

何组成分析;静定杆系结构的内力分析;静定平面杆系结构的影响线及其应用;刚

体及变形体的虚功原理;总势能驻值原理余能及其偏导数;平面及空间杆系结构

的线弹性位移计算;余能驻值原理和力法解超静定平面和空间杆系结构; 势能驻

值原理和位移法解超静定平面和空间杆系结构;力矩分配法及剪力分配法;平面

杆系结构及空间杆系结构矩阵位移法;平面杆系结构的极限荷载;平面杆系结构

的稳定性;平面杆系结构的动力计算。

本书可作为土建类专业“结构力学”课程的参考教材,也可供土建工程技术人

员参考。

杆系结构理论:解析物理世界中的支撑与张力 《杆系结构理论》并非一本关于图书本身的书籍,而是深入探索人类工程智慧基石的学术著作。它以严谨的逻辑和清晰的脉络,揭示了我们赖以生存的宏大建造——桥梁、高塔、屋顶桁架,乃至于精密的机械装置——是如何通过最基础的受力构件——“杆件”——协同工作,实现支撑、传递载荷并最终维持结构稳定的。 本书的核心在于解析“杆件”这一看似简单的线性构件在复杂受力体系中所扮演的关键角色。杆件,作为一种主要的承力元素,其特性在于主要承受轴向力,即拉力或压力。然而,正是这种看似单一的受力模式,在无数杆件的巧妙组合与连接下,能够构建出令人惊叹的宏伟结构。书中将带领读者穿越工程力学的迷人世界,从牛顿运动定律的基石出发,层层递进,阐述杆系结构的设计原理、受力分析以及稳定性判定。 基础理论与分析方法:构建理解的阶梯 《杆系结构理论》首先会为读者构建坚实的理论基础。我们将从静力学 Equilibrium 开始,深入理解力的平衡原理,即结构处于静止状态时,作用在结构上的所有外力和内力都必须相互抵消。这为后续的杆件受力分析奠定了不可动摇的基石。 随后,本书将聚焦于“节点”和“杆件”的相互作用。节点,作为杆件连接的关键点,其受力状态直接影响着与之相连的杆件。书中会详细介绍节点法的分析思路,即通过隔离分析每一个节点,并应用力的平衡原理,逐一确定各个杆件所承受的轴向力。这一方法直观且系统,是理解复杂杆系结构受力分布的有力工具。 与节点法相对应,本书还将深入探讨“截面法”的精髓。截面法通过假想地切割结构,将复杂的问题分解为更易于处理的部分,从而更有效地计算出杆件的内力。这种方法在分析大型复杂杆系时尤为有效,能够快速定位关键杆件的受力状况。 桁架结构的精妙设计:效率与美学的结合 本书的重点之一将是“桁架结构”的深入剖析。桁架,是杆件最经典、最具代表性的应用形式,它通过将杆件连接成三角形或多边形单元,极大地提高了结构的整体刚度和承载能力。三角形,作为最稳定的几何图形,在桁架设计中扮演着核心角色,确保了结构不会因变形而失效。 《杆系结构理论》将详细介绍各种常见的桁架形式,例如普拉特桁架 Pratt Truss、沃伦桁架 Warren Truss、鲍尔桁架 Howe Truss 等。每种桁架形式都有其独特的杆件布置和受力特性,本书将通过具体的算例,演示如何根据不同的跨度、荷载和工程需求,选择最合适的桁架类型。 此外,本书还将探讨桁架设计中的优化策略,例如如何最小化杆件材料用量,同时保证结构的安全性和稳定性。这涉及到对杆件的截面选择、连接方式的优化,以及如何通过合理的杆件布置来平衡受力,减少应力集中。 稳定性与失稳:看不见的风险与应对 杆系结构的设计绝不仅仅是计算杆件的内力,更重要的是要确保结构的稳定性,防止其在荷载作用下发生突然的、灾难性的变形或破坏,即“失稳”。本书将专门辟出章节,深入研究杆件在承受压力时的稳定性问题。 “细长比”和“临界力”是这一部分的关键概念。细长杆件在受压时,更容易发生弯曲变形,从而导致失稳。本书将详细介绍欧拉公式 Euler's Formula 等经典理论,用于计算细长杆件的临界失稳力。这对于设计高耸的塔架、长跨度的桥梁等结构至关重要。 书中还将探讨实际工程中可能遇到的各种失稳模式,例如局部失稳、整体失稳等,并介绍相应的预防和加固措施,如增加杆件截面、设置加强杆、优化连接节点等。 实际工程应用与发展趋势:连接理论与实践 《杆系结构理论》并非停留在纯粹的理论层面,它还将带领读者深入了解杆系结构在现实世界中的广泛应用,并展望未来的发展趋势。 从宏伟的体育场馆、跨江大桥,到复杂的工业厂房、飞机机翼,再到微观的精密仪器,杆系结构无处不在。本书将通过分析这些实际工程案例,展示杆系结构设计理论是如何指导工程实践的。例如,如何根据桥梁的跨度、交通流量和环境因素,选择合适的桁架形式和材料;如何设计能够承受极端载荷的塔架结构;如何在有限的空间内实现轻质高强的杆系结构。 同时,本书也将探讨杆系结构领域的前沿发展。随着计算机技术的进步,有限元分析 Finite Element Analysis 等数值计算方法在杆系结构分析中扮演着越来越重要的角色,能够更精确地模拟复杂结构的受力行为。此外,新型材料(如碳纤维复合材料)在杆系结构中的应用,也在不断拓展着结构的性能边界。本书将对这些新兴技术和材料进行介绍,为读者提供对未来杆系结构发展的洞察。 总而言之,《杆系结构理论》是一本集理论性、系统性和实践性于一体的力学著作。它将带领读者走进一个充满智慧和挑战的工程世界,理解支撑我们周围世界的那些“看不见的”力,并为未来更安全、更高效、更美观的工程结构设计奠定坚实的基础。

作者简介

目录信息

目 录
前 言
第一章 绪论
1-1杆系结构理论的内容
1-2杆系结构理论在教学计划中的地位
1-3杆系结构的研究
第二章 杆系结构的静定性
2-1平面杆系结构的几何组成分析
2-2空间杆系结构的几何组成分析
2-3静定杆系结构的特性
第三章 杆系静定结构的内力分析
3-1结构荷载
3-2叠加原理在杆系静定结构中的应用
3-3杆系结构的分类
3-4杆系静定结构中直线杆件的内力分析
3-5多跨静定梁的内力和反力计算
3-6静定平面刚架的内力和反力计算
3-7静定三铰拱的反力和内力计算
3-8静定平面梁式桁架的分析
3-9几类梁式平面桁架外形的比较
3-10静定拱式桁架及组合结构的计算
3-11静定空间桁架的分析
3-12静定空间刚架的分析
第四章杆系静定平面结构的影响线
4-1影响线的概念
4-2简支梁的影响线
4-3伸臂梁的影响线
4-4多跨静定梁的影响线
4-5节点荷载时的影响线
4-6静定平面桁架的影响线
4-7静定三铰拱的影响线
4-8影响线的应用
4-9简支梁的绝对最大弯矩
4-10简支梁的内力包络图
第五章 功能原理
5-1荷载和位移的关系
5-2线性弹性结构的实功
5-3刚体的虚功原理
5-4变形体的虚功原理
5-5线性弹性结构的几个互等定理
5-6总势能驻值原理
5-7余能及其偏导数
第六章 线性弹性结构的位移计算
6-1位移计算概念
6-2应用虚单位力计算结构位移
6-3荷载作用下的位移计算
6-4图乘法
6-5温度改变下的位移计算
6-6支座移动下的位移计算
6-7位移影响线
第七章 力法
7-1力法的基本概念
7-2力法解超静定梁
7-3余能驻值原理和力法
7-4力法解超静定平面刚架
7-5对称性利用
7-6力法解超静定组合结构
7-7超静定拱的计算
7-8超静定空间结构的计算
7-9超静定结构受温度改变及支座移动影响的计算
7-10超静定结构的位移计算
7-11超静定结构计算的校核
7-12超静定结构的特性
第八章 位移法
8-1位移法的基本概念
8-2等截面杆件的载常数和形常数
8-3势能驻值原理和位移法
8-4连续梁及简单刚架的计算
8-5等截面杆的转角位移方程
8-6对称结构的计算
8-7温度改变和支座移动下的计算
8-8混合法和混合能原理
8-9变截面杆件的形常数和载常数
8-10空间刚架的计算
第九章 渐近法
9-1力矩分配法的基本概念
9-2力矩分配法解连续梁及无节点线位移的刚架
9-3剪力分配法的基本概念
9-4对称性的利用
9-5用渐近法分析温度改变及支座移动的影响
9-6力矩分配和剪力分配的交替应用
9-7静力法绘连续梁的影响线
9-8连续梁的内力包络图
第十章 结构矩阵位移法
10-1概述
10-2基本原理
10-3两端刚接的平面自由单元的分析
10-4连续梁及平面刚架的分析
10-5空间结构的分析
10-6子结构的应用
第十一章 结构的极限荷载
11-1概述
11-2静定梁的弹塑性分析
11-3单跨超静定梁的极限荷载
11-4比例加载情况下极限荷载的定理。
11-5连续梁的极限荷载
11-6刚架的极限荷载
11-7轴力和剪力对极限弯矩的影响
第十二章 杆系结构的稳定性
12-1稳定性的概念
12-2单自由度杆系的稳定性
12-3双自由度杆系的稳定性
12-4弹性等截面直杆的稳定性
12-5弹性等截面直杆偏心受压的稳定性
12-6具有弹性支承的弹性等截面直杆的稳定性
12-7变截面直杆的稳定性
12-8剪力对临界力的影响
12-9组合压杆的稳定性
12-10等截面直杆考虑轴力影响的转角位移方程
12-11用位移法求临界力
12-12刚架的临界力
12-13薄片梁的平面弯曲稳定性
12-14柱子在弹塑性阶段的稳定性
第十三章 杆系结构的动力计算
13-1概述
13-2单自由度结构的自由振动和受迫振动
13-3多自由度结构的自由振动和受迫振动
13-4无限自由度结构的自由振动和受迫振动
13-5能量法求自振频率
13-6矩阵迭代法求主振型及自振频率
附录一 稳定函数表
附录二 变分法概念
主要参考书目
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我最近有幸拜读了《工程力学:基础与应用》这本书,它以一种非常系统和深入的方式介绍了工程力学这一学科。从最基本的概念,比如力和力矩的叠加,到更复杂的应力、应变分析,作者都给出了清晰的阐述。我尤其欣赏书中对经典物理定律的回归,比如牛顿的三大运动定律,并在此基础上进行拓展,展现了它们在现代工程中的实际应用。书中大量的图示和案例分析,使得抽象的理论变得生动具体,我能够很直观地理解那些复杂的受力模型和变形过程。从材料力学角度出发,书中对不同材料的力学性能、失效模式进行了细致的探讨,这对于理解结构在不同载荷下的表现至关重要。此外,书中还穿插了不少历史典故和科学家的故事,让我在学习专业知识的同时,也感受到了科学发展的脉络和智慧的光芒。总的来说,《工程力学:基础与应用》是一本极具价值的教材,无论对于初学者还是有一定基础的学习者,都能从中获益良多。它不仅传授了知识,更培养了严谨的科学思维和解决工程问题的能力。

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这本书《结构分析:原理与实践》给我留下了深刻的印象,它如同一位经验丰富的工程师,带领我一步步解构复杂的工程难题。我非常赞赏作者在讲解结构分析方法时的循序渐进,从最简单的静定梁开始,逐渐过渡到超静定结构,并详细介绍了位移法和荷载法等关键技术。书中对于各种结构构件,如梁、柱、桁架、框架等的受力分析,都进行了详尽的推导和阐释,配以大量的计算实例,让我能够完全掌握每一步的操作。我尤其对书中关于结构动力学部分的处理感到惊喜,它不仅仅是简单地介绍了简谐振动,更是深入探讨了结构在地震、风荷载等动态作用下的响应,并提供了相应的分析工具和方法。这对于现代高层建筑和桥梁的设计来说,是不可或缺的知识。此外,书中还提及了一些先进的数值计算方法,例如有限元法在结构分析中的应用,虽然我暂时还未能深入钻研,但它为我打开了新的视野,让我意识到计算机技术在工程领域日益增长的重要性。

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最近翻阅了《建筑结构设计原理》,这本书给我带来了许多启发,它将理论知识与实际工程应用紧密地结合在了一起。从基础的荷载计算,到各种结构体系的选择,再到具体的构件设计,书中都进行了系统的介绍。我尤其欣赏作者在讲解荷载组合和安全系数时的严谨性,这直接关系到建筑物的安全和经济性。书中对于不同类型的建筑结构,如框架结构、剪力墙结构、筒体结构等,都进行了详细的分析,并给出了不同结构形式的优缺点和适用范围。我特别对书中关于抗震设计的部分感到震撼,它详细介绍了地震波的传播机理,以及结构在地震作用下的响应,并提供了多种抗震构造措施。这对于提高建筑物的抗震性能,保障人民生命财产安全具有极其重要的意义。书中还穿插了一些实际工程案例,通过分析这些案例,我能够更清晰地理解设计原理在实际工程中的应用,也体会到结构设计是一门艺术与科学的完美结合。

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《材料的力学行为》这本书,简直是材料科学领域的百科全书,我读完后感觉自己的知识体系得到了极大的扩充。它以一种非常全面的视角,剖析了各种工程材料在力学作用下的表现。从金属材料的屈服、断裂、疲劳,到高分子材料的粘弹性,再到陶瓷和复合材料的独特性能,书中都给出了细致入微的讲解。作者不仅关注宏观的力学性能,还深入到微观的晶体结构、位错运动等方面,解释了材料力学行为的根本原因。我印象最深的是关于材料失效的章节,它详细介绍了各种失效机理,以及如何通过材料选择、结构设计和工艺控制来提高材料的可靠性。书中丰富的图表和实验数据,为我提供了坚实的理论依据。而且,作者还非常关注材料在极端条件下的表现,比如高温、低温、腐蚀环境等,这对于航空航天、核能等领域的设计至关重要。这本书的阅读体验非常棒,它让我对材料的理解上升到了一个新的高度,也激发了我对材料科学更深入探索的兴趣。

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《工程优化设计方法》这本书,为我打开了通往高效工程设计的大门。它不仅仅是教授一些计算技巧,更是从根本上改变了我解决工程问题的思路。书中介绍了各种优化算法,从早期的梯度下降法,到后来的遗传算法、模拟退火法等,作者都给出了清晰的原理阐述和算法流程。我非常喜欢书中通过数学模型来描述工程问题的思路,以及如何利用优化技术来寻找最优解。它让我认识到,很多工程问题都可以转化为数学优化问题,并通过计算机程序来求解。书中大量的算例,涵盖了结构优化、参数优化、形状优化等多个方面,让我能够理解不同优化方法在不同场景下的应用。我尤其对书中关于多目标优化和鲁棒设计的讨论感到兴奋,这使得工程设计不再仅仅追求单一的最优,而是要在多个相互冲突的目标之间找到一个平衡点,并确保设计在不确定性因素下的可靠性。这本书的阅读体验让我受益匪浅,它不仅提升了我的计算能力,更重要的是培养了我解决复杂工程问题的系统化思维。

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