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出版者:重庆大学出版社

作者:莫南明

出品人:

页数:284

译者:

出版时间:2007-9

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787562442127

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• 建筑工程测量
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《工程力学基础与结构分析实践》 第一部分：绪论与基本概念 第一章 工程力学概览 本章旨在为读者建立对工程力学这门核心工程学科的宏观认识。我们将探讨工程力学在现代土木、机械、航空航天等工程领域中的基础地位与不可替代性。力学不仅是理解和预测物体响应的科学，更是结构安全与性能设计的第一道屏障。我们将简要回顾工程力学的历史演变，从古代的阿基米德原理到现代的有限元分析，着重强调其理论与实践的紧密结合。 1.1 工程力学的范畴与应用领域： 详细区分静力学、运动学、动力学以及材料力学（或固体力学）的研究对象与目标。结合实际工程案例，如桥梁的受力状态、机器部件的振动响应等，说明力学分析在保障工程质量中的作用。 1.2 物理量与单位制： 严格规定在工程分析中必须使用的国际单位制（SI）和工程常用单位制，重点讲解力的定义、功与能的概念，以及矢量在工程分析中的表示方法，强调单位一致性的重要性。 1.3 理想化模型在工程中的构建： 阐述工程问题抽象化的必要性。如何将复杂的物理实体简化为质点、刚体、理想杆件或连续介质，以及这些简化模型对分析结果准确性的影响范围。 第二章 刚体静力学基础 静力学是所有力学分析的基石。本章聚焦于静止或匀速运动物体的平衡条件，这是结构设计中首先需要满足的要求。 2.1 力的概念与性质： 深入探讨力的等效性、可传导性。引入力系的概念，包括汇交力系、平行力系和一般力系。 2.2 约束与反力： 详细解析各种工程约束的物理模型（如铰链支座、滚动支座、固定端）及其在自由体图上对应的反力形式。这是正确建立平衡方程的前提。 2.3 平衡方程的建立与求解： 在二维和三维空间中，系统推导并应用平面力系和空间力系的六个独立平衡方程 ($sum F_x = 0, sum M_z = 0$ 等)。通过大量实例（如悬臂梁、简支梁的支座反力计算），巩固求解技巧。 2.4 桁架结构的分析： 专门介绍如何应用平衡原理分析静定桁架。重点讲解截面法和结点法，并讨论桁架节点处力的传递路径与内力性质的判断。 第二部分：材料力学与结构响应 第三章 材料力学基本概念 材料力学是连接宏观结构与微观材料特性的桥梁，关注构件在受力下的变形和破坏。 3.1 应力与应变的概念： 严格定义正应力、剪应力以及正应变、剪应变。深入理解应力状态的描述——二维应力状态下的应力圆（莫尔圆）的应用，用于寻找主应力和最大剪应力。 3.2 材料的本构关系与本构实验： 介绍线弹性范围内的胡克定律。重点分析工程结构中常用的标准材料（钢材、混凝土）的应力-应变曲线特征，包括屈服强度、抗拉强度和弹性模量。 3.3 组合变形分析： 讲解如何处理轴向拉伸/压缩、扭转和弯曲的组合作用。通过叠加原理，计算复杂受力下的最大应力，并与材料的许用应力进行比较。 第四章 梁的弯曲与挠度 梁是工程结构中最常见的承重构件。本章集中研究梁在横向荷载作用下的内力分布与变形规律。 4.1 梁的内力（剪力和弯矩）： 详细推导剪力、弯矩与荷载分布之间的微分关系（剪力方程和弯矩方程）。掌握绘制剪力图（V图）和弯矩图（M图）的方法，并利用这些图判断结构危险截面。 4.2 弯曲正应力计算： 导出平面截面法下，梁的正应力公式 $sigma = frac{My}{I}$。解释中性轴与惯性矩（$I$）的确定方法，并讨论截面形状对抵抗弯矩能力的影响。 4.3 梁的抗剪强度分析： 介绍剪应力公式 $ au = frac{VQ}{It}$，分析剪应力在梁截面上的分布情况，尤其是在矩形截面和工字型截面上的分布特点。 4.4 梁的变形——挠度计算： 介绍挠度方程的推导，重点应用挠度公式计算静定梁（如简支梁、悬臂梁）在集中荷载和均布荷载下的最大挠度，并结合规范限值进行校核。 第五章 结构稳定性分析 结构失稳是导致灾难性破坏的重要原因之一。本章侧重于理解和防止杆件的失稳现象。 5.1 压杆的屈曲理论： 引入欧拉公式，分析细长压杆在轴向荷载作用下的临界屈曲载荷。讨论有效长度系数（$mu$）的概念及其对不同端部约束条件的依赖性。 5.2 影响杆件稳定性的因素： 探讨截面惯性矩、材料弹性模量以及约束条件对临界力的影响。区分欧拉公式的适用范围（细长杆）与中、短杆的屈曲判据。 5.3 整体稳定性概念： 简要介绍复杂结构（如框架结构）在侧向荷载作用下的整体稳定性分析的初步概念。 第三部分：结构动力学与振动基础 第六章 振动基础与单自由度系统分析 在风荷载、地震作用以及机器运转等动态荷载下，结构会产生振动响应。本部分是现代结构分析中不可或缺的一环。 6.1 振动的基本概念： 定义自由度、周期、频率、振幅和相位。讲解结构的基本动力学参数：质量（M）、刚度（K）和阻尼（C）。 6.2 自由振动分析： 详细推导并求解无阻尼、自由振动的微分方程，得出固有频率 $omega_n = sqrt{K/M}$。重点分析简谐运动的数学描述。 6.3 有阻尼自由振动： 引入阻尼项，分析粘性阻尼对振动衰减的影响。区分欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种状态，并计算对数衰减率。 6.4 简谐激励下的强迫振动： 针对外部周期性荷载作用下的结构响应，推导出稳态响应的公式。重点分析“共振”现象的产生条件（驱动频率接近固有频率）及其在工程中的危害。 第七章 结构动力响应与初步地震分析 7.1 冲击荷载与瞬态响应： 探讨瞬时冲击荷载（如碰撞）作用下结构的响应特性，引入冲击系数的概念。 7.2 反应谱的基本原理： 介绍地震工程中常用的简化分析方法——反应谱法。解释地震记录如何转化为设计输入，以及如何利用结构自身的固有周期查询反应谱曲线以获取最大反应位移和加速度。 7.3 振型分析的引入： 简要介绍多自由度系统振动的基本思想，即结构振动可以分解为一系列独立的振型和对应的单自由度系统运动的叠加。 附录：常用工程计算公式与表格 常用材料的物理性能参数表。 常见梁的挠度和最大应力的标准公式集。 惯性矩和截面模量的典型截面计算公式。 标准SI单位换算对照表。

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从学习工具的角度来看，这本书的实用性是毋庸置疑的，但更让我惊喜的是它在结构布局上体现出的“前瞻性”。它似乎考虑到了读者在不同学习阶段可能遇到的认知障碍。初学者可以按照章节顺序循序渐进，理解基础概念和基础仪器的使用；而有一定基础的人，则可以直接跳到后半部分那些涉及高级数据处理和三维建模应用的内容进行深入研习。更绝的是，书后附带的那些资源列表和扩展阅读建议，非常专业，它们指向的都是行业内最新的标准和前沿技术动态，这使得这本书不仅仅是一本教材，更像是一个持续升级的学习入口。它没有把知识点锁死在书本完成的那个时间点，而是引导读者保持对行业发展的关注，这种设计极大地提升了其长期使用价值。

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这本书的语言风格非常朴实、直接，没有过多华丽的辞藻堆砌，一切都以“清晰有效”为最高原则。这一点在技术文档中尤为可贵。它在解释复杂概念时，倾向于使用最直白、最贴近工程现场的术语，如果必须引入专业术语，作者总会立即给出非常直观的解释或比喻，确保了理解的无障碍性。我个人在阅读一些国外引进的翻译教材时，常常会因为翻译腔过重而感到别扭，但这本教材的文字流畅自然，完全是地道的技术交流语言，读起来毫不费力，效率极高。这种专注于信息传递本身，去除一切不必要的修饰的写作态度，非常符合一本专业实训教程的定位，让人感受到作者对知识的敬畏和对读者学习时间的尊重。

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这本书的装帧设计确实很用心，封面采用了那种哑光质感的纸张，触感很扎实，拿在手里沉甸甸的，一看就知道是本厚道的教材。内页的排版也相当清晰，字体大小适中，章节标题和正文之间的留白把握得很好，长时间阅读眼睛不容易疲劳。我特别欣赏它在图表使用上的细致考量，那些复杂的结构示意图和操作流程图，线条都非常精细，关键信息点都用不同颜色或加粗字体突出了，即便是初次接触这方面的知识，也能快速抓住重点。而且，书本的装订也很牢固，即便是频繁翻阅和做笔记，书脊也没有出现松动的迹象，这点对于经常需要查阅的工具书来说非常重要。整体感觉就是一本非常专业、耐用的技术类读物，光是捧着它，就让人对学习产生了一种庄重感和期待，感觉作者和出版社在制作的每一个环节都倾注了匠心，绝不是那种赶工出来的敷衍之作。

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说实话，我本来对这种偏重实践操作的书籍有点望而却步，总觉得内容会过于枯燥乏味，全是密密麻麻的步骤。但这本书的风格却出乎我的意料，它似乎有一种魔力，能把原本平淡的流程描述得生动有趣。它在描述具体操作时，经常会穿插一些“现场小贴士”或者“常见陷阱预警”，这些内容对于经验不足的学习者来说，简直是救命稻草。例如，在描述仪器架设时，它不仅告诉你应该怎么做，还特别提醒了在风大或地面不平整时需要注意哪些细节，甚至连如何快速对中对焦的微小技巧都写得清清楚楚。这种将“标准作业程序”与“经验智慧”完美融合的写作手法，让学习过程充满了探索的乐趣，仿佛身边有一位经验丰富的老师傅在手把手地指导，让人感觉技术不再高冷，而是触手可及。

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我一直对工程技术领域的一些基础理论很感兴趣，尤其是那些需要精密计算和现场实践相结合的学科。这本书在理论深度上处理得非常到位，它不仅仅是罗列公式和概念，而是非常耐心地将那些抽象的数学模型与实际的工程场景进行了深度关联。比如，在讲解误差处理和数据平差的章节，作者没有仅仅停留在理论推导，而是引入了大量的实际案例背景，比如在复杂地形下如何设定控制点、如何校核测量成果的精度等。这种“理论指导实践，实践印证理论”的叙事方式，极大地提升了学习的代入感。对于我们这些希望打下扎实基础的人来说，这种详尽且逻辑严密的论述结构，简直是宝贵的财富，让人能真正理解“为什么”要这么做，而不是死记硬背操作步骤。

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