普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材：結構力學1 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蕭允徽，張來儀 編

圖書標籤:

• 結構力學
• 高等教育
• 規劃教材
• 土木工程
• 力學
• 教材
• 大學教材
• 十一五
• 國傢級
• 工程教育

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111196389

版次：1

商品編碼：10132525

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2007-01-01

用紙：膠版紙

頁數：401

字數：794000

正文語種：中文

編輯推薦

　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材：結構力學1》是一部關於結構力學的高校教材，內容包括緒論、平麵體係的幾何組成分析、靜定梁和靜定剛架的受力分析、三鉸拱和懸索結構的受力分析、靜定桁架和組閤結構的受力分析、虛功原理和結構的位移計算、力法、位移法、漸近法和近似法、影響綫及其應用、矩陣位移法等，適閤高校相關專業學生學習。

內容簡介

　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材：結構力學1》分I、II兩冊。I冊共ll章，內容包括：緒論、平麵體係的幾何組成分析、靜定梁和靜定剛架的受力分析、三鉸拱和懸索結構的受力分析、靜定桁架和組閤結構的受力分析、虛功原理和結構的位移計算、力法、位移法、漸近法和近似法、影響綫及其應用、矩陣位移法，並附有平麵杆件結構靜力分析源程序及其說明；II冊共3章，內容包括：結構的動力計算、結構的穩定計算、結構的極限荷載。
　　 　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材：結構力學1》堅持“基本概念要準確，基本原理要透徹，基本方法要具體，基本能力要培養”的編寫原則，采用條理化的論述方式和“闆書式”的排版方式，文圖並茂，一目瞭然，是一本內容精煉、版式新穎、教師好用、學生易讀的教學用書。
　　 　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材：結構力學1》適用於普通高等學校寬口徑的“大土木”專業(包括建築工程、路橋、岩土工程、水利工程和建築安裝等)，也可供有關工程技術人員參考。

目錄

序
第1章 緒論
1.1 結構力學研究的對象和任務
1.2 杆件結構的計算簡圖
1.3 平麵杆件結構的分類
1.4 荷載的分類
第2章 平麵體係的幾何組成分析
2.1 幾何不變體係和幾何可變體係
2.2 幾何組成分析的幾個概念
2.3 平麵體係的計算自由度
2.4 平麵幾何不變體係的基本組成規則
2.5 幾何可變體係
2.6 幾何組成分析的方法及示例
2.7 靜定結構與超靜定結構
思考題
習 題
第3章 靜定梁和靜定剛架的受力分析
3.1 單跨靜定梁
3.2 多跨靜定梁
3.3 靜定平麵剛架
3.4 靜定空間剛架
思考題
習 題
第4章 三鉸拱和懸索結構的受力分析
4.1 拱結構的形式和特性
4.2 三鉸拱的內力計算
4.3 三鉸拱的壓力綫和閤理拱軸
4.4 懸索結構
思考題
習 題
第5章 靜定桁架和組閤結構的受力分析
5.1 桁架的特點和組成
5.2 靜定平麵桁架
5.3 三種平麵梁式桁架受力性能比較
5.4 靜定空間桁架
5.5 靜定組閤結構
5.6 靜定結構的特性
思考題
習題
第6章 虛功原理和結構的位移計算
6.1 概述
6.2 變形體係的虛功原理
6.3 結構位移計算的一般公式單位荷載法
6.4 靜定結構在荷載作用下的位移計算
6.5 圖形相乘法
6.6 靜定結構由於支座移動引起的位移計算
6.7 靜定結構由於溫度變化引起的位移計算
6.8 具有彈性支座的靜定結構的位移計算
6.9 綫彈性體係的互等定理
思考題
習 題
第7章 力法
7.1 超靜定結構概述
7.2 力法的基本原理
7.3 力法的基本體係選擇及典型方程
7.4 用力法計算超靜定結構在荷載作用下的內力
7.5 用力法計算超靜定結構在支座移動和溫度變化時的內力
7.6 對稱結構的簡化計算
7.7 用彈性中心法計算對稱無鉸拱
7.8 超靜定結構的位移計算
7.9 超靜定結構內力圖的校核
7.10 超靜定結構的特性
思考題
習 題
第8章 位移法
8.1 位移法的基本概念
8.2 等截麵直杆的轉角位移方程
8.3 位移法的基本未知量
8.4 位移法的基本結構及位移法方程
8.5 用典型方程法計算超靜定結構在荷載作用下的內力
8.6 用典型方程法計算超靜定結構在支座移動和溫度變化時的內力
8.7 用直接平衡法計算超靜定結構的內力
8.8 混閤法
思考題
習 題
第9章 漸近法和近似法
9.1 概述
9.2 力矩分配法的基本概念
9.3 用力矩分配法計算連續梁和無側移剛架
9.4 無剪力分配法
9.5 多層多跨剛架的近似計算法
思考題
習 題
第10章 影響綫及其應用
10.1 移動荷載及影響綫概念
10.2 用靜力法作靜定梁的影響綫
10.3 用靜力法作間接荷載作用下梁的影響綫
10.4 用靜力法作靜定桁架的影響綫
10.5 用機動法作靜定梁的影響綫
10.6 利用影響綫計算影響量值
10.7 利用影響綫確定移動荷載最不利位置
10.8 鐵路公路的標準荷載製和工業廠房的吊車荷載
10.9 換算荷載
10.10 簡支梁的內力包絡圖和絕對最大彎矩
10.11 用機動法作連續梁的影響綫
10.12 連續梁的內力包絡圖
思考題
習 題
第11章 矩陣位移法
11.1 概述
11.2 杆件結構的離散化
11.3 單元坐標係中的單元剛度矩陣
11.4 結構坐標係中的單元剛度矩陣
11.5 用先處理法形成結構剛度矩陣
11.6 結構的綜閤結點荷載列陣
11.7 求解結點位移和單元杆端力
11.8 矩陣位移法的計算步驟和算例
思考題
習題
附錄
附錄A 平麵杆件結構靜力分析程序（PMGX程序）
附錄B 習題答案
參考文獻

前言/序言

深入淺齣：現代土木工程中的結構理論與應用 本書聚焦於土木工程領域的核心基礎——結構力學，旨在為讀者構建一套嚴謹、係統且貼近工程實踐的理論框架。我們摒棄瞭冗餘的數學推導和脫離實際的空泛概念，力求用清晰的邏輯和豐富的工程實例，闡明結構受力分析的基本原理及其在現代工程設計中的應用。 本書的編排遵循“基礎先行，層層遞進，實踐導嚮”的原則，從最基本的結構形態和力學概念入手，逐步深入到復雜結構的分析方法，最終與現代工程設計規範和軟件應用相結閤，確保讀者不僅掌握“是什麼”，更能理解“為什麼”和“如何做”。 第一部分：結構力學基石與靜力平衡的藝術 本部分作為全書的理論起點，旨在夯實讀者對結構係統基本認識和靜力平衡的深刻理解。我們首先詳細闡述瞭結構、構件與支座的分類及其在簡化模型中的理想化處理。這部分內容是後續所有分析的基礎，我們力求讓讀者準確識彆結構類型，並能快速建立正確的自由體圖。 1.1 結構體係的分類與理想化模型 我們將結構劃分為幾何組成、受力特徵和工作性能三大維度進行係統分類，重點解析梁、桁架、剛架和拱的基本幾何特徵。在理想化建模方麵，本書著重強調瞭“簡化”背後的物理意義，例如將連續荷載簡化為集中荷載的精確性判斷依據，以及鉸接、固結端在實際工程中的近似與適用範圍。 1.2 靜力平衡：工程分析的第一個檢驗 靜力平衡原理是本部分的核心。我們不僅限於二維平麵結構的平衡方程，更將這一概念推廣至三維空間結構，強調力的投影與力矩平衡在確定反力時的決定性作用。為瞭避免初學者在反力計算中常見的錯誤，本書特彆設置瞭“靜定性判斷”專章，詳細解析瞭超靜定結構在平衡方程下的不確定性，並引入瞭“虛功法”作為後續分析的初步銜接。大量的靜定梁、梁拱和桁架的實例分析，涵蓋瞭集中力、分布力、力矩等各種荷載組閤，並強調瞭在不同支座約束下，反力求解的係統步驟。 1.3 構件內力分析：內力綫的精細描繪 內力（軸力、剪力、彎矩）是描述結構內部應力狀態的關鍵量。本書采用微分法和截麵法相結閤的方式，係統推導瞭內力與外力、位移之間的關係。特彆地，我們對梁的剪力圖和彎矩圖的繪製方法進行瞭詳盡的講解，強調瞭剪力與彎矩在幾何上的關係（如彎矩圖的斜率等於剪力值，彎矩的極值點對應剪力為零處）。本書通過大量帶圖解的範例，訓練讀者快速、準確地描繪齣復雜荷載作用下內力圖的“肌肉記憶”。 第二部分：幾何性質、位移計算與結構變形的量化 結構安全不僅關乎平衡，更關乎變形的控製。第二部分將分析的焦點從力的平衡轉嚮瞭構件和結構的幾何特性及其引起的位移和轉角。 2.1 截麵幾何性質的計算與應用 我們詳細解析瞭梁截麵上的形心、慣性矩、截麵對中性軸的慣性積的計算方法，並著重介紹瞭平行軸定理和轉軸定理在處理不對稱截麵和鏇轉坐標係下的重要性。本書特彆強調，慣性矩的選取並非僅僅是一個數學計算，它直接決定瞭構件抗彎剛度的相對大小，是理解梁的撓度公式的關鍵。 2.2 結構變形分析的能量方法：虛功原理與互等定理 本部分引入能量法，作為分析靜定結構位移的強有力工具。虛功原理（包括單位力法和單位力矩法）被係統地闡述，它超越瞭簡單的積分計算，使讀者能夠從能量守恒的角度理解變形的産生。本書對虛功法的應用，特彆是在計算懸臂梁、梁拱的綫位移和轉角時，提供瞭詳盡的步驟和圖示。同時，莫爾定理（虛功原理的推廣）和貝蒂定理（互等定理）的介紹，為後續分析超靜定結構和彈性穩定性問題埋下伏筆。 2.3 桁架與剛架的位移計算 針對桁架和剛架結構，本書區分瞭軸綫變形和剛體位移的影響，並詳細推導瞭如何通過節點法的位移計算，來確定整體結構的剛度矩陣。特彆地，對於剛架結構，位移法（撓角法）的矩陣形式在本書中得到初步介紹，旨在為下一部分的超靜定分析做好準備。 第三部分：超靜定結構的分析與現代設計思維的融閤 超靜定結構是現代工程實踐中的主流，本部分的核心任務是將前兩部分積纍的靜力平衡知識和位移計算方法，係統地應用於求解冗餘約束的結構體係。 3.1 體係的超靜定次數與分類 本書首先明確瞭判斷超靜定次數的方法，並區分瞭結構超靜定和幾何超靜定（或稱幾何可變性）的概念，避免混淆。超靜定結構的分析被劃分為兩個核心步驟：力法與位移法。 3.2 力法（變形協調法）的係統應用 力法是處理超靜定結構最直觀的方法。本書采用基本結構與多餘力的概念，詳細解析瞭如何選擇恰當的多餘力（通常是多餘約束反力或內力），並構建三次方程。在求解超靜定梁、剛架和桁架時，本書特彆關注瞭組閤位移方程的建立，以及如何利用對稱性和結構剛度來簡化計算過程，特彆是在使用剋朗變形方程時，如何有效選擇基本體係，以最小化計算量。 3.3 位移法（力平衡法）的矩陣化初步 位移法是現代結構分析的核心。本書在介紹剛架和連續梁的分析時，逐步過渡到位移法的思想，即以節點位移（轉角和綫位移）作為基本未知量。我們詳細講解瞭單元剛度矩陣的形成原理（基於彈性理論和單位變形），以及整體剛度矩陣的組裝過程。雖然篇幅限製，但本書提供瞭清晰的示例，展示瞭如何根據外部荷載嚮量和已知的零位移邊界條件，求解節點位移，並反演齣內力。 3.4 荷載組閤與極限分析的初步概念 本部分最後將分析擴展到實際工程中的多荷載工況。我們介紹瞭規範中常用的荷載組閤原則，以及基於材料強度和穩定極限的初步設計概念。雖然係統的塑性分析和穩定理論在後續課程中深入，但本書在此處引入瞭屈服的概念，強調瞭結構分析的最終目標是確保結構在各種荷載組閤下，既滿足強度要求，又能控製變形在可接受範圍內。 結語：理論與實踐的橋梁 全書貫穿瞭大量的工程實例與習題，這些實例均取材於實際的橋梁、建築和工業構架，幫助讀者將抽象的力學符號轉化為具體的構件尺寸和應力狀態。本書強調，結構力學是工具而非目的，真正的掌握在於能夠靈活運用這些工具，對復雜工程問題進行理性、科學的判斷與設計。它為讀者進入更深入的結構設計、抗震分析或有限元方法學習，奠定瞭堅不可摧的理論基石。

評分☆☆☆☆☆

我最近在準備一個專業資格考試，需要快速迴顧和鞏固結構力學的核心知識點。說實話，市麵上很多參考書為瞭追求“全麵”，恨不得把所有細枝末節都塞進去，反而衝淡瞭重點。但這本教材在內容的取捨上處理得相當老道。它緊緊圍繞著結構力學的主乾——平衡、幾何兼容和材料本構這三大支柱展開，對塑性理論和復雜結構如拱、剛架等難點的介紹，也做到瞭點到為止的精煉，沒有過度深入到研究生階段的內容，保持瞭麵嚮本科教學的定位。尤其讓我印象深刻的是關於位移法的闡述，它並沒有僅僅停留在計算步驟的羅列，而是深入剖析瞭力法和位移法背後的基本原理——虛功原理和互易定理的本質聯係，這使得我對兩種基本方法論的理解上升到瞭一個更高的層次。在習題設置方麵，難度梯度設計得非常閤理，從基礎的代數練習到需要綜閤運用多步原理的綜閤題，層層遞進，讓人感覺每完成一組練習，自己的解題能力都有實實在在的提升，這種“有質量的重復”是攻剋力學難題的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

我特彆關注瞭書中對於“剪力圖和彎矩圖繪製”這一核心技能的講解部分。坦白說，這是決定學生是否能真正“掌握”結構力學而不是僅僅“記住公式”的關鍵點。這本書的處理方式是極其規範化的：首先從微元體的受力分析齣發，嚴格推導齣剪力與彎矩之間的微分關係，然後通過積分或直接利用荷載效應的疊加原理來求解。圖錶的繪製步驟被分解得非常細緻，例如，如何根據荷載的性質判斷彎矩圖的斜率變化，如何利用支座反力作為起點和終點進行“驗算式”繪圖。這種強調“過程的嚴謹性”遠勝於追求“快速得齣結果”的方法論，深得我心。它教會的不是如何做題，而是如何像一個結構分析師那樣去“看”結構內部的受力狀態。如果說有什麼不足，那就是在處理復雜間斷荷載（如移動荷載下的最大/最小影響綫）時，相關例題的數量可以再適當增加一些，以鞏固這種對“影響綫”這一抽象工具的熟練運用。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的封麵設計和裝幀質量著實讓人眼前一亮，那種經典的學術書籍質感，拿在手裏沉甸甸的，讓人油然而生一種對知識的敬畏感。我尤其欣賞它在排版上的用心，字體選擇清晰易讀，圖錶的繪製精良且規範，很多關鍵概念和公式都用加粗或者不同顔色的字體做瞭突齣顯示，這對於初學者來說無疑是極大的便利。不像有些教材，排版得密密麻麻，讓人望而生畏。當我翻閱其中關於靜定結構內力分析的部分時，發現作者在講解平衡方程的建立時，非常注重邏輯的連貫性，從最基礎的力係平衡公理講起，逐步過渡到復雜的空間力係分析，每一步的推導都清晰可見，幾乎沒有跳躍性的思維過程。特彆是對於初次接觸結構力學的學生，這種循序漸進的引導至關重要。書中還穿插瞭一些現實工程實例的簡化圖示，雖然隻是簡單的示意，但足以幫助讀者將抽象的力學概念與實際的工程構件聯係起來，增強瞭學習的直觀感受。不過，如果能在一些經典算例的解答中，增加更多關於“為什麼選擇這種方法而不是另一種”的對比分析，那就更完美瞭，畢竟工程選擇往往是需要在不同方法間權衡的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹，帶著一種老派學者特有的沉穩和一絲不苟，這對於建立正確的科學思維習慣是非常有益的。它很少使用過於口語化或花哨的錶達，每一個術語的引入都伴隨著明確的定義，這極大地減少瞭因語義模糊而産生的理解障礙。不過，這種極緻的嚴謹性有時也會讓初學者感到一絲距離感。例如，在講解“結構超靜定性”的判斷時，雖然數學推導無可挑剔，但如果能穿插一些生動的“類比”——比如將超靜定結構比作一個“多餘支撐的椅子”，說明為什麼必須引入變形協調條件來求解多餘約束——可能更能迅速激活讀者的形象思維。總的來說，它更像是一位一絲不苟的導師，要求學生必須跟上他的節奏，去咀嚼和消化每一個精確的錶述，而不是一個會用有趣故事來哄著你學習的夥伴。這本書需要讀者投入足夠的專注力，纔能真正領略到其內部的精妙邏輯鏈條。

評分☆☆☆☆☆

從一個有多年工程經驗的工程師的角度來看，這本書的實用性是毋庸置疑的，但它也暴露齣瞭當前高校教材在接軌前沿工程實踐方麵略顯保守的一麵。它對材料綫彈性假設的強調非常到位，這是力學分析的基礎，但當我們真的麵對現代鋼結構或大跨度復雜體係時，非綫性分析、P-Delta效應的處理以及基於性能的設計理念，纔是工程師必須掌握的工具。這本書在這些“進階”話題上，著墨不多，更多的是提供瞭一個堅實的“彈性靜力學”基礎，這本身無可厚非，但對於想一步到位瞭解現代結構設計流程的讀者來說，可能會覺得有些“意猶未盡”。我希望未來的再版中，能考慮增加一個章節，專門介紹如何利用有限元軟件（哪怕隻是概念性地介紹其輸入與結果解讀）來驗證傳統手工解法的有效性，這樣能更好地架設理論與實踐之間的橋梁，讓學生在走齣校門時，對實際工作環境有更清晰的認知。