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出版者:测绘

作者:李晓莉

出品人:

页数:303

译者:

出版时间:2007-9

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787503017148

丛书系列:

图书标签:

• 为了一切而拼搏
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现代工程力学基础：理论与应用 第一章 绪论：力学在工程中的基石地位 本章旨在为读者建立现代工程力学学科的宏观认知框架。力学，作为研究物体在力的作用下所产生的平衡、运动及变形规律的科学，是所有工程技术领域，无论土木、机械、航空航天还是材料科学，都不可或缺的基础支撑。我们将首先探讨力学的历史演进，从阿基米德的静力学原理到牛顿经典力学的建立，直至二十世纪以来引入的连续介质力学、弹塑性理论及数值方法。 重点在于阐明工程力学与理论力学的区别。工程力学更侧重于解决实际工程问题，要求理论的严谨性与计算的实用性相结合。我们将介绍工程力学在现代设计与分析中的核心作用：它是结构安全性的量化依据，是材料性能优化的理论指导，也是新材料、新结构形态得以实现的技术前提。本章会详细解析力学分析的基本步骤，即理想化、建立模型、求解方程和结果评估，并强调在工程实践中准确定义边界条件和载荷的重要性。此外，本章还将初步引入量纲分析和单位系统（国际单位制SI）的规范使用，为后续所有计算打下坚实的基础。 第二章 静力学：平衡状态的精确描绘 静力学是力学分析的起点，研究物体在力的作用下保持平衡状态的条件。本章将系统性地讲解平衡原理，包括力的概念、矢量表示、力矩的计算及其平衡方程。 首先，我们深入探讨刚体概念的适用性及其局限。随后，重心（质心）和形心概念的计算方法，对于理解复杂截面受力分布至关重要。本章的核心内容聚焦于二维和三维物体的平衡方程。二维分析中，三力汇交或三力平行线的几何判断将被细致阐述。 在三维问题中，我们将详细介绍力的投影、合力和合力矩的求解，并引出反力（Support Reactions）的概念。我们将通过大量的实例，分析铰接、滑动、固定等不同类型的约束对平衡方程的影响。例如，桁架结构的分析，我们将采用节点法和截面法（或称部分法），演示如何将一个复杂的静定结构分解为一系列可求解的简单平衡体系。本章的难点部分将涵盖柔性链（如悬链线）在重力作用下的受力分析，这在索结构和缆索设计中具有直接的应用价值。 第三章 结构分析的进阶：静定与超静定结构 本章将静力学的分析从理想刚体扩展到具有一定几何形态和材料特性的结构体系，特别是梁、桁架和框架结构。 我们首先区分结构体系的静定性：静定结构仅凭平衡方程即可求解所有支座反力和内力；而超静定结构则需要引入材料的变形相容性条件才能求解。我们将详细阐述判断结构静定性的标准和方法，包括自由度法和拓扑分析法。 对于静定梁的内力分析，本章将重点讲解剪力图（V）和弯矩图（M）的绘制方法。通过微分关系（$dV/dx = w(x)$ 和 $dM/dx = V$），我们能精确掌握梁上任意一点的弯矩和剪力分布规律。 超静定结构的分析是本章的难点与重点。我们将引入“力法”（Method of Consistent Deformations）作为主要的分析工具。力法的核心在于选择多余约束、建立基本体系，并利用虚功原理或材料的弹性变形理论（如单位力法）来求解多余约束力。本章将通过实例，对比分析一跨静定梁与一跨连续梁在均布荷载下的内力差异，凸显超静定结构在承载力上的优越性。 第四章 材料的本构关系：应力与应变 结构分析的准确性高度依赖于对材料力学性能的理解。本章深入探讨材料在受力下的内在响应，即应力（Stress）与应变（Strain）之间的关系。 应力被定义为作用于材料内单位面积上的内力，我们将其分解为正应力（Normal Stress）和剪应力（Shear Stress）。本章将详细讲解如何基于内力（轴力、剪力、弯矩）和截面几何特性（面积、惯性矩、截面模量）计算构件表面的名义应力。 应变则描述了材料的几何变形程度，包括正应变和剪切应变。胡克定律（Hooke's Law）作为线性弹性材料的基本本构关系，将被深入剖析。我们不仅讨论单轴拉伸或压缩情况下的杨氏模量（E），还会引入泊松比（$mu$）来描述横向变形。 对于多轴应力状态，本章将引入应力状态的描述——柯西应力张量。为简化分析，我们将介绍应力状态的主方向和主应力概念，利用应力转换公式或摩尔圆（Mohr's Circle）来确定最大和最小正应力，这是后续进行强度判断的关键步骤。此外，本章还会初步探讨材料的屈服准则（如冯·米塞斯准则），为理解材料从弹性向塑性转变提供理论基础。 第五章 结构变形分析：位移与刚度 本章关注结构在荷载作用下产生的位移（如梁的挠度、桁架节点的位移），这是确保结构正常使用和防止疲劳破坏的重要指标。我们将主要依靠能量法和变形几何法来计算位移。 能量法是计算复杂结构位移的强大工具。本章将详细介绍虚功原理（Principle of Virtual Work），并将其应用于结构分析。我们首先讲解外力虚功等于内力虚功的原则。在此基础上，推导出著名的“单位力法”（Unit Load Method，或称虚载法），用于计算梁的转角和挠度。单位力法的关键在于构造与待求位移平行的虚体力系。 另一个重要的能量方法是“凯氏位能定理”（Castigliano's Theorems），它提供了位移与结构应变能之间关系的直接联系。 对于梁的挠曲变形，本章将深入讲解“挠曲线微分方程”：$EI frac{d^4v}{dx^4} = q(x)$。通过对该方程的积分，并结合适当的边界条件（如位移、转角为零或弯矩、剪力为零），我们可以精确求解梁在各种荷载下的挠度曲线。本章还将讨论温度变化和制造误差引起的附加变形的计算方法。 第六章 构件强度与失稳判据 本章将前几章的应力分析和变形计算结果应用于实际的构件设计，确保结构在工作荷载下既不发生过度变形，也不因强度不足或稳定性丧失而失效。 首先是基于强度的设计。我们将依据材料的许用应力（基于屈服强度或极限强度），结合最大正应力理论和最大剪应力理论，对拉、压、弯、扭等基本构件进行尺寸校核。本章将重点分析组合应力状态下，如何利用主应力分析结果来判断构件是否安全。 其次是基于稳定性的设计，主要针对细长杆件的轴心受压问题。我们将详细分析欧拉屈曲理论（Euler Buckling Theory），推导出临界屈曲荷载公式，并讨论有效长度系数（$K$值）的概念及其对不同端部约束条件的依赖性。对于实际工程中常见的短柱和中等长度柱，我们将介绍基于经验公式的稳定系数设计方法（如使用截面回转半径和长细比）。 最后，本章将探讨疲劳与蠕变对结构寿命的影响。我们将简要介绍S-N曲线（应力-循环次数曲线）的概念，以及如何应用Miner累积损伤准则来评估承受交变载荷结构的服役寿命。这些判据共同构成了工程设计中“强度控制”和“刚度控制”的两大设计原则的理论基础。

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这本厚厚的《建筑测量学教程》，拿到手上就感觉分量十足，沉甸甸的，里面的内容密度真不是盖的。我记得我刚开始翻阅的时候，对那些复杂的图表和公式还有点懵，感觉就像是面对着一堆外星文字。不过，随着阅读的深入，特别是当我开始尝试跟着书里的步骤自己演算一些基础的边角距离测量时，那种“豁然开朗”的感觉才真正出现。书里对不同测量仪器的操作原理介绍得非常详尽，从最基础的皮尺使用规范，到全站仪的高级功能应用，几乎是手把手地教。尤其让我印象深刻的是关于误差分析与控制的那几个章节，它没有仅仅停留在理论层面，而是结合了大量实际工程案例，展示了在真实工地上，如何识别和纠正系统误差与随机误差。这对于我们这些即将步入施工现场的学生来说，简直是及时雨，它让我们明白，测量工作绝不仅仅是拿着仪器对准点位那么简单，背后蕴含着大量的几何学、物理学和严谨的逻辑判断。这本书真正培养的是一种精确到毫米级的职业素养，那种对数据负责任的态度，是通过阅读其他泛泛而谈的资料很难获得的。

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这本书的插图和例题设计，绝对是其一大亮点，这一点我必须着重强调。很多测量学的书籍，图例往往是黑白、模糊不清的线条图，让人看半天都摸不着头脑。但《建筑测量学教程》的图示，无论是平面图、剖视图还是立体投影图，都清晰锐利，色彩的运用也恰到好处，比如用不同的颜色区分已知点、待求点和辅助线，极大地方便了空间想象力的构建。更重要的是，**配套的习题设计极其贴合实际**。它不是那种脱离实际的“纯数字游戏”，很多习题都是基于模拟的工程场景，比如桥梁的沉降观测、隧道的线路放样等。我个人最喜欢做的是那些需要结合多个章节知识点的综合性大题，做完一套下来，感觉对整个测量流程都了然于胸，那种成就感是看视频学习无法比拟的，它强迫你必须动脑去整合知识点。

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说实话，我对这本书最初的期待只是希望它能涵盖期末考试的重点知识点，但读完之后，我发现它更像是一部实战手册，而不是一本单纯的应试教材。其中关于**“国家标准与行业规范的引用与解读”**的部分，简直是教科书级别的参考资料。很多我们平时在课堂上听老师一带而过的规范条文，这本书却用了整整一章的篇幅，配上大量的图示和对比分析，把背后的逻辑和强制性要求解释得清清楚楚。比如，关于建筑控制网布设的精度要求，书中详细对比了不同等级的工程对中误差的控制指标，并附带了具体的计算流程。我曾拿着书里的表格，对照我们学校实训场的测量记录，发现自己很多地方的理解都有偏差。最妙的是，作者似乎深知读者群体的背景，在处理那些晦涩难懂的法律条文时，总能巧妙地将其转化为工程实践中的具体操作指南，这极大地提升了学习效率和书本的实用价值。

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我得承认，这本书的编排结构非常有条理，逻辑性极强，不像有些参考书那样内容散乱，东拼西凑。它采取了一种**“由浅入深，逐层递进”**的结构布局。开始部分是测量学的基本概念和几何基础，这部分处理得非常扎实，为后续的复杂计算打下了坚实的地基。随后，过渡到平面控制测量和高程控制测量，每一部分都有明确的作业流程图和详细的计算步骤演示。我特别欣赏它在“复杂地形三维坐标转换”那一块的处理方式，它不仅给出了传统的解析几何解法，还引入了现代化的最小二乘平差原理的简要介绍，虽然后者内容比较抽象，但作者用非常精炼的语言将其与实际的误差优化联系起来，让人觉得这些高深的数学工具并非遥不可及。这种覆盖面广又不失深度的处理方式，使得这本书能够同时满足初学者建立框架的需求和高年级学生进行专业研究的参考需求。

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作为一本专业教程，它在内容上非常注重与时俱进，这一点从它对**“数据采集与处理技术”**的介绍中可以明显看出。书中并没有固步自封于传统的经纬仪和水准仪，而是花费了相当的篇幅讲解了LiDAR扫描技术在工程测量中的初步应用，以及如何将GNSS（全球导航卫星系统）采集的数据导入到CAD或BIM软件中进行预处理。虽然这些前沿技术在书中只是一个引子，但它为我们打开了一扇窗，让我们意识到测量工作正在快速向数字化和智能化转型。这种前瞻性的视角，让这本书的生命力远超一般的教科书，它不仅仅是教会你“如何做”，更是在引导你思考“未来应该怎么做”。整体而言，这本书的深度和广度，让它成为了我书架上最常被翻阅的一本工具书，真正的做到了理论与实践的完美结合。

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