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页数:42

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出版时间:2001-1

价格:14.50元

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isbn号码:9787535927040

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建筑结构力学基础 本书导读： 在工程领域，对建筑结构进行精确的力学分析是确保结构安全、经济、适用的基石。本书《建筑结构力学基础》旨在为土木工程、结构工程、建筑学以及相关领域的学生、初级工程师和技术人员提供一套全面、深入且实用的结构力学理论体系和分析方法。我们不探讨任何与折纸艺术、手工制作或DIY活动相关的内容，本书的全部篇幅专注于严谨的力学原理和工程应用。 --- 第一部分：结构力学的基本概念与静力学分析 本部分将奠定读者理解复杂结构问题的理论基础，从最基本的力、力矩概念入手，逐步深入到物体平衡和结构内力分析。 第一章：结构力学的基本概念 结构、构件与材料的定义： 明确区分结构、主要构件（如梁、柱、板、拱）以及它们所受载荷的类型（集中力、分布力、力偶）。 理想化模型： 介绍将复杂工程结构简化为理想化模型（如理想刚体、理想铰接、理想固结）的方法和必要性。 约束与反力： 详细阐述不同类型的支座（如铰支、滑动支座、固定端）所提供的约束，并教授如何根据静力平衡条件（$sum F_x = 0, sum F_y = 0, sum M = 0$）精确计算结构的反力。 结构分类： 基于几何组成和约束条件，对梁、桁架、框架等进行初步分类，并引入超静定与静定结构的判别标准。 第二章：材料的应力与应变 本章聚焦于材料内部响应，这是连接外部载荷与结构安全性的桥梁。 应力概念： 定义正应力、剪应力及其在截面上的分布规律。介绍柯西应力状态，分析复杂应力场的分解与组合。 应变概念： 阐述线应变、角应变，以及应变与位移之间的关系。 本构关系——胡克定律： 深入探讨线弹性材料的应力-应变关系，引入杨氏模量（弹性模量）、泊松比和剪变模量，以及它们在三维应力状态下的广义胡克定律。 应力分析： 重点讲解平面图形的几何性质——面积惯性矩（$I$）和形心轴，以及截面模量（$W$）在梁弯曲强度计算中的应用。 材料试验： 简要介绍拉伸试验曲线（屈服点、抗拉强度、断裂韧性），并讨论材料的各向异性对力学行为的影响。 第三章：静定梁的内力分析 这是结构力学计算的核心技能之一。 剪力与弯矩图（SFD & BMD）： 系统讲解如何利用截面法，结合平衡方程，推导梁的剪力（$V$）和弯矩（$M$）的分布规律。 微元体分析： 推导剪力和弯矩之间的微分关系（$frac{dV}{dx} = -w(x)$ 和 $frac{dM}{dx} = V$），用以快速绘制内力图。 典型载荷下的内力图： 详细分析集中力、均布荷载以及梯形荷载作用下静定梁的剪力图和弯矩图的绘制技巧。 超静定结构的初步接触： 引入超静定结构的概念，指出它们无法仅靠静力平衡方程求解，需引入变形相容条件（将在后续章节深入）。 --- 第二部分：结构变形与位移计算 结构不仅要强度可靠，还必须满足刚度要求。本部分侧重于如何计算和控制结构的变形。 第四章：梁和框架的位移计算 虚功原理与单位力法： 详细介绍虚功原理（Castigliano定理的前身），并重点讲解单位力法（或称为互等定理）在计算梁和简单框架位移中的应用，包括对弯曲、轴向和剪切变形的贡献计算。 挠度线方程： 介绍欧拉-伯努利梁理论，推导出著名的挠度微分方程：$EI frac{d^4 v}{dx^4} = q(x)$。 积分法（Double Integration Method）： 系统讲解如何通过对微分方程进行两次或四次积分，结合边界条件，求解梁的转角和挠度。 弯矩-面积法（Mohr's Method）： 介绍如何利用弯矩图的“投影”来计算梁端部的转角和位移，这是工程实践中快速估算变形的有力工具。 第五章：桁架的变形分析 桁架的位移计算： 专门针对桁架结构，采用虚功原理结合杆件的轴向变形（$Delta L = frac{PL}{AE}$）来计算节点位移，强调其与梁结构计算方法的区别。 --- 第三部分：超静定结构的分析方法 本部分是结构力学理论走向工程实践的关键。超静定结构由于冗余约束，必须采用变形条件（相容性）来辅助求解。 第六章：力的基本方法——变形几何法（刚度法基础） 超静定性的确定与冗余度： 重新审视结构自由度，计算结构的静定次数。 力的平衡方程与变形相容方程： 阐述力的基本方法（或称为变形法）的核心思想——将超静定结构拆解为基本静定结构，引入未知反力（多余约束力），利用变形条件来建立求解方程。 超静定梁和框架的求解： 详细演示如何通过“力法方程”来求解一次、二次超静定梁和简单框架。 第七章：位移的基本方法——变形的位移法（柔度法基础） 位移法的基本原理： 介绍位移法的核心——将结构分解为自由节点，以节点位移为基本未知数。 位移法方程的建立： 讲解如何通过计算单元刚度矩阵（针对梁单元和桁架单元）来构建整体平衡方程（$P = K cdot Delta$）。 超静定框架的应用： 侧重于应用位移法分析无侧移和有侧移的超静定框架，包括如何处理节点荷载和约束刚性。 --- 第四部分：组合结构与稳定分析 第八章：弯曲、剪切与扭转的组合作用 组合应力分析： 讲解梁在横向和扭转载荷共同作用下的复合应力状态，如何应用莫尔圆的概念来判断最大主应力和最大剪应力。 组合截面设计： 分析工字形、槽形截面在剪切和弯曲共同作用下的应力分布特点。 压杆的稳定性分析——欧拉公式： 引入结构失稳的概念，推导细长压杆的临界屈曲载荷的欧拉公式，讨论有效长度系数（$ mu $）对稳定性的影响。 影响稳定性的因素： 讨论截面形状、支座条件以及初始缺陷对压杆失稳荷载的实际影响，并简要介绍非弹性屈曲理论的背景。 附录： 常用结构材料的力学性能表 常用截面的几何特性表 结构力学常用积分公式速查表 本书严格遵循工程教育标准，内容严谨，图例丰富，旨在帮助读者彻底掌握分析和设计工程结构所需的结构力学核心知识体系，为后续的结构设计、抗震分析及有限元方法学习打下坚实的基础。全书无任何与非工程技术、手工艺术或娱乐活动相关的内容。

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