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出版者:中国社会出版社

作者:杨其伟、王建省、何爱军、张少波

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:2006-1

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787508709116

丛书系列:

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• 建筑力学
• 结构力学
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《结构力学：基石与创新》 一、 绪论：拨云见日，洞悉结构之魂 当我们仰望摩天大楼的巍峨，惊叹于跨海大桥的壮丽，或是驻足于古老建筑的静谧，我们看到的不仅仅是钢筋水泥、砖石木材的堆砌，更是人类智慧与自然规律的完美结合。这一切的背后，都离不开一门看似枯燥却至关重要的学科——结构力学。它如同建筑的灵魂，赋予了冰冷材料以生命，让它们能够抵御风雨侵袭，承载千钧重负，并以优雅的姿态矗立于世。 然而，对于许多初学者而言，结构力学常常蒙上一层神秘的面纱，充斥着晦涩的公式和抽象的概念。本卷《结构力学：基石与创新》旨在打破这种隔阂，以清晰、系统、深入浅出的方式，带领读者穿越结构力学的迷雾，抵达清晰的彼岸。我们不仅会扎实地奠定理论基础，更会着眼于前沿的创新应用，让读者在掌握核心知识的同时，也能感受到这门学科的蓬勃生命力。 本书的目标读者广泛，无论你是建筑学、土木工程、机械工程等相关专业的学生，渴望夯实专业根基；还是已在工程领域从业多年，希望温故知新，了解最新发展；抑或是对建筑奇迹背后的科学原理充满好奇的普通爱好者，都能在本卷中找到属于自己的收获。我们将以严谨的学术态度，结合丰富的实例，力求让每一个读者都能真正理解结构力学的精髓，并将其转化为解决实际问题的强大工具。 二、 理论基石：从宏观到微观的系统梳理 结构力学的根基在于对材料性质、荷载作用及结构响应的精确理解。本卷将从最基础的概念入手，层层递进，构建起完整的理论体系。 第一章：力学基础与材料属性 我们将从牛顿力学定律出发，回顾和巩固读者对力的概念、作用与反作用、合力与分力等基本力学原理的认知。随后，我们将深入探讨不同结构材料（如钢、混凝土、木材、砖石等）的力学性能，包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度、剪切强度等关键参数。这些参数不仅是进行结构分析的依据，更是理解材料在受力时行为表现的钥匙。我们会详细讲解这些参数的物理意义，以及它们如何影响结构的整体表现。 第二章：荷载的种类与传递 结构承受的“外力”统称为荷载。本章将系统介绍各种常见的荷载类型，包括恒荷载（自重）、活荷载（使用荷载、交通荷载）、风荷载、雪荷载、地震荷载以及温度变化引起的荷载等。我们将探讨荷载的分类标准，以及它们在结构中的传递路径。理解荷载的性质和作用方式，是进行精确结构分析的第一步。我们将通过实例分析，展示不同荷载如何作用于结构的不同部位，并引发不同的响应。 第三章：应力、应变与材料本构关系 当荷载作用于结构时，材料内部会产生内力，表现为应力；材料的变形则表现为应变。本章将深入阐述应力与应变的定义、计算方法及其相互关系。我们将重点介绍几种重要的材料本构关系，如线弹性关系、塑性关系以及脆性材料的破坏准则。读者将学会如何计算材料在受力情况下的应力分布和变形情况，为后续的结构分析打下坚实基础。 第四章：静定结构的分析 静定结构是指其内力（轴力、剪力、弯矩）和反力可以通过平衡方程直接求解的结构。本章将系统介绍梁、桁架、刚架等静定结构的基本分析方法，包括力的平衡方程、约束反力的计算、内力图（轴力图、剪力图、弯矩图）的绘制。我们将通过大量典型例题，引导读者掌握求解静定结构内力和反力的完整步骤和技巧。 第五章：超静定结构的概念与分析方法 与静定结构不同，超静定结构（或称超静定结构）的内力和反力无法仅凭平衡方程确定，需要借助变形协调条件。本章将引入超静定结构的概念，并介绍几种常用的分析方法，如容许变形法（位移法）、力法以及能量法（如虚功原理）。我们将重点阐述这些方法的原理，并通过实例演示其应用过程，使读者能够理解如何处理更复杂、更普遍的工程结构。 三、 核心理论与分析工具：深挖结构响应的奥秘 在掌握了基本理论之后，本卷将进一步深入探讨结构力学的核心概念和分析工具，为读者提供更强大的分析能力。 第六章：杆件结构分析 杆件结构是结构力学中应用最广泛的结构形式之一。本章将聚焦于各类杆件结构，包括梁、桁架、框架等。我们将详细讲解各种杆件在受力时的变形规律，如梁的挠度计算、桁架节点位移分析等。同时，我们将介绍更高级的分析方法，如叠加原理、荷载-位移矩阵法（基础的有限元思想的萌芽），为处理复杂结构奠定基础。 第七章：连续梁与刚架的分析 连续梁和刚架是桥梁、高层建筑等工程中常见的结构形式。本章将专门讲解这些结构在不同荷载作用下的内力分布和变形特点。我们将介绍影响这些结构整体稳定性和刚度的关键因素，以及设计时需要考虑的特殊问题。 第八章：材料非线性与稳定性分析 在实际工程中，材料并非总是处于弹性范围内。本章将探讨材料的非线性行为，如塑性变形和破坏。我们将介绍塑性分析的基本原理，以及如何估算结构的极限承载能力。此外，我们还将深入研究结构的稳定性问题，如压杆失稳、薄壳结构失稳等，并介绍相关的稳定性判别和加固方法。 第九章：振动与动力分析基础 当结构受到动态荷载（如地震、风振）作用时，会发生振动。本章将介绍结构动力学的基础知识，包括自由振动、强迫振动、阻尼等概念。我们将讲解如何计算结构的固有频率和振型，以及如何评估结构在动态荷载下的响应。这对于地震工程和风工程等领域尤为重要。 四、 创新应用与前沿展望：拥抱未来，引领变革 结构力学并非一成不变的静态知识，它随着科技的进步不断发展，涌现出层出不穷的创新应用。本卷的最后部分，将带领读者领略结构力学的现代风貌。 第十章：有限元方法在结构分析中的应用 有限元方法（FEM）是当今结构分析最强大、最通用的数值方法之一。本章将详细介绍有限元法的基本原理，包括单元划分、形函数选取、刚度矩阵组装、求解方程组等。我们将通过实例演示，展示如何利用有限元软件对复杂结构进行精确分析，并分析其优缺点及适用范围。 第十一章：新材料与新技术在结构中的应用 随着科技的进步，各种新型结构材料（如纤维增强复合材料、高性能混凝土、形状记忆合金等）和施工技术（如预应力技术、隔震减震技术等）不断涌现。本章将探讨这些新材料和新技术在结构设计和分析中的应用，以及它们为结构带来的性能提升和设计理念的革新。 第十二章：高性能计算与智能化结构分析 强大的计算能力使得结构工程师能够进行更精细、更复杂的分析。本章将介绍高性能计算在结构力学中的应用，包括大规模并行计算、高性能仿真模拟等。同时，我们还将探讨人工智能、大数据等技术在结构健康监测、智能设计和运维管理等方面的潜力，展望智能化结构分析的未来发展方向。 第十三章：案例研究与工程实践 理论联系实际是学习结构力学的关键。本章将选取若干经典的工程案例，从结构设计的概念、荷载分析、计算过程到最终的施工和运维，进行全方位的剖析。通过对真实工程项目的深入解读，读者将能够更直观地理解结构力学原理的实际应用，并从中学习到宝贵的工程经验。 五、 结语：探索永不止步 《结构力学：基石与创新》力求成为读者在结构力学领域的一位可靠向导，不仅提供坚实的理论基础，更引领读者洞察学科前沿。结构力学是一门充满魅力的学科，它连接着抽象的数学模型与宏伟的现实工程，承载着安全、高效、可持续发展的使命。我们希望通过本书的阅读，能够激发读者对结构力学的浓厚兴趣，培养严谨的工程思维，并最终为未来的工程实践奠定坚实的基础。结构世界的探索永不止步，愿本书能成为您在这条探索之路上的一个重要起点。

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这本书给我的整体感受，就像是打开了一扇通往“工程智慧”的大门。它不仅仅是关于如何计算支撑力的手册，更是一部关于如何“思考”结构的哲学指南。作者在介绍各个分析方法时，总会穿插一些历史典故或科学家的轶事，这极大地丰富了阅读体验，使冰冷的科学知识变得有温度、有人性。我特别欣赏它对结构动力学部分的处理，那种将建筑与地震、风荷载等瞬时作用力联系起来的描述，充满了张力和美感。读完后，当我再次走过城市中那些宏伟的建筑时，我的目光不再仅仅停留在外表的装饰上，而是会不自觉地去“感受”它内部的受力路径和结构逻辑。这本书真正激发了我对建筑结构领域更深层次探索的渴望，它不是终点，而是强有力的起点。

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我必须称赞作者在细节处理上的严谨态度。在那些涉及材料本构关系和失效模式的讨论部分，作者的处理方式非常成熟和全面。他不仅解释了理想状态下的力学行为，更重要的是，深入探讨了现实世界中各种非理想因素（如材料缺陷、施工误差）如何影响最终的结构响应。书中对于疲劳和脆性断裂的论述，尤其发人深省，它提醒着每一个结构设计者，安全系数不仅仅是一个数字，更是对生命和财产的承诺。那些图表和公式旁附带的批注，看似不经意，实则蕴含着多年的实践经验，很多都是我过去在项目里踩过的“坑”，现在通过阅读这本书得到了及时的理论解释。这本书的价值，在于它教会我们如何用一种批判性的眼光去看待结构计算的结果，永远保持对潜在风险的警惕。

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坦白讲，我最初接触这类专业书籍时，内心是有些抗拒的，总觉得充满了枯燥的计算和冷冰冰的公式。然而，翻开这本关于力学的大作后，我的看法彻底转变了。作者的叙事方式极其富有感染力，他似乎将每一根梁、每一根柱子都赋予了生命和故事。书中对于荷载的分类、传递路径的分析，简直是教科书级别的示范，清晰到让人拍案叫绝。更让我惊喜的是，它并没有止步于理论，而是大量引入了现实工程案例，比如高层建筑抗风的设计、桥梁的受力分析，这些实战的经验让理论不再悬浮，而是扎根于工程的土壤。阅读过程中，我甚至能想象出工程师在设计阶段如何权衡安全与经济性，这种代入感是其他同类书籍所不具备的。读完某一章节，你会感到自己的结构思维得到了极大的拓展，不再是死记硬背公式，而是真正理解了“为什么”和“怎么样”的力学逻辑。

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这本关于结构力学的书，实在让人爱不释手。从一开始的基础概念讲起，作者就展现出了非凡的洞察力，将那些原本晦涩难懂的力学原理，用非常形象和贴近实际的例子娓娓道来。我尤其喜欢它在讲解应力、应变和材料性能时的那种细腻程度，仿佛能够亲手触摸到材料内部的微观变化。书中对于经典理论的推导过程详略得当，既保证了严谨性，又不会让人在复杂的数学公式中迷失方向。那些精妙的图示和表格，更是起到了画龙点睛的作用，让抽象的力学模型变得立体而直观。对于初学者来说，它就像一位耐心且知识渊博的导师，引领着我们一步步揭开建筑结构安全的神秘面纱；而对于有一定基础的人来说，它提供的深度和广度，也足够让人在遇到疑难问题时，能找到清晰的思路和可靠的参考。它不仅仅是一本教科书，更像是一部结构美学的入门指南，让人在理解力的作用下，开始欣赏起建筑的内在逻辑与力量之美。

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这本书的编排逻辑简直是匠心独运。它不像有些教材那样线性地堆砌知识点，而是采用了一种螺旋上升的结构。比如，它会先从最简单的静力学模型入手，用最基础的平衡概念构建起整个分析框架，然后在后续章节中，逐步引入更复杂的动力学和稳定性问题。这种设计让知识点的复习和加深变得非常自然，每当我们学到新内容时，总能回溯到前面已经掌握的基础，从而形成一个稳固的知识网络。特别是关于矩阵分析和有限元方法那几章，处理得极其巧妙，作者没有直接抛出高深的数学工具，而是先建立起离散化的直观概念，让读者在没有专业数学背景的情况下，也能对这些现代分析手段有一个整体的认识，这对于拓宽我们对现代结构分析的视野至关重要。它真正做到了“由浅入深，循序渐进”。

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