結構力學
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【作 者】主編 申向東
【I S B N 】978-7-5170-0483-7
【責任編輯】宋俊娥
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2013-01-28
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】336
【千字數】544
【印 張】21
【定 價】¥38
【叢 書】高等院校“十二五”精品規劃教材
【備注信息】
簡介
本書特色
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章節列表
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本書按照教育部力學教學指導委員會擬定的《結構力學課程教學基本要求》并結合土建類、水利類、農業工程類不同專業的需求編寫,旨在適應普通高等院校復合型、應用型人才培養的需求和實際。本書是內蒙古農業大學、大連海洋大學和洛陽理工學院等多所院校的教師在長期從事結構力學課程教學、科研及工程實踐的基礎上編寫的,反映了幾所高校的結構力學教學經驗與成果。
本書主要內容包括緒論、平面體系的幾何組成分析、靜定結構的內力分析、結構的位移計算、力法、位移法、漸近法計算超靜定結構、影響線及其應用、矩陣位移法、結構動力學簡介。為便于學習,全書各章均附有小結、復習思考題和習題,以及部分習題答案。
本書可作為高等院校水利、土建、農業工程等各專業結構力學課程的教材,也可作為其他專業和有關工程技術人員的參考書。
總結編者多年的教學經驗,力求做到文字精煉、表述嚴謹,層次分明,概念準確。
以“基本概念、基本原理、基本方程”為主線,以結構工程實際為背景,以培養學生的結構分析能力為目標,來安排全書的章節內容及相關實例、習題等。
兼顧土建類、水利類、農業工程類不同專業和其它學科專業的學時需求,內容選編上達到多學時專業要求的廣度和深度,中、少學時在教學中可適度取舍。
本書為高等院校“十二五”精品規劃教材,以普通高等院校培養和造就“厚基礎、廣適應”的復合型、應用型人才為宗旨,結合土建類、水利類、農業工程類相關專業培養目標和教學要求編寫的,編寫過程中注意吸取近年來出版的相關教材的長處,又盡量反映內蒙古農業大學、大連海洋大學和洛陽理工學院3所院校諸位編者多年來的教學經驗,并力求做到文字精煉、表述嚴謹,層次分明,概念準確。為使本書具有較廣的適應面,還注意到了土建類、水利類、農業工程類不同專業和其他學科專業的學時需求,內容選編上達到多學時專業要求的廣度和深度,中、少學時在教學中可適度取舍。
本書的編寫本著以“基本概念、基本原理、基本方程”的三基為主線;以結構工程實際為背景;以培養學生的結構分析能力為目標,來安排全書的章節內容及相關實例、習題等。本書主要內容包括緒論、平面體系的幾何組成分析、靜定結構的內力分析、結構的位移計算、力法、位移法、漸近法計算超靜定結構、影響線及其應用、矩陣位移法、結構動力學簡介。為便于學習,全書各章均附有小結、復習思考題和習題,以及部分習題答案。
參加本書編寫工作的有:李平(第1章、第2章),周海龍(第3章),高潮(第4章),申向東(第5章),李紅云(第6章),周海龍、伍迪(第7章),余報楚(第8章),梁莉(第9章),王海龍(第10章)。本書由申向東任主編,高潮、李平、李紅云、伍迪任副主編。
本書在編寫過程中,吸收、引用了部分國內優秀結構力學教材的觀點、例題及習題。編者在此謹向這些教材的編著者深表感謝。
本書的編寫和出版得到了中國水利水電出版社、大連海洋大學、內蒙古農業大學、洛陽理工學院的大力支持和幫助,謹在此表示衷心的感謝。
在編寫過程中,編寫者、編輯出版者雖夙興夜寐、盡心盡力,但限于編者水平,書中難免有不少缺點錯誤,敬請讀者批評指正。
第1章 緒論 1
1.1 結構力學的研究對象和任務 1
1.1.1 結構和結構的分類 1
1.1.2 結構力學的研究對象 2
1.1.3 結構力學的研究任務 3
1.1.4 結構力學的學習方法 3
1.2 工程結構實例和計算簡圖 3
1.2.1 計算簡圖的定義及其選擇原則 3
1.2.2 計算簡圖的簡化要點 3
1.2.3 工程結構實例 6
1.3 平面桿件結構的分類 8
1.3.1 按結構組成和受力特點分類 8
1.3.2 按計算方法的特點分類 10
1.4 荷載的性質與分類 10
1.5 基本假設 10
本章小結 11
第2章 平面體系的幾何組成分析 12
2.1 概述 12
2.2 幾何組成分析的基本概念 12
2.2.1 自由度(Degree of freedom) 12
2.2.2 約束 13
2.2.3 多余約束 13
2.2.4 虛鉸(瞬鉸) 15
2.2.5 體系的計算自由度 15
2.3 幾何不變體系的組成規則 16
2.3.1 規則一 兩剛片規則 16
2.3.2 規則二 三剛片規則 17
2.3.3 規則三 二元體規則 17
2.4 瞬變體系與常變體系 18
2.5 幾何組成分析的步驟、方法和示例 19
2.6 體系的幾何組成與靜力特性的關系 20
2.7 無窮遠鉸的幾何組成規則 21
2.7.1 一個虛鉸在無窮遠處 21
2.7.2 兩個虛鉸在無窮遠處 21
2.7.3 三個虛鉸在無窮遠處 22
本章小結 22
思考題 23
習題 23
習題參考答案 26
第3章 靜定結構的內力分析 27
3.1 靜定結構內力計算的一般原則 27
3.1.1 靜定結構內力計算的一般概念 27
3.1.2 內力與荷載集度之間的三種關系 29
3.1.3 直桿彎矩圖的疊加法 31
3.1.4 靜定結構的內力圖 32
3.2 多跨靜定梁 37
3.2.1 多跨靜定梁的幾何組成分析 38
3.2.2 多跨靜定梁的內力計算 39
3.2.3 多跨靜定梁在間接荷載作用下的
內力計算 42
3.3 靜定平面剛架 43
3.3.1 靜定平面剛架的幾何組成形式 43
3.3.2 靜定平面剛架的力學特點 44
3.3.3 靜定平面剛架的桿端內力的計算及
內力圖繪制 45
3.4 三鉸拱 55
3.4.1 概述 55
3.4.2 三鉸拱的內力計算 57
3.4.3 三鉸拱的合理拱軸線 63
3.5 靜定平面桁架 66
3.5.1 概述 66
3.5.2 內力計算 68
3.5.3 平面梁式桁架受力性能的比較 74
3.6 靜定組合結構 76
3.6.1 組合結構的概念 76
3.6.2 組合結構的內力計算 77
3.7 靜定結構的靜力特性 80
3.8* 零載法判別復雜體系的幾何組成 82
本章小結 84
思考題 85
習題 87
習題參考答案 95
第4章 結構的位移計算 98
4.1 概述 98
4.1.1 結構位移的概念 98
4.1.2 結構位移產生的原因 98
4.1.3 計算結構位移的目的 99
4.1.4 結構位移計算的有關假設 99
4.2 變形體的虛功原理 100
4.2.1 虛功 100
4.2.2 剛體的虛功原理 101
4.2.3 變形體的虛功原理 106
4.3 計算結構位移的一般公式——單位
荷載法 108
4.4 靜定結構在荷載作用下的位移計算 110
4.5 圖乘法 114
4.5.1 圖乘法的計算公式 114
4.5.2 圖乘法的分段和疊加 115
4.6 靜定結構在非荷載因素作用下的
位移計算 123
4.6.1 靜定結構由于溫度改變的
位移計算 123
4.6.2 靜定結構由于支座移動引起的
位移計算 126
4.7 線彈性結構的互等定理 127
4.7.1 虛功互等定理 127
4.7.2 位移互等定理 128
4.7.3 反力互等定理 128
4.7.4 反力位移互等定理 129
4.8 空間剛架的位移計算公式 130
本章小結 131
思考題 131
習題 131
習題參考答案 133
第5章 力法 134
5.1 超靜定結構概述 134
5.1.1 超靜定結構的特性 134
5.1.2 求解超靜定結構的一般方法 135
5.2 力法的基本概念 136
5.2.1 力法的基本思路 136
5.2.2 力法的基本體系 137
5.2.3 力法的基本方程 137
5.3 超靜定次數的確定 138
5.4 力法的典型方程 140
5.5 力法的計算步驟和示例 142
5.5.1 超靜定桁架結構 142
5.5.2 超靜定梁 143
5.5.3 超靜定剛架 145
5.5.4 超靜定拱 147
5.5.5 求解步驟 150
5.6 對稱性的利用 151
5.6.1 對稱結構 151
5.6.2 對稱荷載與反對稱荷載 151
5.6.3 對稱結構的計算 152
5.6.4 取半邊結構計算 153
5.7 支座移動和溫度改變時的計算 157
5.7.1 支座移動時的計算 157
5.7.2 溫度內力的計算 159
5.8 超靜定結構位移的計算 159
5.8.1 超靜定結構在荷載作用下的
位移計算 159
5.8.2 超靜定結構多因素位移計算公式 160
5.8.3 綜合因素影響下的位移公式 162
5.8.4 超靜定結構計算的校核 162
5.9 超靜定結構的特性 164
本章小結 165
思考題 166
習題 167
習題參考答案 172
第6章 位移法 174
6.1 位移法的基本概念 174
6.2 基本未知量的確定 176
6.2.1 結點角位移 177
6.2.2 結點線位移 177
6.3 等截面桿件的剛度方程 178
6.3.1 正負規定 178
6.3.2 轉角位移方程 179
6.4 位移法示例 182
6.4.1 無側移剛架 183
6.4.2 有側移剛架 186
6.4.3 對稱結構 192
6.5 位移法的基本體系與典型方程 195
6.5.1 位移法的基本體系 195
6.5.2 位移法的典型方程 196
6.6 支座移動和溫度改變時的計算 201
6.6.1 支座移動 201
6.6.2 溫度變化 202
本章小結 204
思考題 205
習題 205
習題參考答案 210
第7章 漸近法計算超靜定結構 213
7.1 力矩分配法的基本概念 213
7.1.1 轉動剛度 213
7.1.2 傳遞系數 214
7.1.3 分配系數 214
7.1.4 單結點的力矩分配 216
7.2 力矩分配計算連續梁和無側移剛架 219
7.3 力矩分配法和位移法的聯合運用 226
7.4 無剪力分配法 228
7.5* 多層多跨剛架的近似計算方法 232
7.5.1 分層計算法 232
7.5.2 反彎點法 234
本章小結 236
思考題 237
習題 237
習題參考答案 241
第8章 影響線及其應用 242
8.1 影響線的基本概念 242
8.2 用靜力法作影響線 242
8.3 機動法作影響線的基本原理 247
8.4 影響線的應用 251
8.5 簡支梁內力包絡圖 255
8.6 用機動法作單跨靜定梁的影響線 257
8.7 連續梁的內力包絡圖 259
本章小結 261
思考題 262
習題 262
習題參考答案 264
第9章 矩陣位移法 266
9.1 概述 266
9.2 單元剛度矩陣 267
9.2.1 桁架單元的剛度矩陣 268
9.2.2 連續梁單元的剛度矩陣 269
9.2.3 剛架單元的剛度矩陣 269
9.2.4 單元剛度矩陣的性質 271
9.3 單元剛度矩陣的坐標變換 272
9.3.1 平面桁架單元的坐標變換 272
9.3.2 平面剛架單元的坐標變換 274
9.4 整體分析 274
9.5 非結點荷載的處理 281
9.6 矩陣位移法示例 283
本章小結 286
思考題 286
習題 287
習題參考答案 287
第10章 結構動力學簡介 289
10.1 概述 289
10.1.1 結構動力計算的研究內容 289
10.1.2 動力荷載的分類 289
10.2 動力自由度 290
10.2.1 質量集中法 291
10.2.2 廣義坐標法 292
10.2.3 有限元法 293
10.3 單自由度體系的振動分析 294
10.3.1 單自由度體系的自由振動 294
10.3.2 單自由度體系的受迫振動 297
10.3.3 阻尼對振動的影晌 302
10.4 多自由度體系的振動分析 306
10.4.1 多自由度體系的自由振動 306
10.4.2 多自由度體系的受迫振動 318
本章小結 323
思考題 323
習題 324
習題參考答案 326
主要參考文獻 328