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页数:322

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出版时间:2009-9

价格:32.00元

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isbn号码:9787030253897

丛书系列:

图书标签:

• 土木工程
• 工程预算
• 工程概算
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• 工程经济
• 高等教育
• 专业教材

结构力学基础与应用 图书简介 本书旨在为土木工程、结构工程、建筑学及相关工科专业学生和工程技术人员提供一套系统、深入且兼具实践指导性的结构力学理论与应用教材。全书内容覆盖结构力学从基本概念到复杂结构分析的完整知识体系，侧重于理论的严谨性与工程实际的结合。 第一部分：静力学基础与杆系结构的基本概念 本部分是理解后续所有结构分析内容的地基。我们从最基础的力系平衡原理出发，详细阐述了刚体平衡方程，并引入了自由体图的绘制与应用。着重讲解了平面与空间力系的平衡条件，确保读者能够准确判断结构或其组成构件的受力状态。 力的基本概念与表示： 详细介绍了力的矢量特性、集中力、分布力的概念，以及力矩、力偶的计算与应用。 结构的概念与分类： 对结构的基本组成（构件、节点、约束）进行清晰界定。系统分类了常见的结构类型，如梁、拱、桁架、框架，并区分了静定结构与静不定结构。本章将深入探讨结构的稳定性要求。 静定梁的内力分析： 这是结构力学分析的核心起点。我们采用截面法，系统推导并演示了如何计算梁的剪力（V）和弯矩（M）图。内容涵盖了集中荷载、均布荷载以及任意荷载作用下的剪力图与弯矩图的绘制规律，特别是如何利用微分关系（$q(x) = dV/dx$, $q(x) = d^2M/dx^2$）进行快速求解。同时，也将介绍虚功原理在确定静定结构反力时的初步应用。 第二部分：材料力学基础与杆件的内力、变形及强度 本部分将理论分析从理想的刚体转向真实的具有弹性的材料，引入了描述材料特性的本构关系，并着重于杆件层面的应力、应变分析。 应力与应变的概念： 深入讲解正应力、剪应力、正应变、剪应变，以及它们之间的关系。重点介绍应力状态的描述，包括主应力和平主应力的概念及其计算方法，为后续的强度判据奠定基础。 材料的本构关系： 详述胡克定律在各向同性材料中的应用，包括弹性模量（E）和泊松比（$mu$）的物理意义及测量方法。 拉伸、压缩与扭转： 这是杆件最基本的受力情况。 拉伸与压缩： 详细分析轴向受力杆件的内力、应力、伸长/缩短的计算，并引入截面上的平均正应力概念。讨论了杆件的超静定问题（一次超静定结构），并应用变形协调条件进行求解。 扭转： 针对圆截面和空心圆截面杆件，系统推导扭转内力（扭矩T）、扭转应力（$ au$）及相对扭转角（$varphi$）的计算公式，并讨论了工程中常见的轴系强度与刚度校核。 梁的弯曲理论： 梁是最常见的结构形式，本章内容尤为关键。 弯曲正应力： 推导出梁的弯曲正应力公式 $sigma = My/I$，清晰阐释了中性轴、惯性矩（I）的计算，并讨论了梁的强度校核。 弯曲剪应力： 讲解了剪应力分布规律，推导剪应力公式 $ au = VQ/(It)$，并分析了不同截面（矩形、工字形）上的剪应力分布特征。 梁的变形计算： 掌握梁变形的计算方法，包括挠度（$delta$）和转角（$ heta$）。系统介绍精确积分法（Double Integration Method）和叠加法，并引入工程中常用的梁的挠曲刚度（EI）概念。 第三部分：结构稳定性与能量法 本部分将结构分析提升到新的高度，引入了材料力学中更精细的分析工具——能量法，并重点研究结构失稳的临界荷载问题。 能量法原理： 详细阐述虚功原理、位能原理（最小势能原理）和余变形能原理。重点演示如何运用虚功原理（或称单位力法）计算复杂结构（特别是超静定结构）的位移。 超静定结构的分析： 在掌握了能量法的基础上，系统讲解如何使用超静定力矩法（或称变形协调法）求解一、二级超静定框架和桁架。强调利用平衡方程和变形兼容方程联立求解的步骤。 结构稳定性——欧拉公式与失稳： 介绍结构的失稳现象，区别于材料的强度破坏。重点讲解了轴心受压杆件的失稳问题，推导并应用欧拉临界屈曲公式，讨论有效长度系数（$mu$）在不同约束条件下的取值。分析了细长杆与短柱的屈曲行为差异。 第四部分：桁架与刚架分析 本部分将前述理论应用于更复杂的体系结构，即桁架和刚性平面框架。 桁架分析： 讲解桁架的定义、假设（铰接节点、只受轴向力）及其受力特点。系统介绍节点荷载法（或称结点法）和截面法（或称截梁法）求解桁架内部各杆件内力的具体步骤和技巧。 刚性平面框架的分析： 框架是工程中最常见的结构形式。本章将引导读者掌握分析静定刚架（包含梁、柱）的系统方法，特别是如何应用位移法（Slope Deflection Method）或力法（Force Method）求解简单静定和静不定框架的内力和弯矩图。 第五部分：基础结构分析与其他 基础结构概述： 对地基与基础的受力特点进行简要介绍，包括弹性地基上的梁（Winkler地基模型）。 动力与地震作用简介： 简要引入结构动力学的基本概念，如自由振动、周期与自振频率，为读者后续学习提供方向。 实践与规范关联： 书中所有理论推导均紧密结合工程实际，并会穿插介绍国家相关结构设计规范中的基本要求和参数选用原则，确保理论知识具备直接的工程应用价值。 适用对象： 土木工程、结构工程、建筑工程专业本科生及研究生。 从事结构设计、施工、质量控制的工程师和技术人员。 准备结构工程师执业资格考试的相关人员。 本书特色： 1. 体系完整： 从力学基础到工程结构分析，知识链条清晰。 2. 注重推导： 关键公式的推导过程详尽严谨，帮助读者理解原理而非死记公式。 3. 图例丰富： 包含大量详尽的算例图解，直观展示分析过程。 4. 工程导向： 强调理论与工程实践的融合，提升解决实际问题的能力。

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