具体描述
结构力学（应用型本科、高职通用），ISBN：9787118051094，作者：于仁财，刘文顺 主编
《建筑力学：解析与实践》 简介 《建筑力学：解析与实践》是一部深入剖析建筑结构行为及其设计原理的专业著作，旨在为土木工程、建筑学以及相关领域的研究人员、工程师和学生提供一套全面、严谨且富有实践指导意义的理论框架与应用方法。本书跳脱了传统力学教学中可能存在的理论与实际脱节的弊端，将抽象的力学概念与真实的建筑结构案例相结合，力求在理解力学基本原理的同时，深刻洞察其在建筑设计与施工中的关键作用。 本书内容涵盖了结构力学的核心要素，从最基础的静力学与材料力学出发，逐步深入到更复杂的动力学、稳定性分析以及非线性行为。我们精心设计了章节结构，确保知识的循序渐进与逻辑的严密性。 第一部分：结构力学基础与基本概念 第一章：绪论与工程背景 本章将首先阐述结构力学在现代工程建设中的核心地位，强调其在保障建筑安全、经济性与可持续性方面的不可或缺性。 我们将回顾结构工程的发展历史，从古老的拱券结构到现代的高层建筑和特种结构，介绍不同时代的技术进步与力学理论的演进。 课程的总体目标和学习路径将被清晰勾勒，让读者对本书的学习内容有一个整体的认知。 重点将放在建立一种“工程师思维”，即如何从宏观的建筑功能出发，将其转化为具体的结构荷载，再通过力学分析得到结构响应，最终优化结构设计。 第二章：静力学与外力分析 本章深入讲解静力学基本原理，包括力的概念、力的叠加原理、力矩以及力系的平衡条件。 我们将详细介绍各种外荷载的分类及其在建筑结构中的表现形式，例如集中力、均布力、分布力偶、以及各种类型的活荷载（如人群、设备）和恒荷载（如构件自重、楼板自重）的计算方法。 重点讲解自由体图的绘制方法，这是进行任何结构力学分析的第一步，也是最关键的一步。通过清晰的自由体图，可以准确识别作用在结构上的所有外力和约束反力。 引入固结端、铰支、滚动支等不同类型的约束，并详细讲解它们所提供的反力和相应的约束方程。 第三章：材料力学基础（应力、应变与材料性质） 本章是理解结构变形和破坏机理的基石。我们将定义应力（正应力与剪应力）和应变的概念，并阐述它们与材料内部受力状态的内在联系。 重点介绍应力-应变曲线，以及其在确定材料强度、弹性模量、泊松比、屈服强度和极限强度等关键力学参数中的作用。 我们将讨论不同工程材料（如钢、混凝土、木材、砖石）在力学性能上的差异，以及这些差异如何影响结构的设计决策。 引入胡克定律，理解线弹性范围内应力与应变之间的线性关系，并探讨其适用范围。 还会初步介绍一些重要的力学概念，如脆性破坏、延性破坏，为后续的强度和刚度分析打下基础。 第二部分：梁与框架结构分析 第四章：梁的内力分析 梁是建筑结构中最常见的构件之一。本章将重点介绍梁的内力分析方法，包括剪力与弯矩的概念，以及它们在梁上的分布规律。 我们将详细讲解绘制梁的剪力图和弯矩图的步骤和技巧，这对于理解梁的受力状态和确定危险截面至关重要。 引入截面法，这是求取任意截面内力的标准方法。 讨论不同类型梁（如悬臂梁、简支梁、连续梁）的内力分布特点。 第五章：梁的变形分析 本章关注梁的挠度计算。我们将介绍梁的弯曲正应力公式，并在此基础上推导出梁的弯曲微分方程。 详细讲解求解梁的变形（挠度）的多种方法，包括积分法、叠加法以及特殊梁方程的应用。 理解“刚度”的概念，即抵抗变形的能力，并学习如何通过材料性质和截面几何形状来提高梁的刚度。 讨论梁的挠度限制对建筑功能和使用舒适性的影响。 第六章：应力与强度分析 本章将结构内力与材料强度联系起来。我们将学习如何根据梁的剪力和弯矩计算截面上的最大剪应力和最大弯曲正应力。 介绍许用应力设计法，并讨论安全系数的选取原则。 讲解如何通过比较计算应力与材料的许用应力来判断梁的强度是否满足要求。 初步接触强度校核和强度设计的概念。 第七章：框架结构分析 框架结构是现代建筑中广泛应用的体系。本章将介绍平面框架的受力特点和分析方法。 我们将讲解如何识别框架结构中的杆件类型（梁、柱），以及它们承受的内力（轴力、剪力、弯矩）。 介绍求解框架内力的基本方法，如节点法和截面法。 讨论框架结构的整体稳定性问题。 引入框架结构中的连续梁和连续柱的分析方法。 第三部分：杆件结构与稳定性 第八章：桁架结构分析 桁架以其轻巧、高效的特点在桥梁、屋顶等结构中得到广泛应用。本章将详细介绍桁架的力学特性。 我们将讲解两种主要的桁架节点分析方法：节点法和截面法，并对比它们的优缺点。 分析各种杆件（压杆、拉杆）的受力情况，并重点关注压杆的失稳（屈曲）问题。 讨论桁架的刚度与整体稳定性。 第九章：轴向受力杆件的稳定性（屈曲） 本章将深入探讨细长压杆在轴向压力作用下的稳定性问题。 我们将引入欧拉（Euler）临界压力公式，并详细讲解其推导过程和适用条件。 讨论不同边界条件（如铰支、固支）对临界压力的影响。 介绍第二临界力概念，以及在某些情况下，材料的非线性或几何的非线性会影响结构的稳定性。 讲解如何通过调整构件的尺寸、材料或支撑方式来提高压杆的稳定性。 第四部分：高等结构力学概念与高级主题 第十章：超静定结构分析 许多实际工程中的结构是超静定的，即其约束反力个数超过了独立的平衡方程个数。本章将介绍分析超静定结构的方法。 我们将讲解最常用的超静定结构分析方法，包括力法（虚功原理、容许变形法）和位移法。 详细介绍如何选取超静定结构的基本结构，建立超静定方程，并求解超静定结构中的内力和反力。 讨论超静定结构在提高结构刚度、荷载分配能力和安全储备方面的优势。 第十一章：动力学基础与结构振动 本章将引入动力学概念，研究结构在随时间变化的荷载（如地震、风振、机械振动）作用下的响应。 我们将从单自由度体系出发，讲解自由振动、受迫振动、阻尼振动等基本概念。 介绍结构的固有频率和振型，以及它们在动力分析中的重要性。 我们将阐述动力放大系数和共振现象，以及它们对结构安全造成的潜在威胁。 初步介绍多自由度体系的动力分析方法。 第十二章：有限元方法入门 有限元方法（FEM）是处理复杂几何形状和边界条件结构问题的强大数值工具。本章将为读者提供有限元方法的基本概念和框架。 我们将讲解单元的离散化、节点位移的选取、单元刚度矩阵的推导，以及整体结构的刚度矩阵的组装。 介绍如何根据外荷载和边界条件求解节点的位移，进而计算单元的内力和应力。 强调有限元方法在现代工程软件中的应用，以及其在复杂结构设计与分析中的不可替代性。 附录 常见荷载类型与规范查阅指南 关键公式汇总与速查表 常用材料力学性能数据 参考文献 本书特色 理论与实践紧密结合： 每章都穿插了丰富的工程案例分析，从经典建筑结构到现代创新项目，让读者在理解抽象理论的同时，深刻体会其在实际工程中的应用价值。 图文并茂，直观易懂： 大量的高质量图表、示意图和工程照片，帮助读者清晰地理解复杂的力学概念和结构行为。 循序渐进，逻辑严谨： 内容编排紧凑，逻辑清晰，从基础到进阶，适合不同水平的读者。 注重工程实践： 强调了工程判断、规范应用以及结构设计的经济性和安全性考量，培养学生的工程师素养。 启发性与前瞻性： 在介绍经典理论的同时，也对一些前沿的结构力学研究方向进行了展望，激发读者的探索兴趣。 《建筑力学：解析与实践》不仅仅是一本教科书，更是一本指导工程师和学生理解、分析和设计建筑结构的实用指南。通过本书的学习，读者将能够建立起扎实的结构力学理论基础，掌握解决实际工程问题的分析工具，并具备独立进行结构设计与评估的能力，为建筑工程的蓬勃发展贡献力量。
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