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出版者:清华大学

作者:任爱珠

出品人:

页数:445

译者:

出版时间:2006-12

价格:47.00元

装帧:

isbn号码:9787302135043

丛书系列:

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结构力学原理与应用：理论基础与工程实践解析 作者： 王志远 教授，李明 博士 出版社： 科学与技术文献出版社 出版日期： 2024年5月 定价： 128.00 元 --- 内容简介 本书《结构力学原理与应用：理论基础与工程实践解析》，旨在系统、深入地阐述土木工程领域核心学科——结构力学的基本理论、分析方法及其在实际工程问题中的应用。全书内容紧密围绕结构受力分析的科学规律展开，从最基本的概念出发，逐步深入到复杂结构体系的分析，确保读者能够建立扎实的理论框架，并熟练掌握解决工程实际问题的能力。 本书不涉及任何关于计算机辅助设计（CAD）软件的具体操作、绘图规范或图纸表达技术，专注于纯粹的力学计算、理论推导与工程判断。 本书共分十二个章节，结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了从静力学基础到动力反应分析的全过程。 第一部分：基础理论与静力学分析（第1章至第4章） 第1章：结构力学基本概念与研究范围 本章首先界定结构力学的研究对象——结构、荷载与支座的理想化模型。详细阐述了刚体假设、平面假设、材料的连续性假设等基本假设的物理意义及其在工程中的适用性。明确了结构分析的层次和目标，区分了内力、应力、应变等核心物理量。重点讲解了力的平衡条件在不同几何体系中的应用，为后续的力学分析奠定坚实的静力学基础。 第2章：结构内力分析与图示法 本章聚焦于求解结构内部作用力的方法。通过引入截面法，系统讲解了梁、框架和桁架结构中轴力、剪力和弯矩的计算原理。详细阐述了荷载效应传递规律，包括集中荷载、均布荷载、线压力等对内力图的影响。重点深入剖析了荷载与内力间的微分关系，并训练读者熟练运用“力的平衡”原理绘制精确的内力图（N-Q-M图），这是后续强度和刚度分析的前提。 第3章：几何性质计算与材料本构关系 本章是联系应力与变形的关键。详细介绍了梁截面的几何性质，包括面积惯性矩、面积惯性积、截面模量以及中性轴的概念。着重讲解了主惯性矩和主轴的确定，对于非对称截面分析至关重要。同时，本章引入了材料的本构关系，深入讨论了胡克定律、应力-应变关系，并对线弹性、弹塑性行为进行了初步界定，为弹性力学和塑性分析做准备。 第4章：结构位移计算：虚功原理与单位力法 本章是结构分析的核心工具之一，主要解决结构的变形和位移计算问题。系统介绍了虚功原理（π定理）在求解位移中的应用，并详细推导了结构位移的虚功表达式。重点讲解了“单位力法”（或称虚设力法），通过施加单位荷载来计算特定点的线位移或转角。本章详细演示了该方法在梁、桁架和刚架上的应用，强调了虚功在能量守恒视角下分析位移的普适性。 第二部分：超静定结构分析（第5章至第7章） 第5章：超静定结构的力的平衡与位移法的基本思想 本章引入超静定结构的分析概念，区分静定与超静定结构。详细阐述了位移法（力矩分配法的前身）的基本思路，即以位移作为基本未知量，利用几何方程和力学方程建立平衡方程。重点讲解了位移法中的刚度矩阵概念的初步引入，以及如何建立单元刚度方程。 第6章：超静定结构的变形协调与力法 本章着重介绍超静定结构分析的另一种主要方法——力法（或称兼容法）。通过引入多余约束的概念，详细推导了补充方程（变形协调方程），并结合虚功原理或刚度法原理，推导出求解多余力（多余内力）的方程组。本章通过大量的实例，演示了如何选择最省力、最简化的超静定体系（基本结构），并求解轴力、剪力和弯矩图。 第7章：荷载效应与温度影响的分析 本章将力和温度变化引起的超静定结构变形进行统一分析。系统讲解了如何将温度应变转化为虚体力，从而纳入力法和位移法的计算体系中。讨论了支座不均匀沉降、基础转动等对超静定结构内力分布的影响，并教授如何通过叠加原理分离和组合这些荷载效应。 第三部分：杆系结构的高级分析（第8章至第10章） 第8章：桁架结构分析的深化 本章专注于复杂多层、多跨桁架的分析。除了静定桁架的求解，重点讲解了如何应用矩阵方法（刚度法基础）对静定和超静定桁架进行系统求解。讨论了在非水平荷载作用下，桁架节点处力的平衡和几何位移的计算方法，并探讨了在风荷载和地震作用下桁架的受力特性。 第9章：刚架结构与拱结构的分析 本章深入研究平面刚架和拱结构。对于刚架，结合第三章和第四章的知识，重点分析了位移法和力法的综合运用，特别是对于包含柔性柱或柔性梁的非规则刚架。对于拱结构，详细分析了拱轴线对内力（尤其是轴力）的影响，并推导了拱的弯矩公式，强调了拱在承受垂直荷载时轴力分担的优势。 第10章：影响线理论及其应用 本章是结构分析中处理移动荷载的关键。系统阐述了影响线（Influence Line）的基本概念和构造方法。重点讲解了如何利用影响线快速确定活荷载作用下的最大弯矩、最大剪力以及最大支座反力，这在桥梁和起重机等承受移动荷载的结构设计中具有极高的实用价值。 第四部分：结构的稳定性与动力分析（第11章至第12章） 第11章：结构失稳与稳定性理论 本章从工程安全角度探讨结构的稳定性问题。重点讲解了细长杆件在轴向压力作用下的失稳现象——欧拉屈曲。详细推导了欧拉临界荷载公式，并讨论了各种不同的端部约束条件对临界荷载的影响。同时，本章引入了非线性稳定性理论的初步概念，区分了临界失稳和屈曲失稳，并讨论了实际工程中防止失稳的措施。 第12章：结构动力反应基础 本章将结构力学从静力学推向动力学范畴。首先介绍单自由度体系的自由振动分析，推导运动微分方程，求解周期、频率和固有振型。随后引入阻尼效应，分析粘性阻尼对系统振动衰减的影响。最后，对结构在简谐荷载（如风荷载或机械振动）作用下的受迫振动和共振现象进行初步的探讨，为后续的抗震设计提供理论支撑。 --- 适读对象 本书主要面向土木工程、结构工程、桥梁工程、岩土工程等相关专业的本科高年级学生、研究生，以及需要系统回顾和深入理解结构力学理论的工程技术人员和注册结构工程师。 本书特点 1. 理论深度与广度并重： 既包含了结构力学的经典理论推导，又覆盖了现代结构分析所需的大部分基础知识，为学习有限元法打下坚实基础。 2. 强调工程背景： 所有理论推导都紧密联系实际工程问题，所选实例均源于实际结构分析的难点。 3. 严格遵循力学逻辑： 全书的章节安排严格遵循从静力学到变形协调，再到超静定和动力学的逻辑顺序，便于系统性学习。 本书不包含以下内容： 任何关于计算机软件（如AutoCAD、PKPM、SAP2000等）的操作指南、三维建模技巧、图纸标注规范、BIM（建筑信息模型）相关技术，以及具体的设计规范或抗震规范条文的引用和解释。本书纯粹是一本关于结构力学理论分析的专著。

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我一直认为，学习一门技术，尤其是像CAD这样与实际操作紧密结合的技术，理论知识固然重要，但更重要的是能够学到切实可行的技巧和方法。这本书在这一点上让我感到惊喜。在阅读过程中，我发现作者并非仅仅罗列枯燥的概念，而是将理论知识融入到实际案例的讲解中，让我能够更直观地理解CAD技术的应用场景。例如，书中关于三维建模的章节，不仅仅讲解了各种命令和操作，更深入地阐述了如何通过建模来优化结构设计，如何提高设计的可视化程度，从而更好地与施工团队沟通。

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这本书的价值远不止于技术层面，它更像是一本关于工程思维的启蒙读物。作者在书中反复强调的“以人为本”的设计理念，以及对工程质量的严谨追求，都给我留下了深刻的印象。我深刻体会到，无论技术如何发展，最终的目的都是为了更好地服务于社会，服务于人们的生活。这本书不仅仅教会了我如何使用CAD软件，更重要的是，它让我对土木工程这个行业有了更深层次的理解和感悟，也激发了我在这个领域继续深入学习和探索的兴趣。

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阅读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的工程师进行一场深入的交流。作者的语言风格非常平实，没有使用太多晦涩难懂的专业术语，即便是我这样非专业出身的读者，也能在字里行间感受到他对于土木工程CAD技术的深刻理解和独到见解。我尤其欣赏书中对于一些细节的强调，比如如何进行高效的图层管理，如何设置规范的标注样式，这些看似微不足道的小技巧，却能在实际工作中节省大量的时间和精力，并且大大提高工程图纸的质量。

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初次接触这本书，我的期待值其实是相当高的，毕竟“土木工程CAD技术”这个名字听起来就充满了实用性和前沿性。我一直觉得，在现代工程建设中，CAD的重要性不言而喻，它是设计、施工、管理等各个环节的基石。这本书的封面设计也给我留下了深刻印象，简洁大气，没有过多的花哨，似乎在传递一种专业、严谨的态度。翻开扉页，我看到了目录，里面涵盖了很多我非常感兴趣的主题，比如参数化建模、BIM技术等等。我一直对BIM技术在工程项目中的应用非常好奇，它究竟是如何改变传统的工程管理模式，提高效率、降低成本的？这本书似乎能解答我的疑问。

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这本书给我最大的启发在于，CAD技术不仅仅是一个绘图工具，它更是一种解决工程问题的思维方式。在学习过程中，我逐渐认识到，通过CAD软件，我们可以将复杂的工程问题进行可视化，从而更容易地发现潜在的风险和问题，并提前采取措施。书中关于协同设计的章节，让我对未来的工程项目协作有了全新的认识。我开始思考，如何将CAD技术与项目管理软件相结合，实现信息的高效共享和流程的自动化，从而提升整个工程项目的效率和质量。

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