本书根据教育部高等学校力学教学指导委员会非力学类专业力学基础课教学指导分委员会拟定的《结构力学课程教学基本要求（A类）》进行编写，涵盖了该要求中规定的必修部分内容。全书包括绪论、平面体系的几何组成分析、静定结构的受力分析、虚功原理与结构的位移计算、力法、位移法、力矩分配法、影响线及其应用、矩阵位移法和结构的动力计算共 10章及拱坝结构内力计算简介和平面刚架静力分析程序2个附录。
样章试读
目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 结构力学的研究对象与任务 1
1.2 荷载的分类 3
1.3 结构的计算简图 4
1.3.1 结构体系的简化 4
1.3.2 杆件的简化 4
1.3.3 结点的简化 5
1.3.4 支座的简化 6
1.3.5 荷载的简化 8
1.3.6 材料的简化 9
1.3.7 计算简图示例 9
1.4 杆件结构的分类 11
1.5 结构力学的特点与学习方法 12
思考题 13
第2章平面体系的几何组成分析 14
2.1 概述 14
2.2 几何组成分析的几个概念 14
2.2.1 刚片 14
2.2.2 自由度 15
2.2.3 约束 15
2.3 平面体系的计算自由度 17
2.4 几何不变体系的组成规则 19
2.4.1 三刚片规则 19
2.4.2 两刚片规则 21
2.4.3 二元体规则 22
2.5 平面体系几何组成分析举例 23
2.5.1 几何组成分析的一般步骤与方法 23
2.5.2 例题 24
2.6 体系几何组成与静定性的关系 28
思考题 29
习题 29
第3章静定结构的受力分析 33
3.1 概述 33
3.1.1 结构内力表示方式及正负号规定 33
3.1.2 静定结构受力分析的基本方法 34
3.1.3 静定结构受力分析的一般步骤 35
3.2 静定梁与静定刚架 36
3.2.1 直杆的荷载与内力的微分关系及内力图特征 36
3.2.2 叠加法作直杆任意区段的内力图 37
3.2.3 控制截面法作结构内力图 39
3.2.4 多跨静定梁 41
3.2.5 静定平面刚架 47
3.3 静定拱 57
3.3.1 三铰拱的受力分析 58
3.3.2 三铰拱的合理拱轴线 63
3.4 静定平面桁架 65
3.4.1 结点法计算桁架内力 67
3.4.2 截面法计算桁架的内力 71
3.4.3 结点法与截面法的联合运用 73
3.4.4 梁式桁架的比较 76
3.5 静定组合结构 77
3.6 静定结构的特性 79
3.6.1 静定结构在非荷载因素作用下的受力特性 79
3.6.2 静定结构在平衡荷载作用下的特性 80
3.6.3 静定结构中荷载等效变换的特性 81
3.6.4 静定结构内部组成变换的特性 82
*3.7 零载法 83
思考题 84
习题 85
第4章虚功原理与结构的位移计算 92
4.1 概述 92
4.2 结构的外力虚功和虚变形功 93
4.2.1 实功与虚功 93
4.2.2 结构的外力虚功 94
4.2.3 结构的虚变形功 97
4.3 虚功原理及其应用 98
4.3.1 变形体系的虚功原理 98
4.3.2 虚位移原理与单位位移法 101
4.3.3 虚力原理与单位荷载法 103
4.4 结构位移计算的一般公式 104
4.5 荷载作用下结构位移的计算 105
4.6 图乘法 110
4.7 静定结构在非荷载因素作用下的位移计算 117
4.7.1 静定结构由支座移动引起的位移 117
4.7.2 静定结构由温度变化引起的位移 118
4.7.3 静定结构由制造误差和材料收缩引起的位移 119
4.8 线性变形体系的互等定理 120
4.8.1 虚功互等定理 120
4.8.2 位移互等定理 121
4.8.3 反力互等定理 122
4.8.4 反力与位移互等定理 122
思考题 123
习题 123
第5章 力法 127
5.1 概述 127
5.1.1 超静定结构的一般概念 127
5.1.2 超静定次数的确定 129
5.2 力法的基本原理 131
5.2.1 力法的基本思路 131
5.2.2 力法的基本未知量、基本系与典型方程 133
5.2.3 力法的计算步骤 135
5.3 力法计算超静定结构在荷载作用下的内力 136
5.3.1 超静定梁与刚架 136
5.3.2 超静定桁架 140
5.3.3 超静定组合结构 142
5.3.4 两铰拱 144
5.4 力法计算超静定结构在温度变化和支座移动时的内力 148
5.4.1 温度变化时超静定结构的内力计算 149
5.4.2 支座移动时超静定结构的内力计算 150
5.5 超静定结构的位移计算 152
5.6 超静定结构内力计算的校核 157
5.7 对称性的利用 159
5.8 弹性中心法计算对称无铰拱 165
5.8.1 弹性中心与弹性中心法 165
5.8.2 荷载作用下无铰拱的计算 167
5.8.3 温度变化及支座移动作用下无铰拱的计算 169
5.9 超静定结构的特性 171
5.10 等截面直杆的转角位移方程 173
5.10.1 荷载和温度变化作用下单跨超静定梁的杆端内力 173
5.10.2 支座移动作用下单跨超静定梁的杆端内力 176
5.10.3 转角位移方程 178
思考题 180
习题 180
第6章 位移法 185
6.1 位移法基本原理 185
6.2 位移法的基本未知量、基本系和典型方程 188
6.2.1 基本假设和符号规定 188
6.2.2 位移法的基本未知量与基本结构 188
6.2.3 位移法的基本系与典型方程 191
6.3 位移法计算步骤与举例 193
6.3.1 位移法的计算步骤 193
6.3.2 举例 193
6.4 对称结构的计算 201
6.4.1 奇数跨对称结构 201
6.4.2 偶数跨对称结构 202
6.5 直接平衡法建立位移法基本方程 205
*6.6 混合法的概念 206
思考题 209
习题 209
第7章 力矩分配法 212
7.1 力矩分配法基本原理 212
7.1.1 力矩分配法的基本概念 212
7.1.2 力矩分配法基本计算过程 215
7.2 力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架 216
7.3 有侧移刚架的计算 223
7.3.1 无剪力分配法 223
7.3.2 附加链杆法 227
思考题 228
习题 229
第8章 影响线及其应用 231
8.1 概述 231
8.2 静力法作静定梁的影响线 232
8.2.1 简支梁的影响线 232
8.2.2 外伸梁的影响线 233
8.3 间接荷载作用下的影响线 235
8.4 静力法作桁架的影响线 236
8.5 机动法作静定梁的影响线 239
8.5.1 简支梁的影响线 239
8.5.2 多跨静定梁的影响线 240
*8.6 超静定梁的影响线 243
8.6.1 静力法作超静定梁的影响线 243
8.6.2 机动法作超静定梁的影响线 244
8.7 影响线的应用 246
8.7.1 影响量的计算 246
8.7.2 最不利荷载位置的确定 248
8.8 简支梁的绝对最大弯矩 253
8.9 内力包络图 256
8.9.1 简支梁的内力包络图 256
8.9.2 连续梁的内力包络图 256
思考题 259
习题 259
第9章 矩阵位移法 263
9.1 概述 263
9.2 结构离散化与单元划分 263
9.3 单元劲度矩阵 264
9.3.1 局部坐标系中的单元劲度矩阵 264
9.3.2 整体坐标系中的单元劲度矩阵 269
9.4 结构原始劲度矩阵 273
9.5 非结点荷载的处理 277
9.6 位移边界条件的引入 280
9.6.1 直接代入法 281
9.6.2 划零置一法与放大主元素法 281
9.7 矩阵位移法计算步骤及示例 284
9.8 先处理直接劲度法 286
思考题 296
习题 296
第10章 结构的动力计算 298
10.1 概述 298
10.2 结构体系振动的自由度 299
10.2.1 集中质量法 300
10.2.2 广义坐标法 301
10.2.3 有限单元法 302
10.3 单自由度体系运动方程的建立 302
10.3.1 劲度法 303
10.3.2 柔度法 305
10.4 单自由度体系的自由振动 306
10.4.1 无阻尼自由振动 306
10.4.2 有阻尼自由振动 310
10.5 单自由度体系的受迫振动 313
10.5.1 简谐荷载作用下的无阻尼受迫振动 313
10.5.2 一般动荷载作用下的无阻尼受迫振动 319
10.5.3 有阻尼受迫振动 324
10.6 多自由度体系的自由振动 330
10.6.1 柔度法 330
10.6.2 劲度法 337
10.6.3 主振型的正交性 341
10.7 多自由度体系的受迫振动 343
10.7.1 简谐荷载作用下的受迫振动 343
*10.7.2 一般动荷载作用下的受迫振动——振型分解法 349
*10.8 无限自由度体系的自由振动 354
10.9 近似法求自振频率 357
10.9.1 能量法求第一频率——瑞利（Rayleigh）法 357
10.9.2 能量法求最初几个频率——瑞利-里茨（Rayleigh-Ritz）法 361
10.9.3 集中质量法 364
思考题 365
习题 366
部分习题答案 370
附录Ⅰ 拱坝结构内力计算简介 379
Ⅰ.1 拱坝结构概念与计算方法的演变 379
Ⅰ.2 拱冠梁法荷载分配计算 381
Ⅰ.2.1 拱冠梁法的基本原理与位移协调方程 381
Ⅰ.2.2 梁和拱的水平径向位移计算 383
Ⅰ.2.3 算例 383
附录Ⅱ 平面刚架静力分析程序 386
Ⅱ.1 程序简介 386
Ⅱ.2 程序使用步骤与算例 389
Ⅱ.3 源程序FRAME.f90清单 394
主要参考文献 405
京公网安备 11010102004214号