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《结构力学基础》 作者： 钱立德 教授 出版社： 科技文献出版社 出版日期： 2023年9月 --- 内容提要 《结构力学基础》旨在为土木工程、机械工程、航空航天工程等领域的学生和工程师提供一套全面、深入且严谨的结构力学理论与应用知识体系。本书聚焦于如何精确分析和设计各种工程结构在外部载荷作用下的内力、变形与稳定性，是理解和掌握现代工程结构设计核心原理的基石。 本书内容组织逻辑清晰，从最基础的力系平衡原理出发，逐步过渡到更复杂问题的分析。我们坚信，只有深刻理解了力的本质和平衡的规律，才能有效地对结构进行量化评估。 第一部分：静力学基础与结构基本概念 本部分为后续所有分析奠定坚实的基础。我们首先详细阐述了平面与空间力系的平衡条件，这是所有结构分析的起点。通过大量的实例，读者将熟练掌握如何建立自由体图，准确分解和计算外部载荷与约束反力。 结构的基本概念，如结构的组成、分类（静定与超静定结构）、梁、桁架、框架等典型构件的特性，在本章得到了细致的讲解。尤其对于静定结构的内力（轴力、剪力、弯矩）计算，本书采用了图解法和解析法相结合的方式，重点讲解了剪力图和弯矩图的绘制规则，强调了这些图线在描述结构内部状态时的物理意义和相互关系。 第二部分：结构的变形分析 结构分析的另一核心要素是变形。本部分系统地介绍了结构变形的计算方法，这是判断结构是否满足使用性要求的关键。 材料力学回顾与扩展： 我们简要回顾了材料应力和应变的基本关系，随后重点讨论了位移和转角的计算。 位移计算方法： 本书详细介绍了虚功原理（单位力法）、卡氏定理（第二定理），以及相关的能量法。这些方法是求解复杂结构位移和超静定结构内力的理论核心。针对梁和框架，我们深入探讨了挠度线方程的建立和积分求解过程，强调了边界条件在确定唯一解中的决定性作用。 桁架的位移分析： 针对桁架结构，我们专门用一章内容，结合虚功原理，讲解了如何高效计算节点位移。 第三部分：超静定结构分析 在实际工程中，大多数结构都是超静定的。本部分是本书的重点和难点所在，旨在提供可靠的分析工具。 力法（挠度系数法）： 详细讲解了力法的基本思想——将超静定结构分解为基本体系和多余约束力。通过建立柔度系数矩阵，推导出超静定方程。本书提供了大量关于如何选择主梁、确定柔度系数的实例，使读者能熟练处理一次或多次超静定的梁和框架。 位移法（帕多瓦法）： 介绍位移法的基本步骤，即首先确定位移的基本未知量（节点转角和位移），然后建立刚度方程。重点讲解了对约束反力、端部内力和初始刚度矩阵的求解过程。本书特别关注了对非标准节点和连续梁的处理技巧。 力法与位移法的综合应用： 探讨了在特定工程问题中，如何根据结构特点选择最经济、最简便的分析方法。 第四部分：结构稳定性理论 结构在受压或受弯时，可能因几何构型突变而发生失稳，这是结构失效中最危险的形式之一。本部分专注于稳定性分析。 欧拉临界力公式的推导与应用： 详细推导了细长杆件的临界屈曲载荷公式，并讨论了不同端部约束条件对临界力的影响。 轴心受压构件的失稳分析： 介绍了比率（长细比）的概念，并结合材料的屈服强度，阐述了工程中判断受压杆件是否屈曲的实际标准。 框架的侧向稳定性： 扩展到更复杂的框架结构，探讨了框架侧向扭转失稳的判据，为高层建筑和空间结构的设计提供理论指导。 第五部分：矩阵结构分析导论 为了适应现代计算机辅助工程（CAE）的发展趋势，本书在最后引入了矩阵结构分析的初步概念。 刚度与柔度矩阵的系统表达： 将第三部分介绍的力法和位移法提升到矩阵代数的高度，展示如何构建全局刚度矩阵和柔度矩阵。 计算机求解流程： 简要概述了如何将结构离散化为有限元模型的基本思想，帮助读者理解现有结构分析软件的工作原理，为进一步学习有限元方法打下坚实的理论基础。 本书特色： 1. 理论与实践紧密结合： 每一章均配有大量的典型例题和习题，这些例题的设计覆盖了从简单到复杂的各种实际工程场景。 2. 严谨的推导过程： 所有重要公式的推导都详尽无遗，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。 3. 现代分析方法的引入： 适度引入了矩阵方法，使本书内容兼具经典理论的深度和面向现代工程应用的广度。 4. 清晰的图示表达： 大量使用清晰的结构受力图、变形图和力图，辅助理解抽象的力学概念。 适用对象： 本书主要面向土木工程、结构工程、交通运输工程、工程力学等专业本科高年级学生及研究生，同时也是结构工程师、结构设计人员进行理论回顾与深入学习的优秀参考书。掌握本书内容，将使读者具备独立分析和设计静定、超静定结构，并对结构稳定性有深刻认识的能力。
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