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出版者:清华大学出版社

作者:段红梅

出品人:

页数:540

译者:

出版时间:2003-12-1

价格:47.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302022206

丛书系列:

图书标签:

• AutoCAD
• AutoCAD 2000
• 计算机辅助设计
• CAD
• 绘图软件
• 中文版
• 工程制图
• 软件教程
• 设计软件
• AutoCAD教程

建筑与工程设计领域经典之作：探寻《结构力学原理与应用》的深邃内涵 书籍名称：结构力学原理与应用 内容提要： 《结构力学原理与应用》是一本面向土木工程、机械工程、航空航天等相关专业的高等教材及专业参考书。本书旨在系统、深入地阐述结构力学的基本理论、分析方法及其在工程实际中的广泛应用。全书内容严谨，逻辑清晰，理论联系实际，是理解和掌握复杂工程结构安全性和稳定性的基石。 本书的编写严格遵循力学学科的内在规律和工程实践的需求，力求在理论深度与工程应用广度之间取得完美的平衡。它不仅仅是一本介绍计算方法的工具书，更是一本引导读者建立系统工程思维和创新解决问题能力的思想指南。 第一部分：绪论与基本概念的奠基 本书伊始，首先对结构力学的学科范畴、研究对象及其在现代工程设计中的重要地位进行了详尽的阐述。重点剖析了结构、构件、荷载、支座等基本概念的精确定义，并强调了理想化模型在工程分析中的必要性与合理性。 随后，全书深入介绍了静力平衡条件。通过对刚体平衡方程的建立和求解过程的细致讲解，读者能够掌握分析静定结构（如桁架、梁、刚架）的全部方法。对于静定梁的内力（剪力、弯矩）计算，本书不仅教授了截面法，还详细介绍了荷载线法和反力隔离法，并通过大量的经典例题，演示了如何处理复杂荷载分布下的内力图绘制与极值点的确定。特别地，对于空间桁架的分析，本书采用了矩阵化的思想进行初步引入，为后续的超静定结构分析做好了铺垫。 第二部分：材料特性与应力-应变关系的深入探讨 在理解了力的平衡后，本书转入对材料响应的研究。材料力学的基础知识被系统回顾，包括应力、应变、胡克定律、弹性模量和泊松比等核心参数。本书花费了大量篇幅讲解应力状态的分析，特别是二维应力场（平面应力与平面应变）下的 Mohr 圆的绘制与应用。读者将学习如何通过主应力分析来判断结构在复杂受力下的危险区域，并掌握应力转换的几何意义。 强度理论是本章的重点和难点。本书详细对比了最大剪应力理论（Tresca）和最大形状变化能理论（Von Mises），并结合工程实例分析了不同材料（如脆性材料和韧性材料）在失效准则上的适用性差异。此外，对于疲劳、蠕变等长期性能问题，本书也进行了概括性的介绍，提升了读者对材料在真实服役环境下行为的认知。 第三部分：变形分析与能量原理的精妙运用 结构分析的核心不仅在于计算内力，更在于精确预测结构的变形。本书系统地介绍了位移和变形的计算方法。 在线弹性变形分析部分，本书重点讲解了挠度与转角的求解。对于梁和刚架，详细介绍了积分法（Double Integration Method）和参数法。更重要的是，本书引入了虚功原理（或称单位荷载法），这是连接静力学与能量法的桥梁。通过对虚功的精确定义和计算，读者可以高效地求解复杂结构在单个或多个荷载作用下的位移和转角。 能量原理的章节是本书的理论高潮。它不仅涵盖了结构位移法的基本思想（如虚功原理在位移计算中的应用），还系统阐述了弹性势能原理和卡氏定理（Castigliano's Theorems）。卡氏定理的应用尤其被强调，它提供了一种绕过积分过程、直接求解特定点位移的强大工具，极大地简化了复杂结构（如桁架和非等截面梁）的变形计算。 第四部分：超静定结构的高级分析 工程中绝大多数结构都是超静定的。本书提供了解决这类问题的系统工具箱。 首先，基于能量原理，挠度法（位移法）被详细展开。本书将位移法视为一种基于几何关系的平衡方法，通过建立结构在基本未知位移下的内力表达式，利用虚功原理或虚应变原理列出平衡方程。本书特别侧重于力矩分配法的详细步骤和实际操作技巧，这种方法在手工计算中仍具有重要的参考价值，尤其适用于规则框架结构的快速分析。 随后，本书转向更具普适性的矩阵刚度法。将结构离散化为单元，推导单元刚度矩阵，进而组装整体刚度矩阵是本章的核心。通过介绍结构位移法与矩阵刚度法的内在联系，读者能够理解现代有限元分析（FEA）的理论基础。本章通过实例展示了如何利用矩阵方程 $[F] = [K] {u}$ 求解超静定结构的支反力和节点位移。 第五部分：工程中的特例与稳定性问题 本书的后半部分聚焦于结构分析中的特殊情况和前沿问题。 组合结构与稳定性是重要组成部分。对于轴心受力杆件的稳定性分析，本书深入剖析了欧拉公式的推导及其适用范围。重点讨论了临界荷载的概念、稳定域的判断以及有效长度系数在实际工程中的确定。对于弯曲和受压组合作用下的杆件（如框架柱），本书引入了第二 P-Δ 效应的分析方法，这是保证高层建筑和长细柱安全的关键。 此外，本书还涵盖了温度应力、制造误差应力的分析，以及塑性铰和极限荷载的基本概念。这些内容使得读者对结构设计中的“安全储备”和“极限承载力”有了更深刻的认识，为从强度设计向极限状态设计的过渡提供了理论支撑。 总结： 《结构力学原理与应用》以其理论的严密性、内容的系统性和例题的经典性，成为结构工程师不可或缺的工具书。它不仅教会读者“如何计算”，更重要的是引导读者理解“为何如此计算”，从而培养出能够独立应对复杂工程挑战的专业人才。本书所蕴含的力学智慧，是保障现代基础设施安全可靠的基石。

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