建筑力学

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出版者:中国建材工业出版社
作者:钟光珞
出品人:
页数:289
译者:
出版时间:2002-4
价格:24.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787801592491
丛书系列:
图书标签:
  • Technologie
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具体描述

《建筑力学》从力学知识的统一性和连贯性出发,淡化了理论力学、材料力学和结构力学三者之间的明显分界,重在杆件和结构的力学计算与分析,目的是使学生掌握结构分析的基本概念和方法,为后续课程打下良好力学基础。另外,在内容上注意适当的删繁就简,突出重点,便于学生对于基本内容的掌握。

结构设计与材料的深度探索:一本关于工程力学前沿的读物 导言:超越基础,迈向精深 本书旨在为结构工程、土木工程以及相关领域的专业人士和高阶学生提供一个深入、全面且具有前瞻性的视角,探讨工程力学领域中那些决定现代结构安全与效率的核心议题。我们避开了基础静力学和材料性能的初级介绍,而是将焦点聚集在复杂荷载下的结构响应、先进材料的本构关系、非线性分析的理论基础,以及在极端条件下的结构韧性设计。这本书不是一本习题集,而是一部关于如何将理论转化为可靠、创新工程实践的工具书。 第一部分:连续介质力学的高级表达 本部分深入探究了描述结构行为所必需的数学框架——连续介质力学。我们从拉格朗日和欧拉描述的视角出发,细致剖析了有限应变理论在描述大变形结构(如膜结构、柔性屋顶)中的必要性与应用。 应力与应变张量的深化: 我们详细阐述了柯西应力张量、第一和第二拉格朗日应力张量之间的转换关系,特别关注了在材料非线性分析中选择合适应力度量(如Kirchhoff应力)的重要性。应变测量方面,本书聚焦于Green-Lagrange应变张量,并解释了其在计算结构稳定性和残余应力时的优势。 本构关系与材料模型: 突破传统的胡克定律,本书将大量的篇幅用于讨论弹塑性本构模型。重点分析了延展性材料的屈服准则,如Von Mises和Tresca准则,并详细推导了这些准则在平面应力和三维应力状态下的等效应力计算方法。此外,对于需要考虑时间效应的结构(如混凝土、聚合物),我们引入了粘弹性与粘塑性理论,特别是Maxwell、Kelvin-Voigt模型的组合应用,以及如何利用广义Maxwell模型来预测长期变形。对于复合材料和梯度材料,本书提供了横观力学(Micromechanics)的简化模型,用以预测宏观性能。 平衡方程与边界条件: 我们将平衡方程置于变形体的一般形式中讨论,强调了在考虑体积力(如地震力、风荷载)时,惯性力项在动力学分析中的精确表达。边界条件不再局限于简单的固定或简支,而是深入探讨了接触力学的基本原理,包括库仑摩擦定律在结构接触面处的应用,以及如何使用罚函数法或增广拉格朗日乘子法在数值模拟中处理非光滑接触。 第二部分:结构稳定性与非线性分析的挑战 现代工程对结构的可靠性要求极高,这使得结构失稳和非线性响应成为设计的核心难点。本部分致力于解决这些复杂问题。 经典与非经典的屈曲理论: 在欧拉屈曲理论的基础上,本书详细剖析了梁的非线性微分方程,特别是考虑了剪切变形(Timoshenko梁理论)和几何非线性(大挠度效应)的影响。对于薄壁结构,我们采用能量法推导了临界屈曲荷载,并讨论了初始缺陷敏感性对实际屈曲载荷的影响。对于受压柱,本书探讨了第二阶理论(P-Delta效应)在框架结构中的应用,以及如何通过规范化的系数来评估其影响。 几何非线性与弧长法: 当结构发生显著位移时,刚度矩阵会随之变化。本书详细介绍了全非线性分析的迭代求解过程,特别是牛顿-拉夫逊法在处理载荷-位移曲线中的非线性段的应用。更重要的是,我们深入讲解了弧长法(Arc-Length Method),包括Riks方法和Modified Riks方法,阐明它们如何有效地追踪承载力下降区域(如屈曲后承载阶段)的平衡路径,从而避免传统步进法在临界点附近的失效。 材料非线性与塑性铰: 结合第一部分提出的弹塑性模型,本章侧重于如何将塑性应变增量纳入求解过程。对于框架结构,我们引入了塑性铰(Plastic Hinge)的概念,并讨论了如何根据塑性铰的分布来预测结构最终的破坏模式(如塑性铰形成机制)。在纤维层合板中,我们探讨了最大应力/应变准则在识别铺层失效点时的局限性,并引入了更精确的 Tsai-Wu 复合材料失效准则。 第三部分:动力学响应与耗能机制 结构在地震、风振等动态荷载下的表现是其安全性的关键指标。本部分聚焦于结构的振动特性、模态分析和主动/被动控制。 自由振动与模态分析: 从运动微分方程出发,本书推导出具有质量矩阵 ($M$)、阻尼矩阵 ($C$) 和刚度矩阵 ($K$) 的广义特征值问题。我们详细解释了如何通过子空间迭代法或Lanczos算法高效地提取结构的前若干阶固有频率和振型。特别关注了非比例阻尼系统的解耦问题,并介绍了Jordan法在求解这类系统响应中的应用。 响应谱与时间历史分析的比较: 对于地震工程,本书对比了响应谱法(适用于线弹性系统)与非线性时间历史分析的适用范围和精度。在时间历史分析中,我们详细讨论了积分方法(如Central Difference, Newmark-$eta$法)的稳定性和精度权衡,强调了选择合适的数值阻尼对结果保真的重要性。 先进耗能与隔震技术: 结构耗能是提高抗震能力的重要手段。我们深入研究了粘滞阻尼器(Viscous Dampers)的力学模型,并分析了其耗能特性与结构位移的相关性。对于基础隔震系统,本书不仅讨论了铅芯橡胶支座的非线性特性,还探讨了摩擦摆支座在提供额外恢复力和耗能方面的优势,并给出了如何根据结构周期和场地特性来设计隔震层刚度和阻尼比的工程准则。 结论:结构工程的未来视野 本书的最终目标是培养读者从力学原理层面出发,解决复杂工程问题的能力。我们相信,通过对连续介质理论的深入理解、对非线性分析技术的掌握,以及对结构动力响应的精确预测,工程师能够设计出既经济又具备高韧性的未来结构。本书内容侧重于理论的严谨性和工程应用的深度,是结构工程师进阶学习不可或缺的参考书。

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读后感

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用户评价

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这是一本真正意义上的“思想的雕塑家”,虽然我承认我不是科班出身,对复杂的公式和推导常常感到望而却步,但《建筑力学》这个名字,在我的脑海中勾勒出了一幅关于结构、力量与平衡的宏大图景。我总是在想,那些看似坚不可摧的建筑,其内部究竟蕴含着怎样的逻辑和规律?这本书,我期望它能像一位循循善诱的老师,带领我一步步解开这个谜团。我渴望从最基础的力学概念入手,理解力的传递、合成与分解,以及材料在受力时的基本响应,例如弹性模量、泊松比这些我只在理论上听说过的名词,希望它们能在这里变得鲜活起来。我想知道,当一栋高楼承受巨大的风压时,它的每一根柱子、每一块楼板又是如何分担这份压力的?书中是否会深入讲解各种结构形式,如框架结构、剪力墙结构、空间网格结构等,并分析它们各自的力学特点和适用范围?特别是对于一些复杂的结构,例如拱桥的受力原理,或者悬索桥的平衡之道,如果能有清晰的图示和深入浅出的解释,那将是对我认知的一大提升。我更希望这本书能够拓展我的视野,让我了解不仅仅是静止的荷载,还有动态的荷载,比如地震和风振,以及如何通过结构设计来抵御这些不可预测的力量。读完这本书,我希望我能开始用一种全新的视角去审视身边的建筑,不再仅仅是“看”,而是能“想”,思考它们如何站立,如何承受,如何与环境和谐共存。我渴望它能引发我更深层次的思考,不仅仅是关于“如何计算”,更是关于“为何如此设计”,以及力学在其中扮演的至关重要的角色。

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这本书,在我看来,是一次对建筑内部“骨骼”的深入探究,虽然我并非结构工程师,但《建筑力学》这个书名本身就激发了我对那些支撑起宏伟建筑的无形力量的强烈好奇。我总是着迷于那些高耸入云的摩天大楼,它们如何在狂风中屹立不倒?我期待这本书能为我揭示其中的科学原理。我希望它能从最基础的力学概念讲起,比如力的概念、受力分析,以及材料的力学性能,例如强度、刚度和韧性。我想了解,当一个结构承受荷载时,这些荷载是如何在结构中传递的?书中是否会深入讲解几种常见的结构构件,如梁、柱、板、墙等,以及它们各自的受力特点和设计方法?我也特别想知道,在实际工程中,工程师们是如何考虑各种荷载,例如重力、风荷载、地震荷载等,并如何进行组合计算以确保结构的安全性。对结构稳定性的概念,比如屈曲和失稳,以及如何通过合理的结构设计来避免这些情况的发生,是我非常期待的内容。如果书中还能触及一些关于材料选择的力学依据,比如为什么某些材料更适合承受拉力,而另一些更适合承受压力,那就更好了。我希望这本书能让我明白,力学是建筑设计中至关重要的基础,它不仅保证了建筑物的安全,也为建筑的创新设计提供了可能。读完这本书,我希望我能用一种更深入的视角去审视身边的建筑,感受力学在其中发挥的巨大作用。

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在我看来,这本书就像是为我打开了一扇通往建筑“内在骨架”的观察窗,虽然我并非专业的结构工程师,《建筑力学》这个书名本身就足以勾起我对那些支撑起我们头顶天空的无形力量的强烈好奇。我常常惊叹于那些巍峨的建筑,它们是如何在各种自然力量的侵蚀下依然保持屹立的?我期待这本书能够为我揭示其中的科学原理。我希望它能从最基础的力学原理讲起,比如力的概念、受力分析,以及材料的力学性能,例如强度、刚度和韧性。我想了解,当一个结构承受荷载时,这些荷载是如何在结构中传递和分布的?书中是否会深入讲解几种常见的结构构件,如梁、柱、板、墙等,以及它们各自的受力特点和设计方法?我也特别想知道,在实际工程中,工程师们是如何考虑各种荷载,例如重力、风荷载、地震荷载等,并如何进行组合计算以确保结构的安全性。对结构稳定性的概念,比如屈曲和失稳,以及如何通过合理的结构设计来避免这些情况的发生,是我非常期待的内容。如果书中还能触及一些关于材料选择的力学依据,比如为什么某些材料更适合承受拉力,而另一些更适合承受压力,那就更好了。我希望这本书能让我明白,力学是建筑设计中至关重要的基础,它不仅保证了建筑物的安全,也为建筑的创新设计提供了可能。读完这本书,我希望我能用一种更深入的视角去审视身边的建筑,感受力学在其中发挥的巨大作用。

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这本书,在我眼中,是一次深入建筑“内在逻辑”的探秘之旅,尽管我不是结构领域的专业人士,《建筑力学》这个书名已然点燃了我对那些支撑起我们生活空间的无形力量的浓厚兴趣。我总是好奇,那些形态各异、高耸入云的建筑,它们是如何在重力、风压等各种力的作用下保持平衡的?我期待这本书能够为我揭开这其中的奥秘。我希望它能从最根本的力学原理开始,讲解力的概念、平衡原理以及材料在受力时的变形特性,比如弹性模量、抗拉强度、抗压强度等,让我能够理解不同材料的“承受能力”是如何被量化的。我特别想知道,当建筑物承受各种外部作用时,这些力是如何在结构内部进行传递和分配的?书中是否会详细分析常见的结构体系,比如框架结构、剪力墙结构、筒体结构等,并解释它们各自在力学上的优势与特点?特别是对于一些复杂的结构分析方法,比如有限元分析的入门概念,或者如何进行结构动力学分析以应对地震等动态载荷,如果能有详细的介绍,那将是一次巨大的知识飞跃。我希望这本书能让我明白,力学是建筑设计中不可或缺的基石,它不仅关乎结构的安全,更影响着设计的可能性和创造力。读完这本书,我希望能以一种更深刻的视角去欣赏和理解那些凝聚了人类智慧的建筑杰作,感受力学在其中扮演的至关重要的角色。

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这本书,在我眼中,仿佛是一次深入建筑“灵魂”的解构之旅,即便我并非结构工程师,《建筑力学》这个书名本身就如同一张邀请函,邀请我去探索那些支撑起我们居住和生活空间的无形力量。我常常仰望那些矗立在我们身边的建筑,不禁思考它们是如何在自然的规律下保持稳固和平衡的。我期待这本书能够为我揭示这些建筑“沉默的秘密”。我希望它能从最基础的力学概念开始,比如力的类型、力的作用效果、受力分析的基本步骤,以及材料的力学性能,例如强度、刚度和延性,让我理解材料的“韧性”和“强度”是如何被量化的。我尤其想知道,当一个结构受到载荷时,这些载荷是如何在构件之间传递的?书中是否会深入讲解几种关键的结构构件,如梁、柱、桁架、拱,并分析它们各自的受力特点和设计原理?我也对结构稳定性理论非常感兴趣,比如如何计算结构的临界屈服荷载,以及如何通过改变结构形式或材料来避免失稳,是我非常期待的内容。如果书中还能包含一些关于结构连接的力学分析,比如螺栓连接、焊接连接的力学性能,那将使我的理解更加全面。我希望这本书能让我明白,力学是建筑设计中不可或缺的灵魂,它不仅保证了建筑的安全性,也为建筑的美学和功能性提供了坚实的基础。读完这本书,我希望我能以一种更洞察的眼光去审视那些我每天都能看到的建筑,发现其中蕴含的力学智慧。

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这是一次直抵建筑灵魂深处的求索之旅,尽管我的背景与建筑力学看似相去甚远,《建筑力学》这个书名却像一把钥匙,开启了我对那些构成我们生活空间基石的内在力量的无尽好奇。我常常仰望那些拔地而起的建筑,想象它们如何对抗重力、风雨的侵蚀,而这本书,我期待它能为我揭示其中奥秘。我希望它能从最本源的力学原理开始,比如牛顿运动定律在静止结构中的应用,解释什么是应力、应变,以及它们与材料特性的关系,比如强度、刚度和韧性。我特别想了解,当建筑物承受不同的载荷时,这些载荷是如何通过结构构件传递的?书中有没有可能通过实例,比如一座简单的桥梁或一个屋顶桁架,来展示力的传播路径和分布情况?我很想知道,建筑师和工程师们是如何运用这些力学知识来设计出既美观又安全的结构的。对屈曲、失稳等概念的解释,以及如何通过结构形式和材料选择来避免这些危险情况的发生,是我非常期待的内容。如果书中还能触及一些关于材料耐久性、疲劳寿命的力学分析,以及如何应对一些极端情况,比如高温、低温或者腐蚀性环境,那将更加令人兴奋。我希望这本书能让我理解,每一个精心设计的建筑背后,都蕴含着对力学规律的深刻洞察和巧妙运用。读完之后,我希望能拥有一个更坚实的理论基础,去欣赏那些宏伟的建筑,并从中体会到人类智慧与自然规律的完美结合。

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这本书,在我眼中,就像是开启了一扇通往建筑内心世界的门扉,尽管我的专业背景与结构力学似乎相去甚远,《建筑力学》这个名字却点燃了我探究建筑“骨架”奥秘的浓厚兴趣。我常常在思考,那些高耸入云的摩天大楼、跨越江河的宏伟桥梁,它们之所以能够稳定屹立,究竟遵循着怎样的物理法则?我期待这本书能够成为我解读这些建筑“沉默语言”的向导。我希望它能从最基本的力学原理开始,循序渐进地讲解力的概念、平衡原理以及材料在受力时的变形特性,比如弹性模量、抗拉强度、抗压强度等,让我能够理解材料的“硬度”和“韧性”是如何决定的。我很想知道,当建筑物承受来自四面八方的各种力量时,这些力量是如何在结构内部传递和分布的?书中是否会深入分析常见的结构体系,如框架结构、剪力墙结构、筒体结构等,并解释它们各自在力学上的优势与特点?特别是对于一些复杂的结构分析方法,比如有限元分析的入门概念,或者如何进行结构动力学分析以应对地震等动态载荷,如果能有详细的介绍,那将是一次巨大的知识飞跃。我希望这本书能让我明白,力学是建筑设计中不可或缺的基石,它不仅关乎结构的安全,更影响着设计的可能性和创造力。读完这本书,我希望能以一种更深刻的视角去欣赏和理解那些凝聚了人类智慧的建筑杰作,感受力学在其中扮演的至关重要的角色。

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在我看来,这本书如同一次深入建筑“肌理”的探险,即使我不是专业人士,《建筑力学》这四个字已经点燃了我对支撑起我们头顶天空的那些无形力量的好奇心。我总是对着那些高耸入云的摩天大楼,跨越天堑的雄伟桥梁感到惊叹,它们是如何做到如此坚固而优雅的?我期望这本书能够为我揭开这层神秘的面纱。我希望它能从最基本的力学原理入手,阐述力的概念、平衡与运动,以及材料在受力时的基本反应,比如弹性模量、抗剪强度、抗弯强度等,让我理解不同材料的“性格”是如何被力学决定的。我非常好奇,当建筑物承受各种外部作用时,这些力是如何在结构内部进行传递和分配的?书中是否会详细分析常见的结构类型,比如框架结构、剪力墙结构、筒体结构,并解释它们各自的力学特点和适用性?特别是我对结构动力学分析非常感兴趣,了解建筑物如何应对地震、风振等动态载荷,以及如何通过设计来提高结构的抗震性能,是我非常期待的内容。如果书中还能包含一些关于结构可靠性分析,或者如何进行疲劳寿命预测的入门介绍,那将是莫大的收获。我希望这本书能让我明白,力学不仅仅是抽象的公式,更是建筑设计中至关重要的基石,它决定了建筑的生命力。读完这本书,我希望能以一种更深刻的理解去欣赏那些伟大的建筑作品,感受其中蕴含的科学智慧。

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这本书简直是一次精神上的“硬核”探险,虽然我并非结构工程师,但《建筑力学》的标题本身就足以激发我探索那些支撑起宏伟建筑的无形力量的强烈好奇心。我一直对那些高耸入云的摩天大楼、横跨江河的宏伟桥梁以及错综复杂的地下结构感到着迷,它们是如何在巨大的荷载和复杂的环境中保持稳定而不坍塌的?这本书,或者说我期待的这本书,应该能够揭开这一切的神秘面纱。我希望它能从最基本的原理讲起,例如力的概念、应力和应变的区别,以及材料的力学性能,就像是为一座宏伟建筑打下坚实的地基。我想了解什么是弹性变形,什么是塑性变形,以及为什么有些材料会比其他材料更适合承受拉伸或压缩。更重要的是,我期望书中能深入探讨各种力学分析方法,比如静力分析,让我明白如何计算作用在结构上的各种力,包括重力、风力、地震力等等,以及这些力如何传递和分布。此外,我也对材料的疲劳、断裂以及结构的稳定性分析非常感兴趣,这些都是保证建筑安全的关键因素。如果书中能够通过一些生动形象的例子,比如分析一个简单的梁如何承受弯曲,或者一个桁架如何分散力,那将是极大的福音。我希望这本书能将抽象的力学概念与我们日常生活中能看到的具体建筑实例相结合,让我不再感觉它只是枯燥的公式和理论,而是能感受到力学在塑造我们生活空间中的强大力量。哪怕它只是触及了建筑力学领域的冰山一角,只要能点燃我对这个领域的兴趣,让我开始思考“为什么”,那么它就已经足够成功。我特别期待书中能够引用一些经典的工程案例,分享设计师们如何在力学原理的指导下解决实际工程问题,这会让我更加直观地理解力学知识的应用价值。

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这本书,在我看来,是一次深入建筑骨骼的解剖学考察,虽然我并非结构工程师,但《建筑力学》这个书名本身就充满了吸引力,让我渴望去了解那些支撑起我们头顶天空的无形力量。我总是在想,那些形态各异、巍峨耸立的建筑,是如何做到稳如磐石的?这本书,我期待它能成为我认识建筑内在支撑体系的启蒙之书。我希望它能从最基础的力学原理讲起,例如力的概念、受力分析,以及材料的力学性能,比如弹性、塑性、强度和刚度。我尤其好奇,当一个结构受到外部作用时,内部的应力是如何分布的?书中是否会详细介绍几种常见的结构构件,如梁、柱、桁架、拱等,并分析它们各自的受力特点和设计原则?我也想了解,在实际工程中,工程师们是如何考虑各种载荷,比如恒载、活载、风载、雪载甚至地震载荷,并将它们进行组合分析的。对结构稳定性,例如临界力,以及如何通过合理的设计来保证结构的整体稳定性的阐述,是我非常期待的内容。如果书中还能包含一些关于材料选择的力学依据,以及如何根据不同的工程需求选择合适的材料,那就更好了。我希望这本书能让我明白,力学不仅仅是冰冷的公式,更是建筑设计中至关重要的灵魂,它决定了建筑的安全、经济和美观。看完这本书,我希望能用一种更专业的眼光去审视那些我每天都能看到的建筑,从中发现更多关于力量与平衡的智慧。

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