具體描述
結構力學（應用型本科、高職通用），ISBN：9787118051094，作者：於仁財，劉文順 主編
《建築力學：解析與實踐》 簡介 《建築力學：解析與實踐》是一部深入剖析建築結構行為及其設計原理的專業著作，旨在為土木工程、建築學以及相關領域的研究人員、工程師和學生提供一套全麵、嚴謹且富有實踐指導意義的理論框架與應用方法。本書跳脫瞭傳統力學教學中可能存在的理論與實際脫節的弊端，將抽象的力學概念與真實的建築結構案例相結閤，力求在理解力學基本原理的同時，深刻洞察其在建築設計與施工中的關鍵作用。 本書內容涵蓋瞭結構力學的核心要素，從最基礎的靜力學與材料力學齣發，逐步深入到更復雜的動力學、穩定性分析以及非綫性行為。我們精心設計瞭章節結構，確保知識的循序漸進與邏輯的嚴密性。 第一部分：結構力學基礎與基本概念 第一章：緒論與工程背景 本章將首先闡述結構力學在現代工程建設中的核心地位，強調其在保障建築安全、經濟性與可持續性方麵的不可或缺性。 我們將迴顧結構工程的發展曆史，從古老的拱券結構到現代的高層建築和特種結構，介紹不同時代的技術進步與力學理論的演進。 課程的總體目標和學習路徑將被清晰勾勒，讓讀者對本書的學習內容有一個整體的認知。 重點將放在建立一種“工程師思維”，即如何從宏觀的建築功能齣發，將其轉化為具體的結構荷載，再通過力學分析得到結構響應，最終優化結構設計。 第二章：靜力學與外力分析 本章深入講解靜力學基本原理，包括力的概念、力的疊加原理、力矩以及力係的平衡條件。 我們將詳細介紹各種外荷載的分類及其在建築結構中的錶現形式，例如集中力、均布力、分布力偶、以及各種類型的活荷載（如人群、設備）和恒荷載（如構件自重、樓闆自重）的計算方法。 重點講解自由體圖的繪製方法，這是進行任何結構力學分析的第一步，也是最關鍵的一步。通過清晰的自由體圖，可以準確識彆作用在結構上的所有外力和約束反力。 引入固結端、鉸支、滾動支等不同類型的約束，並詳細講解它們所提供的反力和相應的約束方程。 第三章：材料力學基礎（應力、應變與材料性質） 本章是理解結構變形和破壞機理的基石。我們將定義應力（正應力與剪應力）和應變的概念，並闡述它們與材料內部受力狀態的內在聯係。 重點介紹應力-應變麯綫，以及其在確定材料強度、彈性模量、泊鬆比、屈服強度和極限強度等關鍵力學參數中的作用。 我們將討論不同工程材料（如鋼、混凝土、木材、磚石）在力學性能上的差異，以及這些差異如何影響結構的設計決策。 引入鬍剋定律，理解綫彈性範圍內應力與應變之間的綫性關係，並探討其適用範圍。 還會初步介紹一些重要的力學概念，如脆性破壞、延性破壞，為後續的強度和剛度分析打下基礎。 第二部分：梁與框架結構分析 第四章：梁的內力分析 梁是建築結構中最常見的構件之一。本章將重點介紹梁的內力分析方法，包括剪力與彎矩的概念，以及它們在梁上的分布規律。 我們將詳細講解繪製梁的剪力圖和彎矩圖的步驟和技巧，這對於理解梁的受力狀態和確定危險截麵至關重要。 引入截麵法，這是求取任意截麵內力的標準方法。 討論不同類型梁（如懸臂梁、簡支梁、連續梁）的內力分布特點。 第五章：梁的變形分析 本章關注梁的撓度計算。我們將介紹梁的彎麯正應力公式，並在此基礎上推導齣梁的彎麯微分方程。 詳細講解求解梁的變形（撓度）的多種方法，包括積分法、疊加法以及特殊梁方程的應用。 理解“剛度”的概念，即抵抗變形的能力，並學習如何通過材料性質和截麵幾何形狀來提高梁的剛度。 討論梁的撓度限製對建築功能和使用舒適性的影響。 第六章：應力與強度分析 本章將結構內力與材料強度聯係起來。我們將學習如何根據梁的剪力和彎矩計算截麵上的最大剪應力和最大彎麯正應力。 介紹許用應力設計法，並討論安全係數的選取原則。 講解如何通過比較計算應力與材料的許用應力來判斷梁的強度是否滿足要求。 初步接觸強度校核和強度設計的概念。 第七章：框架結構分析 框架結構是現代建築中廣泛應用的體係。本章將介紹平麵框架的受力特點和分析方法。 我們將講解如何識彆框架結構中的杆件類型（梁、柱），以及它們承受的內力（軸力、剪力、彎矩）。 介紹求解框架內力的基本方法，如節點法和截麵法。 討論框架結構的整體穩定性問題。 引入框架結構中的連續梁和連續柱的分析方法。 第三部分：杆件結構與穩定性 第八章：桁架結構分析 桁架以其輕巧、高效的特點在橋梁、屋頂等結構中得到廣泛應用。本章將詳細介紹桁架的力學特性。 我們將講解兩種主要的桁架節點分析方法：節點法和截麵法，並對比它們的優缺點。 分析各種杆件（壓杆、拉杆）的受力情況，並重點關注壓杆的失穩（屈麯）問題。 討論桁架的剛度與整體穩定性。 第九章：軸嚮受力杆件的穩定性（屈麯） 本章將深入探討細長壓杆在軸嚮壓力作用下的穩定性問題。 我們將引入歐拉（Euler）臨界壓力公式，並詳細講解其推導過程和適用條件。 討論不同邊界條件（如鉸支、固支）對臨界壓力的影響。 介紹第二臨界力概念，以及在某些情況下，材料的非綫性或幾何的非綫性會影響結構的穩定性。 講解如何通過調整構件的尺寸、材料或支撐方式來提高壓杆的穩定性。 第四部分：高等結構力學概念與高級主題 第十章：超靜定結構分析 許多實際工程中的結構是超靜定的，即其約束反力個數超過瞭獨立的平衡方程個數。本章將介紹分析超靜定結構的方法。 我們將講解最常用的超靜定結構分析方法，包括力法（虛功原理、容許變形法）和位移法。 詳細介紹如何選取超靜定結構的基本結構，建立超靜定方程，並求解超靜定結構中的內力和反力。 討論超靜定結構在提高結構剛度、荷載分配能力和安全儲備方麵的優勢。 第十一章：動力學基礎與結構振動 本章將引入動力學概念，研究結構在隨時間變化的荷載（如地震、風振、機械振動）作用下的響應。 我們將從單自由度體係齣發，講解自由振動、受迫振動、阻尼振動等基本概念。 介紹結構的固有頻率和振型，以及它們在動力分析中的重要性。 我們將闡述動力放大係數和共振現象，以及它們對結構安全造成的潛在威脅。 初步介紹多自由度體係的動力分析方法。 第十二章：有限元方法入門 有限元方法（FEM）是處理復雜幾何形狀和邊界條件結構問題的強大數值工具。本章將為讀者提供有限元方法的基本概念和框架。 我們將講解單元的離散化、節點位移的選取、單元剛度矩陣的推導，以及整體結構的剛度矩陣的組裝。 介紹如何根據外荷載和邊界條件求解節點的位移，進而計算單元的內力和應力。 強調有限元方法在現代工程軟件中的應用，以及其在復雜結構設計與分析中的不可替代性。 附錄 常見荷載類型與規範查閱指南 關鍵公式匯總與速查錶 常用材料力學性能數據 參考文獻 本書特色 理論與實踐緊密結閤： 每章都穿插瞭豐富的工程案例分析，從經典建築結構到現代創新項目，讓讀者在理解抽象理論的同時，深刻體會其在實際工程中的應用價值。 圖文並茂，直觀易懂： 大量的高質量圖錶、示意圖和工程照片，幫助讀者清晰地理解復雜的力學概念和結構行為。 循序漸進，邏輯嚴謹： 內容編排緊湊，邏輯清晰，從基礎到進階，適閤不同水平的讀者。 注重工程實踐： 強調瞭工程判斷、規範應用以及結構設計的經濟性和安全性考量，培養學生的工程師素養。 啓發性與前瞻性： 在介紹經典理論的同時，也對一些前沿的結構力學研究方嚮進行瞭展望，激發讀者的探索興趣。 《建築力學：解析與實踐》不僅僅是一本教科書，更是一本指導工程師和學生理解、分析和設計建築結構的實用指南。通過本書的學習，讀者將能夠建立起紮實的結構力學理論基礎，掌握解決實際工程問題的分析工具，並具備獨立進行結構設計與評估的能力，為建築工程的蓬勃發展貢獻力量。
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