結構力學（第3版 上冊）/iCourse·教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃慈勉，張偉平 編

圖書標籤:

• 結構力學
• 力學
• 土木工程
• 教材
• iCourse
• 高等教育
• 第三版
• 上冊
• 工程力學
• 建築工程

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040459883

版次：3

商品編碼：12059730

包裝：平裝

叢書名： iCourse·教材

開本：16開

齣版時間：2016-08-01

用紙：膠版紙

頁數：233

字數：330000

正文語種：中文

內容簡介

　　《結構力學（第3版 上冊）/iCourse·教材》進一步貫徹和加強瞭上述有關概念結構力學的學科發展思想和教學理念。書中通過二維碼引入瞭結構力學數字化教學資源數十則，作為教材立體化建設的一種嘗試。
　　《結構力學（第3版 上冊）/iCourse·教材》內容包括靜定結構部分和力法、位移法。

作者簡介

　　硃慈勉（Zhu cimian），同濟大學土木工程學院教授，工學博士，博士研究生導師，結構力學研究室主任，曾任國傢教育部高等學校力學基礎課程教學指導分委員會委員，上海市土木工程學會會員，國傢一級注冊結構工程師。 1970年畢業於清華大學工程力學數學係固體力學專業，此後幾年在國傢機械工業部第八設計院從事結構設計工作，1978年進入同濟大學。長期從事結構力學等課程的教學和結構工程領域的科學研究與工程實踐，發錶學術論文數十篇。提齣瞭“概念結構力學”與“計算結構力學”並進的學科發展思想，並付諸於教學和工程實踐。1997年和2003年曾先後獲得上海市育纔奬和高等學校名師奬。

目錄

主要符號錶
第1章 緒論
1-1 結構力學的研究對象和基本任務
1-2 結構的計算簡圖
1-3 結構和荷載的分類
1-4 基本假設
習題

第2章 平麵體係的幾何構造分析
2-1 概述
2-2 平麵體係幾何不變的必要條件
2-3 平麵幾何不變體係的基本組成規則
2-4 平麵體係幾何構造分析舉例
2-5 體係的幾何構造與靜定性
習題

第3章 靜定結構
3-1 概述
3-2 靜定梁和靜定平麵剛架
3-3 三鉸拱
3-4 靜定平麵桁架
3-5 組閤結構
3-6 靜定空間結構
3-7 靜定結構的一般性質
習題

第4章 靜定結構的影響綫
4-1 移動荷載和影響綫的概念
4-2 靜力法作影響綫
4-3 機動法作影響綫
4-4 聯閤法作影響綫
4-5 影響綫的應用
4-6 簡支梁的內力包絡圖和絕對最大彎矩
習題

第5章 結構位移計算
5-1 概述
5-2 變形體的虛功原理
5-3 結構位移計算的一般公式單位荷載法
5-4 靜定結構在荷載作用下的位移計算
5-5 圖乘法
5-6 靜定結構在非荷載因素作用下的位移計算
5-7 綫彈性體係的互等定理
習題

第6章 力法
6-1 力法的基本概念
6-2 超靜定次數與力法基本結構
6-3 力法原理與力法方程
6-4 力法解超靜定結構
6-5 對稱性的利用
6-6 支座位移、溫度變化等作用下超靜定結構的計算
6-7 超靜定結構的位移計算
6-8 超靜定結構內力計算的校核
6-9 超靜定拱
習題

第7章 位移法
7-1 位移法的基本概念
7-2 位移法基本未知量和基本結構
7-3 等截麵直杆的轉角位移方程
7-4 位移法原理與位移法方程
7-6 位移法解超靜定結構
7-6 對稱性的利用
7-7 支座位移、溫度變化等作用下的位移法計算
習題

附錄A 習題答案
附錄B 索引
主要參考文獻
Synopsis
Contents

精彩書摘

　　《結構力學（第3版 上冊）/iCourse·教材》：
　　4—6—1內力包絡圖
　　結構分析時常需要求齣在恒載和活載共同作用下各截麵上的很大和最小（或很大負值）內力，從而為設計提供依據。例如，在混凝土結構構件設汁中，常需按照上述情況來確定鋼筋的配置以及構造。如果將結構杆件各截麵的很大和最小（或很大負值）內力值按同一比例標在圖上，連成麯綫，則這種麯綫圖形就稱為內力包絡圖。因此，內力包絡圖實際上錶達瞭各截麵上內力變化的上、下限。
　　在實際工程設計時，對於移動荷載通常需乘上規定的動力係數以反映荷載的動力影響。在繪製內力包絡圖時，一般是將杆件分成若乾等分，對每一分點所在的截麵均按4—5所述方法利用影響綫求齣其內力的上、下限值，最後再連成麯綫。現以簡支吊車粱為例介紹內力包絡圖的繪製方法。
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振動力學基礎：理論與工程應用 第一章 振動概述與基本概念 本章旨在為讀者建立對振動現象的係統性認識，並引入分析振動問題的基本工具和概念。我們將從宏觀層麵探討振動在自然界與工程領域中的普遍性，區分自由振動與強迫振動、有阻尼與無阻尼振動等基本類型。 1.1 振動現象的本質與工程意義 振動是物體或係統在一定約束下，偏離其平衡位置後所做的周期性或近似周期性的往復運動。在工程實踐中，振動既可以是係統正常運行的體現（如機械的往復運動），也可能是結構破壞或功能失效的主要誘因（如地震、風載引起的橋梁共振）。深入理解振動的産生機理和傳播規律，是保障設備可靠性、提高結構安全性和優化係統性能的關鍵。 1.2 運動描述與關鍵參數 描述振動運動的核心在於對位移、速度和加速度的精確量化。本節詳細闡述位移的瞬時值、最大值、平均值和有效值（RMS值）的計算方法，並引入角頻率($omega$)、圓周頻率($f$)及周期($T$)之間的換算關係。 簡諧運動（Simple Harmonic Motion, SHM）：作為所有復雜周期運動的基石，我們將重點分析簡諧運動的數學模型——正弦函數或餘弦函數描述，推導其速度和加速度的相位關係，強調速度領先位移 $pi/2$ 弧度，加速度超前位移 $pi$ 弧度的概念。 1.3 係統的自由度 自由度（Degree of Freedom, DOF）是定義係統運動所需獨立坐標的數量。本章將根據係統的復雜程度，分類討論單自由度（SDOF）係統和多自由度（MDOF）係統的概念。理解自由度的概念是建立精確動力學模型的前提。對於復雜結構，如何通過簡化假設確定有效的自由度至關重要。 第二章 單自由度係統的自由振動分析 本章聚焦於最基礎的動力學模型——單自由度係統，分析其在無外力作用下的固有特性。 2.1 無阻尼自由振動 係統由一個集中質量 $m$、一個綫性彈性剛度 $k$ 組成，忽略能量耗散。 運動方程的建立：基於牛頓第二定律或虛功原理，推導齣標準的二階常微分方程：$mddot{x} + kx = 0$。 固有頻率與固有周期：求解該方程，確定係統的固有角頻率 $omega_n = sqrt{k/m}$，以及對應的固有頻率 $f_n$ 和固有周期 $T_n$。這些參數完全由係統的質量和剛度決定，是係統內在的“脈搏”，獨立於初始條件。 初始條件的影響：討論係統從不同初始狀態（如給定初始位移或速度）齣發時，其振動響應（振幅和相位角）的變化規律，但係統頻率保持不變。 2.2 阻尼振動的引入與粘性阻尼 現實世界中，能量耗散不可避免，引入阻尼項。粘性阻尼（與速度成正比）是最常用的模型。 阻尼器的特性：定義阻尼係數 $c$，闡明阻尼力 $F_d = -cdot{x}$ 的性質。 運動方程：建立帶阻尼項的微分方程：$mddot{x} + cdot{x} + kx = 0$。 阻尼比（Critical Damping Ratio, $zeta$）：定義無量綱參數 $zeta = c / c_c$，其中 $c_c = 2sqrt{mk}$ 是臨界阻尼係數。阻尼比是判斷係統振動特性的核心指標。 2.3 阻尼自由振動的解 根據阻尼比 $zeta$ 的大小，係統分為三種狀態： 1. 無阻尼 ($zeta = 0$)：即前述的簡諧振動。 2. 欠阻尼 ($zeta < 1$)：係統發生衰減振動。詳細推導位移的指數衰減形式，計算對數衰減率 $delta$ 和半衰期，並解釋振動衰減的物理意義。 3. 臨界阻尼 ($zeta = 1$)：係統以最快速度返迴平衡位置而不發生振蕩。 4. 過阻尼 ($zeta > 1$)：係統緩慢返迴平衡位置，不發生振蕩。 2.4 能量分析與能量耗散率 從能量角度理解阻尼的作用。計算係統在一個周期內儲存的彈性勢能、動能，以及由阻尼力做功耗散的能量。引入能量衰減率與係統總能量的關係，驗證對數衰減率的另一種錶達形式。 第三章 單自由度係統的強迫振動分析 本章研究當係統受到外部周期性激勵力 $F(t)$ 作用時的響應，這是結構動力學中最常見的分析場景。 3.1 無阻尼強迫振動 考慮外部激勵力為簡諧力 $F(t) = F_0 sin(omega t)$。 運動方程與穩態解：建立 $mddot{x} + kx = F_0 sin(omega t)$。求解得穩態響應，其頻率與激勵頻率 $omega$ 相同。 頻率比與振型：引入頻率比 $r = omega / omega_n$。穩態解的振幅與初始條件無關，隻取決於頻率比。 共振現象：當激勵頻率 $omega$ 接近係統固有頻率 $omega_n$（即 $r o 1$）時，振幅趨於無窮大。詳細分析共振的破壞性，並指齣在實際工程中，由於阻尼的存在，共振幅值是有限的，但仍具有重要意義。 3.2 有阻尼強迫振動 在有阻尼的係統 $mddot{x} + cdot{x} + kx = F_0 sin(omega t)$ 中，響應包含一個瞬態響應（隨時間衰減）和一個穩態響應。工程上主要關注穩態響應。 穩態響應的求解：推導穩態位移響應 $x_s(t)$ 的錶達式，它同樣是與激勵頻率相同的正弦函數，但振幅和相位均發生變化。 振動放大係數（Magnification Factor, $M_F$）：定義 $M_F$ 為最大響應位移與靜力位移 $delta_{st} = F_0/k$ 的比值。$M_F$ 是頻率比 $r$ 和阻尼比 $zeta$ 的函數： $$M_F = frac{1}{sqrt{[(1-r^2)^2 + (2zeta r)^2]}}$$ 詳細討論 $M_F$ 麯綫隨 $zeta$ 的變化規律，特彆是最大放大係數的峰值及其發生的位置。 相位滯後：分析激勵力與穩態響應之間的相位差 $phi$，闡述相位角如何從 $0$ 變化到 $pi$ 隨 $r$ 的增大而變化。 3.3 基礎激勵下的振動（地基激勵） 在地震工程中，激勵常錶現為支撐點的運動 $u(t)$，而非施加在質量上的外力。 運動方程的轉化：將相對位移 $z = x - u(t)$ 代入方程，推導齣基於相對位移的運動方程。 位移傳遞率與加速度傳遞率：定義並推導位移傳遞率 $TR_d$ 和加速度傳遞率 $TR_a$。分析傳遞率與頻率比 $r$ 和阻尼比 $zeta$ 的關係，解釋在不同頻率範圍內，係統是如何傳遞或隔絕基礎運動的。 第四章 係統的能量吸收與耗散 本章側重於工程中如何利用能量原理來評估或控製係統的振動特性，特彆是針對機械係統的阻尼特性。 4.1 振動中的能量關係 重新迴顧一個周期內動能、彈性勢能和阻尼耗散能之間的平衡關係。強調在穩態響應下，平均耗散功率必須等於平均輸入功率。 4.2 振動係統中的阻尼模型 除瞭粘性阻尼，還引入其他工程中常見的阻尼模型： 庫侖阻尼（摩擦阻尼）：阻尼力與速度的大小成正比，與速度方嚮相反，是恒定幅值的。分析庫侖阻尼下自由振動的衰減特性，說明其衰減麯綫不再是指數形式，而是綫性衰減。 滯後阻尼（Hysteretic Damping）：常見於材料阻尼，其阻尼力與位移成正比，且相位滯後激勵力 $pi/2$ 弧度。引入復剛度 $ ilde{k} = k(1 + ieta)$ 來描述滯後阻尼，其中 $eta$ 為材料阻尼比。 4.3 振動吸收器的原理與應用 引入調諧質量阻尼器（Tuned Mass Damper, TMD）的概念。 TMD的基本原理：將一個附加的質量-彈簧-阻尼係統（TMD）連接到主結構上，通過閤理設計TMD的固有頻率使其與主結構固有頻率接近，從而在共振區轉移和耗散主結構的振動能量。 TMD的優化設計：分析無阻尼TMD和有阻尼TMD對主係統共振峰值的抑製效果。探討如何確定最佳的質量比、頻率比和阻尼比以達到最優的減振效果。 第五章 多自由度係統的基礎分析 本章將分析自由度增加到兩個或兩個以上的係統，探討其耦閤振動特性。 5.1 多自由度係統的運動方程 拉格朗日方程與矩陣形式：使用牛頓法或能量法建立 $n$ 個自由度係統的耦閤微分方程組，並以矩陣形式錶達：$mathbf{M}ddot{mathbf{x}} + mathbf{C}dot{mathbf{x}} + mathbf{K}mathbf{x} = mathbf{F}(t)$。重點解釋質量矩陣 $mathbf{M}$、阻尼矩陣 $mathbf{C}$ 和剛度矩陣 $mathbf{K}$ 的物理含義和構成。 5.2 無阻尼自由振動與特徵值問題 在無阻尼、無激勵條件下，係統解耦的關鍵在於尋找特徵解（模態）。 特徵方程的導齣：假設解為 $mathbf{x}(t) = mathbf{Phi}e^{iomega t}$，代入方程，得到廣義特徵值問題：$(mathbf{K} - omega^2 mathbf{M})mathbf{Phi} = mathbf{0}$。 固有頻率與振型：理解 $omega^2$ 是特徵值，對應的 $omega_n$ 是係統的固有頻率；$mathbf{Phi}$ 是特徵嚮量，代錶係統的振型（Mode Shape）。解釋振型在不同節點上的相對位移模式。 模態正交性：推導質量矩陣和剛度矩陣對振型（特徵嚮量）的正交性關係，這是後續解耦的基礎。 5.3 模態分析（Modal Analysis） 模態分析是多自由度係統動力學分析的核心。 模態坐標變換：利用振型將復雜的耦閤係統坐標 $mathbf{x}$ 變換到獨立的模態坐標 $mathbf{q}$（主坐標）。 解耦後的運動方程：得到一係列相互獨立的單自由度係統方程，每個方程代錶一個模態的振動。 反應譜法的初步介紹：說明如何利用模態疊加法，將各階模態的響應（由單自由度係統理論求解）按特定方式（通常是平方和開根號，SRSS）組閤起來，估算結構的總響應，為大型結構的地震反應分析奠定基礎。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對結構力學都有種“隻知其然，不知其所以然”的睏惑。直到我翻開這本《結構力學（第3版 上冊）》，纔感覺像是打開瞭一扇新的大門。這本書最吸引我的地方在於，它並沒有將復雜的理論包裝得高高在上，而是用一種非常“接地氣”的方式，將那些看似高深的原理娓娓道來。它深入淺齣地剖析瞭每一個概念的由來和意義，讓我能夠真正理解為什麼會是這樣，而不是簡單地接受一個結論。書中對於不同荷載形式和邊界條件如何影響結構響應的闡釋，清晰且富有邏輯。我印象深刻的是，它並沒有局限於單一的理論框架，而是會時不時地將其與其他學科知識聯係起來，比如材料力學、高等數學等，這讓我在學習結構力學知識的同時，也能夠觸類旁通，加深對相關學科的理解。這本書不僅教會瞭我“怎麼做”，更重要的是讓我明白瞭“為什麼這麼做”，這種對本質的追求，讓我覺得受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

我是一名準備考研的學生，結構力學是我的核心考試科目之一。在選擇教材時，我非常謹慎，希望找到一本既能幫助我紮實掌握基礎知識，又能應對考試難題的參考書。《結構力學（第3版 上冊）》無疑是我的明智之選。這本書的體係結構非常完整，涵蓋瞭考研大綱中的絕大部分內容，而且知識點梳理得非常清晰。它的例題和習題設計非常有代錶性，既有基礎鞏固型的，也有綜閤運用型的，能夠有效地檢驗我的學習成果。我尤其喜歡書中對一些難點問題的詳細解析，往往能夠從多個角度剖析，讓我能夠深入理解其原理，而不是死記硬背。此外，它還提供瞭一些解題技巧和方法，這對於提高我的解題速度和準確率起到瞭關鍵作用。這本書已經成為瞭我復習備考期間不可或缺的夥伴，為我打下瞭堅實的理論基礎，也給瞭我巨大的信心去迎接挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是結構力學領域的一股清流！我作為一個已經從業幾年的結構工程師，深知理論與實踐脫節的痛點。很多時候，教科書上的公式推導看得我頭暈眼花，但到瞭實際項目中，卻不知道如何靈活運用。這本《結構力學（第3版 上冊）》恰恰解決瞭這個問題。它在講解經典理論的同時，非常注重與實際工程應用的聯係。書中舉例的案例都非常貼近現實，比如橋梁的受力分析、建築結構的變形模擬等等，讓我能夠清晰地看到那些抽象的力學原理是如何在實際工程中發揮作用的。更重要的是，它還融入瞭一些現代化的設計理念和工具的應用，雖然是“上冊”，但已經讓我看到瞭未來結構設計的發展方嚮。讀這本書，就像是請瞭一位經驗豐富的工程師在一旁耐心指導，不斷點撥，讓人茅塞頓開。我特彆喜歡它在處理一些復雜結構問題時，提供的多種分析思路和方法，這極大地拓寬瞭我的視野，也讓我能夠根據實際情況選擇最閤適的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我在開始閱讀《結構力學（第3版 上冊）》之前，對結構力學這個科目一直抱著一種敬畏又略帶畏懼的心情。大學裏學的時候，雖然老師講得盡心盡力，但很多概念還是覺得很抽象，尤其是那些復雜的受力圖和應力應變張量，總感覺離我有點遙遠。然而，這本書的編排和內容設計，卻讓我對結構力學有瞭全新的認識。它從最基礎的力學概念講起，循序漸進，每個章節都像是一個精心設計的階梯，引導讀者一步步攀登。我尤其欣賞它在解釋一些核心概念時，使用瞭非常形象的比喻和直觀的圖示，這對於我這種“視覺型”學習者來說簡直是福音。很多之前睏擾我的難題，在這本書裏得到瞭清晰的解答。它沒有上來就丟給我一大堆公式，而是先建立起紮實的物理直覺，然後再引入數學工具。這種教學方式，讓我在理解理論的同時，也能體會到其中的邏輯和美感，不再覺得結構力學是一門枯燥的學科。

評分☆☆☆☆☆

作為一名非結構工程專業的科研人員，我接觸結構力學更多的是齣於跨學科研究的需要。很多時候，我需要理解一些涉及結構行為的物理過程，但又不可能花費大量時間去鑽研整個結構工程的知識體係。《結構力學（第3版 上冊）》在這方麵給予瞭我極大的幫助。它並非一本純粹的理論教材，而是能夠讓我快速掌握理解結構行為所需的關鍵概念和分析方法。書中對不同材料在受力狀態下的宏觀錶現和微觀形變機理的闡述，為我的研究提供瞭重要的理論基礎。我特彆關注書中關於邊界條件和荷載施加的討論，這對我模擬和分析實驗現象至關重要。而且，它在介紹一些經典理論的同時，也提及瞭相關的研究前沿和發展趨勢，這對於我把握研究方嚮非常有益。這本書的語言風格嚴謹而不失流暢，即使是跨專業的讀者，也能在相對短的時間內掌握核心內容，並將其應用到自己的研究領域。

評分☆☆☆☆☆

感覺不錯，價格也很公道，值的購買！

評分☆☆☆☆☆

書挺不錯，挺滿意，物流服務很好，快遞小哥十個贊。

評分☆☆☆☆☆

京東的評價體係真的很煩好嗎？？？

評分☆☆☆☆☆

在京東買就是看重京東自營的品質和服務，非常滿意！

評分☆☆☆☆☆

好好學習，天天加班！

評分☆☆☆☆☆

和以前用的一樣，買來偶爾再翻翻～

評分☆☆☆☆☆

結構值得學學習，但要有理論力學的基礎。

評分☆☆☆☆☆

喜歡結構力學哈哈哈啊哈哈哈哈還好

評分☆☆☆☆☆

真的垃圾