建築構造力學 1 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 學蕓齣版社

ISBN：9784761523268

商品編碼：130000010684

《結構力學：基礎原理與工程應用》 前言 本書旨在係統性地介紹結構力學的基本原理，並將其理論知識與實際的工程應用緊密結閤。結構力學作為土木工程、機械工程、航空航天工程等多個工程學科的核心課程，其重要性不言而喻。理解結構的受力特性、變形規律以及設計方法，是工程師們保障工程安全、實現經濟高效設計的前提。本書將從最基礎的概念齣發，逐步深入到復雜的分析方法，並通過豐富的工程實例，幫助讀者建立起堅實的理論基礎和解決實際工程問題的能力。 第一章：結構力學的基本概念與術語 本章將為讀者構建結構力學知識體係的基石。我們將首先明確什麼是結構，以及結構在工程中的作用。接著，我們將引入結構力學中的核心概念，包括： 荷載（Load）： 詳細闡述不同類型的荷載，如靜力荷載（恒載、活載）、動力荷載（風荷載、地震荷載）等，以及荷載的施加方式和單位。 內力（Internal Force）： 深入剖析結構內部所承受的力，如軸力、剪力、彎矩、扭矩等。我們將學習如何通過截麵法來確定這些內力。 應力（Stress）： 定義應力為單位麵積上的內力，並介紹不同應力狀態（正應力、剪應力）的計算和意義。 應變（Strain）： 定義應變為材料變形的相對量，並講解應變與應力之間的關係。 強度（Strength）： 探討材料能夠承受的最大應力，這是結構安全設計的重要依據。 剛度（Stiffness）： 介紹結構抵抗變形的能力，以及剛度在結構設計中的作用。 穩定性（Stability）： 討論結構在外力作用下保持原有平衡狀態的能力，以及失穩的現象和原因。 材料的力學性能： 簡要介紹常用工程材料（如鋼、混凝土、木材等）的彈性模量、泊鬆比、屈服強度、抗拉強度等關鍵力學參數。 本章還將強調力的傳遞路徑以及結構整體平衡的概念，為後續章節的學習奠定堅實基礎。 第二章：靜力平衡與自由體圖 靜力平衡是結構力學分析的首要前提。本章將聚焦於如何運用靜力學的基本原理來分析受力結構。 力的分解與閤成： 復習嚮量運算在力的分析中的應用。 自由體圖（Free-Body Diagram, FBD）： 詳細講解繪製自由體圖的方法和重要性。強調在繪製自由體圖時，需要將研究對象從周圍環境中分離齣來，並標齣所有作用在研究對象上的外力和內力（或其等效形式）。 平麵靜力平衡方程： 介紹在二維平麵內，結構處於靜止狀態時必須滿足的三個平衡方程：ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0。 三維靜力平衡方程： 擴展到三維空間，介紹在三維空間內，結構處於靜止狀態時必須滿足的六個平衡方程。 支座反力（Support Reactions）： 講解不同類型支座（如固定端、鉸支座、滾支座、自由端）所能提供的約束以及如何計算由支座提供的反力。 靜定結構與超靜定結構的概念： 區分靜定結構（其內力和支座反力僅憑靜力平衡方程即可求齣）和超靜定結構（其平衡方程不足以求齣所有未知量，需要藉助材料的變形規律）。 通過大量實例，讀者將熟練掌握繪製自由體圖和求解靜力平衡方程的技巧，能夠準確地判斷結構的靜定性。 第三章：梁的內力分析 梁是結構中最常見的構件之一。本章將專注於梁的內力分析，這是理解梁的受力行為和進行設計的基礎。 梁的分類： 介紹不同類型的梁，如簡支梁、懸臂梁、外伸梁、連續梁等。 剪力圖（Shear Force Diagram, SFD）： 講解繪製梁的剪力圖的方法。剪力圖能夠直觀地反映梁在任意截麵上的剪力大小和變化規律。我們將重點介紹剪力與荷載的關係（剪力是荷載的積分），以及剪力圖的繪製技巧，包括集中力、均布荷載和彎矩的影響。 彎矩圖（Bending Moment Diagram, BMD）： 講解繪製梁的彎矩圖的方法。彎矩圖能夠直觀地反映梁在任意截麵上的彎矩大小和變化規律。我們將重點介紹彎矩與剪力的關係（彎矩是剪力的積分），以及彎矩圖的繪製技巧，包括集中力偶、均布荷載和剪力的影響。 剪力圖與彎矩圖的相互關係： 強調剪力圖和彎矩圖之間的內在聯係，以及如何利用這些關係來輔助繪製和校核。 截麵法： 再次強調截麵法在確定任意截麵內力的重要性。 超靜定梁的初步認識： 簡要介紹超靜定梁的內力分析需要更復雜的計算方法，為後續章節做鋪墊。 本章的重點在於掌握繪製準確、清晰的剪力圖和彎矩圖，這是進行梁的強度和剛度計算的前提。 第四章：杆件的軸力、剪力與彎矩 本章將結構分析的範圍從梁擴展到更一般的杆件，包括軸嚮杆件和承受彎麯的杆件。 軸力（Axial Force）： 詳細討論承受軸嚮拉力或壓力作用的杆件。介紹軸力的計算和其在杆件中的分布。 剪力（Shear Force）： 再次強調在杆件中，剪力是垂直於杆件軸綫的力。 彎矩（Bending Moment）： 再次強調彎矩是繞杆件軸綫作用的力矩，它導緻杆件産生彎麯。 多力作用下的杆件分析： 學習如何分析同時承受軸力、剪力和彎矩作用的杆件，並運用截麵法求齣各內力。 組閤梁的分析： 介紹由不同截麵構件組成的梁的內力分析。 本章將進一步鞏固截麵法的應用，並為分析更復雜的結構構件打下基礎。 第五章：材料力學基礎：應力與應變 本章將深入探討材料在受力作用下的內部響應，即應力和應變。 應力狀態： 介紹一個點上的應力狀態，包括三個主應力方嚮和三個主應力。 鬍剋定律（Hooke's Law）： 闡述綫彈性範圍內，應力與應變呈綫性關係。介紹彈性模量（E）和泊鬆比（ν）等材料常數。 拉壓杆件中的應力與變形： 計算受軸嚮拉壓作用的杆件的應力（σ = P/A）和變形（ΔL = PL/AE）。 剪應力與剪變： 介紹剪應力（τ）和剪應變（γ）的概念，以及它們之間的關係（τ = Gγ），其中G為剪切彈性模量。 扭轉杆件中的應力與變形： 探討圓截麵杆件在扭矩作用下的剪應力和扭轉角。 彎麯杆件中的應力： 詳細推導梁在彎矩作用下的正應力分布公式（σ = My/I）。介紹中性軸的概念。 彎麯杆件中的剪應力： 推導梁在剪力作用下的剪應力分布公式（τ = VQ/It）。 材料的破壞準則： 簡要介紹不同材料（如脆性材料、韌性材料）的破壞機理和常見的破壞準則。 本章是連接宏觀結構分析與微觀材料行為的關鍵，為理解結構的強度和剛度提供理論依據。 第六章：結構的變形分析：位移與轉角 除瞭抵抗內力，結構在荷載作用下的變形也是工程師必須考慮的重要因素。本章將研究結構的位移和轉角。 梁的撓麯綫（Deflection Curve）： 介紹梁的變形綫，即撓麯綫，它描述瞭梁在荷載作用下的彎麯形狀。 微分方程法： 推導梁的撓麯綫微分方程（EI d⁴v/dx⁴ = q(x)），並介紹求解方法。 積分法： 通過積分撓麯綫的微分方程來求解梁的位移和轉角。 固支梁、簡支梁等典型梁的變形計算： 學習計算不同邊界條件下梁的撓度和轉角。 疊加原理（Principle of Superposition）： 講解在彈性範圍內，多個荷載作用下引起的總變形等於各荷載單獨作用引起的變形之和。 虛功原理（Principle of Virtual Work）： 介紹虛功原理作為一種強大的能量方法，用於計算結構的位移和轉角，尤其適用於復雜結構。 能量法： 探討卡氏定理（Castigliano's Theorem）等能量方法在位移計算中的應用。 本章將使讀者能夠定量地計算結構的變形，為滿足使用功能和控製變形提供依據。 第七章：超靜定結構分析 絕大多數實際工程結構都是超靜定的，因為它們比靜定結構更經濟、更穩定。本章將介紹超靜定結構的分析方法。 超靜定度的概念： 學習如何判斷結構的超靜定度（Degree of Redundancy）。 容許力法（Force Method）： 基本概念： 將超靜定結構轉化為一個或多個“基本體係”（靜定結構），並通過施加“多餘約束力”（冗餘力）來滿足變形協調條件。 選擇基本體係： 講解如何選擇閤適的基本體係。 變形協調方程： 建立由多餘約束力引起的變形與荷載引起的變形之間的協調方程。 單位荷載法： 介紹如何利用單位荷載來計算變形，從而簡化計算。 應用實例： 通過實例演示容許力法的具體應用。 容位移法（Displacement Method）： 基本概念： 以結構的位移（節點位移、轉角）為基本未知量，通過建立荷載與位移之間的關係來求解。 節點位移法（Stiffness Method）： 介紹更通用的節點位移法，將結構分解為單元，並建立單元剛度矩陣，最終組建整體剛度矩陣。 載荷-位移關係： 講解如何建立荷載和位移之間的方程組。 應用實例： 通過實例演示容位移法的應用。 本章將為讀者提供處理復雜工程結構分析的強有力工具。 第八章：穩定性分析 結構除瞭要承受荷載和抵抗變形，還必須具備抵抗失穩的能力。本章將介紹結構的穩定性問題。 失穩（Buckling）： 定義失穩為結構在外力作用下突然從一種平衡狀態轉變為另一種平衡狀態，並可能導緻災難性破壞的現象。 細長杆件的失穩（壓杆失穩）： 歐拉公式（Euler's Formula）： 推導並講解歐拉公式，用於計算細長壓杆的臨界失穩載荷（Pcr = π²EI/L²）。 壓杆的穩定性條件： 分析影響壓杆穩定性的因素，如杆件長度、截麵慣性矩、材料彈性模量、端部約束條件。 考慮初始缺陷和非彈性失穩： 簡要介紹實際工程中，由於初始缺陷和材料進入塑性區而導緻的非彈性失穩。 梁的側嚮穩定性（Bending-Torsional Buckling）： 討論梁在受彎時可能發生的側嚮失穩現象。 其他穩定性問題： 簡要介紹闆的失穩和殼體的失穩等。 本章的目的是讓讀者認識到結構穩定性分析的重要性，並掌握基本的壓杆失穩計算方法。 第九章：動力學基礎與振動分析 許多工程結構都會受到動態荷載的影響，如風、地震、機械設備振動等。本章將引入動力學分析的基本概念。 自由振動（Free Vibration）： 介紹無外力作用下，係統在受到擾動後産生的振動。 單自由度體係（Single Degree of Freedom System, SDOF）： 分析最簡單的振動模型，包括質量（m）、阻尼（c）和剛度（k）。 振動方程： 推導單自由度體係的運動方程（mẍ + cẋ + kx = 0）。 固有頻率（Natural Frequency）與固有周期（Natural Period）： 計算係統的固有頻率（ωn = √(k/m)）和固有周期（Tn = 2π/ωn）。 阻尼振動（Damped Vibration）： 分析阻尼對振動的影響，包括過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼。 受迫振動（Forced Vibration）與共振（Resonance）： 講解外力作用下係統的振動，以及當外力頻率接近固有頻率時發生的共振現象。 多自由度體係（Multiple Degrees of Freedom System, MDOF）： 簡要介紹多自由度體係的振動分析。 結構的動力特性： 討論結構動力特性（如質量、剛度、阻尼）對地震響應等動態行為的影響。 本章為理解結構在動態荷載作用下的行為提供瞭基礎。 第十章：工程實例與應用 本章將通過具體的工程案例，將前麵章節所學的理論知識付諸實踐。 橋梁結構分析： 分析簡支梁橋、連續梁橋在車輛荷載作用下的內力與變形。 高層建築結構分析： 探討高層建築在風荷載和地震荷載作用下的動力響應。 鋼結構節點設計： 演示如何運用結構力學原理對鋼結構節點進行強度和穩定性校核。 混凝土結構構件設計： 介紹如何根據彎矩和剪力設計鋼筋混凝土梁。 有限元方法簡介（選講）： 簡要介紹有限元方法（Finite Element Method, FEM）作為一種強大的數值分析工具，在復雜結構分析中的應用。 通過這些實例，讀者可以更深刻地理解結構力學在解決實際工程問題中的價值，並學會如何將理論知識轉化為工程設計。 附錄 常用工程材料的力學性能參數錶 常用截麵幾何性質錶（如截麵慣性矩、截麵模量等） 梁的撓度和轉角公式匯總 結語 《結構力學：基礎原理與工程應用》緻力於為讀者提供一個全麵、深入且實用的結構力學學習體驗。我們希望通過本書的講解，讀者不僅能夠掌握結構力學的核心理論，更能培養運用這些知識解決實際工程問題的能力，為未來的工程實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在建築領域摸爬滾打多年的從業者，我深知理論與實踐結閤的重要性。這本書的齣現，可以說在很大程度上彌補瞭我對於某些基礎理論理解上的偏差，也讓我重新審視瞭許多在實際工作中被我忽視的細節。它沒有直接給齣各種施工技巧，而是從最根本的原理入手，一層一層地剝離齣結構行為背後的邏輯。當我遇到一個結構問題時，這本書能夠幫助我迴溯到最源頭，理解為什麼會發生這種情況，以及從力學角度齣發，有哪些可能的解決方案。它不像某些教科書那樣，僅僅羅列公式和計算方法，而是通過大量的分析和論證，引導讀者去思考，去建立起自己的認知體係。這對於提升解決復雜問題的能力非常有幫助，讓我在麵對新的、未曾遇到的挑戰時，不再感到束手無策。它讓我明白，真正的專業能力，並非源於死記硬背，而是建立在對事物本質深刻理解的基礎上。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節編排非常閤理，邏輯清晰，層層遞進，非常適閤係統性地學習。它從最基礎的概念開始，一步一步地引入更復雜的理論和計算方法。即使是初學者，也能在循序漸進的講解中，逐步建立起紮實的知識基礎。而且，每個章節的學習目標都非常明確，在閱讀完之後，讀者能夠清晰地知道自己掌握瞭哪些內容，以及還需要在哪些方麵進行鞏固。書中穿插的例題和習題，更是起到瞭畫龍點睛的作用。這些題目不僅緊扣章節內容，而且難度適中，能夠有效地檢驗學習成果。通過完成這些題目，我能夠將理論知識轉化為實際的應用能力，並在解決問題的過程中，進一步加深對知識的理解。這種結構化的學習路徑，讓學習過程變得高效而富有成效。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格我相當欣賞，它沒有使用過於晦澀難懂的專業術語，也沒有故弄玄虛地賣弄學問。相反，作者的錶達方式非常直接、清晰，並且富有邏輯性。即便是一些非常抽象的概念，作者也能通過生動形象的比喻，或者貼近實際工程的案例，將其解釋得通俗易懂。我印象深刻的是，在講解某個關鍵概念時，作者反復使用瞭幾種不同的闡述方式，並且還在不同章節中有所呼應，這極大地加深瞭我對這個概念的理解，讓我不再是“知其然”而是“知其所以然”。這種潤物細無聲的教學方式，比那些填鴨式的講解要有效得多。它讓我在閱讀的過程中，幾乎沒有遇到難以逾越的障礙，能夠保持一種持續的學習熱情和動力。這種深入淺齣的寫作功底，著實令人佩服，也讓我對作者的專業素養有瞭更高的評價。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術書籍，不僅要傳授知識，更要激發讀者的思考和探索欲望。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅是陳述事實，更是在引導讀者去質疑，去分析，去形成自己的判斷。在閱讀過程中，我經常會停下來，反復琢磨作者提齣的觀點，並嘗試將其與我過往的經驗進行比對。有時，我甚至會因為書中的某個論點而産生新的想法，或者對某個習以為常的做法産生疑問。這種“啓發式”的閱讀體驗，讓我覺得我不僅僅是在被動地接收信息，而是在主動地參與到知識的構建過程中。這種感覺非常有價值，讓我覺得這本書不僅僅是一本參考書，更像是一位循循善誘的導師，在我的學習道路上給予我重要的指引。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵的材質觸感很好，厚實而又不失細膩，帶著一種沉穩的專業感。當我第一次拿到它的時候，就感覺這不僅僅是一本書，更像是一件精心打造的藝術品。書脊的裝訂牢固，翻頁流暢，即使經常翻閱也不會輕易散架。每一頁的紙張也都挑選得非常閤適，厚度適中，印刷清晰，字跡銳利，絲毫沒有模糊或洇墨的情況，長時間閱讀也不會讓眼睛感到疲勞。排版方麵，疏密有緻，段落清晰，重點內容都用加粗或者不同的字體顔色做瞭區分，非常便於查找和理解。而且，書中的插圖和圖錶更是運用得恰到好處，綫條流暢，比例準確，即使是復雜的結構模型，也能夠被清晰地呈現齣來，這對於理解抽象的力學原理至關重要。我特彆喜歡它那種留白的藝術，不會顯得過於擁擠，讓閱讀的過程更加舒緩和放鬆。總而言之，從外觀到內頁的每一個細節，都體現瞭齣版方的用心和對品質的極緻追求，讓人在閱讀內容之前就已經心生好感，迫不及待地想要探索其中的奧秘。