STATICS AND STRENGTH OF MATERIALS FOR ARCHITECTURE pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Onouye, Barry; Kane, Kevin

出品人:

页数:598

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价格:235.00

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isbn号码:9780130549709

丛书系列:

图书标签:

• statics
• strength of materials
• architecture
• engineering mechanics
• structural analysis
• building structures
• civil engineering
• architectural engineering
• materials science
• mechanics

好的，这是一本名为《土木工程结构分析与设计基础》的图书简介，内容涵盖了结构工程的核心原理、材料性能分析以及设计方法，旨在为建筑及结构工程专业的学生和初级工程师提供坚实的理论基础和实践指导。 --- 图书简介：土木工程结构分析与设计基础 导论：结构工程的基石 本书《土木工程结构分析与设计基础》深入探讨了土木工程结构领域的核心概念，从宏观的结构系统到微观的材料响应，为读者构建了一个全面而系统的知识框架。结构工程的目标在于设计和建造能够安全、可靠地抵抗各种荷载（如重力、风荷载、地震力等）的结构体系。本书将结构分析与设计紧密结合，强调理论基础与实际工程应用的统一。 第一部分聚焦于结构分析的基础，介绍了静力平衡原理在简单结构体系中的应用，为后续更复杂的分析奠定了基石。 第一部分：结构分析基础 1. 结构与荷载的分类 本章详细阐述了结构的基本组成单元及其分类，包括梁、柱、桁架、框架和拱等。重点区分了静定结构与超静定结构的概念，明确了分析方法的选择依据。此外，对作用于结构的各种荷载类型进行了详尽的介绍，包括恒载、活载、风荷载、雪载和地震作用，并初步介绍了荷载组合的设计原则。 2. 静力平衡与自由体图 静力平衡是结构分析的根本。本章通过大量实例，教授读者如何正确地绘制结构或构件的自由体图（Free-Body Diagrams, FBDs），并应用牛顿三大定律——力平衡 ($sum F = 0$) 和力矩平衡 ($sum M = 0$) 来求解结构中的反力、内力（轴力、剪力和弯矩）。对于简单的梁和桁架，本节内容足以完成精确的内力计算。 3. 桁架分析：节点法与截面法 桁架作为一种高效的结构形式，在工程中应用广泛。本章专门讲解了分析平面桁架内部杆件内力的两种主要方法： 节点法（Method of Joints）： 通过依次分析连接各个杆件的节点，建立平衡方程求解未知力。 截面法（Method of Sections）： 通过切割结构，选取恰当的截面，利用平衡方程快速求解特定杆件的内力。 本章强调了这两种方法在处理不同类型桁架结构时的适用性和效率比较。 4. 梁的内力图：剪力与弯矩 梁是承受弯曲最主要的结构构件。本章的核心在于理解和绘制梁的剪力图（Shear Force Diagram, SFD）和弯矩图（Bending Moment Diagram, BMD）。内容包括： 静荷载作用下，剪力和弯矩与荷载之间的微分关系。 如何根据荷载分布和边界条件，逐步绘制出剪力图和弯矩图，并利用图的性质（如面积与挠度、斜率的关系）进行验证。 简支梁、悬臂梁和梁的组合体系的内力分析。 5. 轴心受力与材料的本构关系 在深入研究弯曲之前，本章首先探讨了杆件在纯轴向拉伸或压缩作用下的响应。 应力与应变： 定义了正应力（Normal Stress, $sigma$）和正应变（Normal Strain, $epsilon$）。 胡克定律： 阐述了在线弹性范围内应力和应变之间的线性关系，引入了杨氏模量（$E$）。 变形计算： 教授如何计算轴向拉伸或压缩杆件的总伸长或缩短量。 材料特性： 介绍了不同工程材料（如钢材、混凝土、木材）在单向拉伸试验中表现出的典型应力-应变曲线特征，包括屈服强度、极限强度和弹性模量。 第二部分：结构变形与超静定分析 结构分析不仅要求计算内力，还必须考虑结构的变形（位移和转角），这是判断结构服务性和稳定性的关键。 6. 梁的挠度与转角 本章重点讲解结构变形的计算方法，尤其关注梁的挠度（位移）和转角（转动角度）。 积分法（Double Integration Method）： 利用弯矩方程与挠度微分方程之间的关系，通过两次积分求解挠度和转角。 虚功原理（Principle of Virtual Work）： 介绍了一种更通用的能量法，通过施加一个单位的虚构荷载来计算实际荷载下结构的位移。该方法在分析复杂结构和位移控制设计中至关重要。 7. 超静定结构分析导论 对于超静定结构（静力学无法求解的结构，即未知反力多于平衡方程数的结构），必须引入变形相容性条件来进行分析。 力法（Method of Flexibility / Consistent Deformations）： 这是求解超静定结构的基础方法。本章详细讲解了如何选择多余未知量、建立基本系统、计算虚应力和实际应变，并最终求解出多余力。 超静定梁与框架： 应用力法分析一次和二次静不定度的梁和简单框架结构。 第三部分：结构设计与构件优化 在完成了结构内力分析之后，本部分将理论知识应用于实际构件的设计，确保结构的安全性和经济性。 8. 梁的弯曲应力分析与设计 本章将重点放在梁在弯曲荷载下的响应和设计： 弯曲应力公式： 推导并应用梁的纯弯曲应力公式 $sigma = My/I$，其中 $I$ 为截面惯性矩。 截面模量： 介绍截面模量 ($S$) 的概念，它是衡量构件抗弯能力的重要指标。 许用应力设计： 基于材料的许用应力（Yield Stress / Safety Factor），设计具有足够抗弯强度的梁截面形状（如矩形、工字形）。 剪应力分析： 讲解梁截面上由于剪力引起的剪应力分布规律（如矩形截面中的抛物线分布），并介绍如何验算抗剪强度。 9. 柱的稳定性：欧拉公式与临界荷载 当轴向压力过大时，细长柱子可能会发生失稳（屈曲），这是一种与材料强度无关的破坏模式。 屈曲的基本概念： 解释屈曲现象和临界荷载。 欧拉屈曲公式： 推导并应用欧拉公式计算理想细长柱的临界屈曲力 $P_{cr}$，强调有效长度系数（$KL$）对屈曲强度的决定性影响。 细长比与影响因素： 讨论截面惯性矩、有效长度及其对柱子稳定性的作用。 10. 组合应力分析 实际工程构件往往承受弯曲、剪力、轴力和扭转的组合作用。 莫尔圆（Mohr's Circle）： 介绍莫尔圆在二维应力状态下进行应力转换的强大工具，用于确定主应力和最大剪应力。 应力状态分析： 应用莫尔圆分析复杂应力状态下的梁的某一点应力，并介绍如何基于各种失效理论（如最大剪应力理论、最大畸变能理论）来评估构件的安全性。 结语 《土木工程结构分析与设计基础》旨在培养读者严谨的工程思维。通过对静力平衡、变形计算和基本构件设计方法的全面掌握，读者将能够独立分析常见的静定和部分超静定结构，并为进一步学习钢结构设计、混凝土结构设计等高级课程打下坚实的基础。本书的重点在于概念的清晰理解和计算技能的熟练掌握，以期为未来的工程实践提供有力的理论支撑。

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这本书的另一个亮点在于其语言风格。我之前读过一些国内的工程学书籍，虽然内容扎实，但有时候过于学术化，读起来会觉得有些生硬。而这本书的作者，似乎对建筑学的读者群体有着非常深刻的理解。他使用的语言更加通俗易懂，很多时候会用一些类比或者形象的比喻来解释抽象的力学原理，让即使是初学者也能轻松掌握。我尤其喜欢书中关于材料强度部分的阐述，作者并没有一味地堆砌各种材料的性能参数，而是通过讲述不同材料在实际建筑中的应用案例，来展现它们各自的优势和局限性。比如，在分析钢结构和混凝土结构的区别时，作者就引用了大量实际建筑的图片，并结合图示解释了不同材料在承载能力、延展性以及抗震性能等方面的差异，这让我对材料的选择有了更直观的认识。

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这本书真是让我眼前一亮，完全颠覆了我对工程力学类书籍的刻板印象。首先，它在内容组织上就非常有巧思，不像我之前看的那些教材，上来就是一堆枯燥的公式和理论推导，这本书给人的感觉更像是循序渐进地引导你进入一个全新的世界。开篇的部分，作者并没有直接抛出复杂的概念，而是从建筑学的视角出发，巧妙地将静态力学与实际的建筑结构案例联系起来。我记得书中有一章，是关于如何分析一个简单的梁在不同荷载下的受力情况，但作者并不是直接讲解公式，而是通过分析一个古老的拱桥的受力原理，一步步引出相关的概念，这种方式让我觉得非常生动有趣，也更容易理解。

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这本书在理论与实践的结合上做得尤为出色。很多工程力学书籍往往侧重于理论推导，对于如何将这些理论应用到实际的建筑设计中，往往语焉不详。但这本书却将理论知识与大量的实际工程案例紧密结合，让我觉得它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的工程师在传授他的知识和经验。在讲解结构稳定性的时候，作者并没有仅仅停留在公式层面，而是引用了许多历史建筑的案例，分析了它们在不同时代所面临的结构挑战以及如何通过设计来解决这些问题。比如，在分析悬索桥的受力原理时，作者就详细介绍了著名的金门大桥的建造过程，并结合图示解释了悬索和桥塔之间的相互作用，让我对工程设计中的创新和挑战有了更深的理解。

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这本书的排版和图示设计也堪称一流，这对于一本理工科书籍来说，是非常难得的。我见过很多技术书籍，虽然内容详实，但排版混乱，图示模糊不清，阅读体验非常糟糕。然而，这本书在这方面做得非常出色。每一页的布局都清晰明了，重点内容通过不同的字体、颜色或者加粗来突出，非常方便我快速定位关键信息。更重要的是，书中的图示设计非常精美且富有信息量。大量的二维和三维示意图，将复杂的受力分析过程和结构形态清晰地展现出来，让我无需花费太多精力去想象。我印象最深刻的是关于应力集中的部分，作者用了一系列精美的三维爆炸图，清晰地展示了在结构细节处应力是如何分布和集中的，这让我一下子就明白了为什么在设计中需要特别注意这些细节。

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这本书的深度和广度都让我感到惊喜。虽然定位是为建筑学专业设计的，但其内容涵盖的力学知识点非常扎实，而且讲解的深度也远超我的预期。作者在介绍每个概念的时候，都会循序渐进地引导读者，从最基础的原理开始，逐步深入到更复杂的分析方法。我之前对结构动力学和材料疲劳等概念一直感到模糊，但在这本书中，作者通过一些生动的例子，让我对这些相对复杂的概念有了清晰的认识。例如，在讨论材料的疲劳特性时，作者就引用了飞机机翼的例子，详细解释了反复受力如何导致材料性能下降，以及在结构设计中如何考虑疲劳寿命，这让我对工程安全的严谨性有了全新的认识。

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