内容简介
本教材共12章:绪论;结构的几何组成分析;静定梁与静定刚架;三铰拱;静面桁架;静定结构的位移计算;力法;位移法;力矩分配法;移动荷载作用下的结构计算;矩阵位移法;结构动力计算。 单跨静定梁的受力分析尽管在材料力学或工程力学中学但由于其是分析其他结构的基础,而且是学好结构力学的关键,因此本教材对其仍不吝笔墨,希望读者重视。 变形体原理是单位荷载法求位移的理论基础,是结构力学中较重要的理论之一,本教材对其的讲解力求做到通俗易懂,以加深学生对单位荷载法的理解。 本教材根据应用型本科专业的需求及结构力学课程教学基本要求,并增加了一些内容而完成的。例题丰富、式多样,既有注重方法过程的计算题又有反映概念、理论的客观型并配备了较详细的参考答案。
目录
第1章 绪论 1.1 为什么学力学? 1.2 结构的计算简图 1.3 常见杆件结构的类型第2章 结构的几何组成分析 2.1 基本概念 2.2 静定结构的组成规则 2.3 体系的几何组成分析 br/>第3章 静定梁与静定刚架 3.1 单跨静定梁 3.2 多跨静定梁 3.3 静定刚架 3.4 静定结构的一般质 br/>第4章 三铰拱 4.1 概述 4.2 三铰拱的计算 4.3 三铰拱的合理拱轴 br/>第5章 静面桁架 5.1 桁架的计算简图与分类 5.2 结点法 5.3 截面法 5.4 对称的利用 5.5 几种梁式桁架的受力特点 5.6 组合结构 br/>第6章 静定结构的位移计算 6.1 概述 6.2 原理 6.3 单位荷载法 6.4 荷载引起的位移计算 6.5 图乘法 6.6 支座位移引起的位移计算 6.7 温度变化引起的位移计算 6.8 线弹体系的互等定理 br/> 阶段测试第7章 力法 7.1 超静定结构的概念、特及解法 7.2 力法的基本概念 7.3 力法基本结构和基本未知量的确定 7.4 荷载作用下用力法计算超静定梁与刚架 7.5 用力法计算超静定结构由支座位移引起的内力 7.6 用力法计算超静定结构由温度变化引起的内力 7.7 结构对称的利用 7.8 力法计算超静定析架 7.9 超静定结构的位移计算与力法计算结果的校核 br/>第8章 位移法 8.1 单跨超静定梁的杆端弯矩和杆端剪力 8.2 位移法的基本概念 8.3 位移法基本结构与基本未知量的确定 8.4 位移法典型方程 8.5 根据弯矩图作剪力图及轴力图 8.6 对称条件的利用 br/>第9章 力矩分配法 9.1 力矩分配法的基本概念 9.2 力矩分配法计算单结点结构 9.3 力矩分配法计算多结点结构 br/> 综合测试题第10章 移动荷载作用下的结构计算 10.1 移动荷载和影响线的概念 10.2 静力法作静定梁影响线 10.3 静力法作结点荷载作用下主梁影响线 10.4 静力法作静定桁架影响线 10.5 机动法作静定梁影响线 10.6 机动法作连续梁影响线 10.7 固定荷载作用下利用影响线求内力和支座反力 10.8 确定不利荷载位置 br/>第11章 矩阵位移法 11.1 矩阵位移法分析过程概述 11.2 矩阵位移法分析连续梁 11.3 矩阵位移法分析刚架 br/>第12章 结构动力计算 12.1 概述 12.2 单自由度体系的自由振动分析 12.3 简谐荷载作用下单自由度体系的强迫振动 12.4 多自由度体系的自由振动分析 12.5 多自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动 12.6 用能量法计算结构的基本频率 br/>参考答案参考文献
摘要与插图
思政目标
学需要注意的是对计算简图的理解。结构的计算简图也可称其为结构的分析模型,是对研究对象也是实际结构的一种抽象。所有工程学科括理论力学、材料力学)都是通过模型来研究的。后面各章所涉及的结构(刚架、析架等)都是结构的计算简图,都是经过实践检验的。借助模行分析是一种有效的科学方法。
1-pan style="font-family: 宋体;">为什么学力学?
1.为什么要学力学?
要回答这个问题,先要说明什么是结构。建造一幢住宅楼,应先建造由基础、柱、梁、墙和楼板等构件构成的骨架,然后再根据使能设置隔墙、安装门窗等。其中的骨架部分起到承担重力(荷载)并把重力传递到地基的作用,称为结构,图1-pan style="font-family: 宋体;">所示即由基础、柱、梁等构成的工业厂房结构。
从几何角度,可把结构分为三类:
(pan style="font-family: 宋体;">)板壳结构也称为薄壁结构,是指厚度比长度和宽度小许多的结构,如油罐等。
(2)实体结构长、宽、厚三方向尺相差不大的结构,如挡土墙、块式基础、坝体等。
(3)杆件结构由杆件组成的结构。所谓杆件,是指细长的构件,如梁、柱等。墙、楼板不是杆件,但在建筑结构的计算简图中通常被简化为杆件。
其中,杆件结构是结构力学的研究对象,另两类结构由弹力学研究。
要保证结构,需要在设计时对其做力学分析,了解结构各部分的受力情况,而结构力学是研究结构受力规律、受力分析方法的一门课程。因此,无论是大专还是本科的土木工程专业均将结构力学作为课,不掌握结构力学不行建筑结构设计。
2.结构力学的内容
设计任何结构都要保证结构的坚固、经济能。要保证结构的坚固,要对结行强度和刚度的校核。强度是指结构抵抗破坏的能力,强度小不,强度过大增加结构的建造成本;刚度是指结构抵抗变形的能力,结构刚度过小导致结构发生较大变形而影响使能。结构强度和刚度的校核需要计算结构的内力和位移,在材料力学课程中已经学个构件的内力计算和位移计算,在结构力学中接着学计算由若干构件组成的结构的内力和位移。结构的内力计算方法与结构的组成有关,因此还需了解结构的组成。另外,在结构的抗震设计、隔振设计中还要用到结构动力计算的知识,在设计中要用到结构分析软件,要掌握它的使用方法需要了解编制这些软件的方法。所以本教材所讲述的结构力学内括:结构的几何组成分析、结构的内力计算方法、结构位移的计算方法、结构动力计算的方法及结构的矩阵分析方法。
3.结构力学与其他课程的关系
数学为结构力学提供计算、分析工具,如代数方程组的解算,微分、积分、矩阵运算,微分方程的求解等。
理论力学和材料力学是结构力学的基础,理论力学讨论物体机械运动的基本规律,为结构力学提供力学原理,如牛顿定律、能量守恒定律等;材料力学所研究的单根构件的应力、内力、变形等是结构力学研究杆件结构的基础。
结构力学是后续课程的基础,为钢筋混凝土结构、钢结构、建筑结构抗震设计等课程提供结构分析方法。
4.如何学力学
本课程主要用到力系衡理论和梁的内力计算方法,要求熟练掌握。因为结构力学的核心是各种结构的受力分析方法,而方法的掌握主要靠使用它解决问题,这要求学做量的结构力学各部分之间关系紧密,学不能改变,只有掌握了前面的内容,才能顺利学的内容。
1-2结构的计算简图
实际结构是很复杂的,要严格按照实际情行力学分析是不可能的,也是不必要的,结构力学通过计算简图来对结行研究。结构的计算简图是指用于代替实际结行结构分析的计算模型或图形,是根据要解决的问题而对实际结构做了某些简化和理想化,保留了实际结构的主要受力和变形能,略去了次要因素的结果。
确定计算简图的原则有两个:
一是计算简图要能反映实际结构的主要受力能,满足结构设计需要的足够精度;二是便于计算分析。
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