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出版者:机械工业出版社

作者:王三民 编

出品人:

页数:433

译者:

出版时间:2004-8

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787111079224

丛书系列:

图书标签:

• 机械原理
• 机械设计
• 机械工程
• 机械传动
• 机构学
• 动力学
• 设计基础
• 工程图学
• 机械制图
• 机械创新

建筑结构力学：荷载、变形与稳定性的深入探究 本书旨在为土木工程、结构工程专业人士及相关领域研究人员提供一部全面、深入且极具实践指导意义的建筑结构力学经典著作。 本书摒弃了过于基础的理论重复，直击现代建筑设计与分析的核心挑战，聚焦于复杂荷载作用下的结构响应、先进的材料本构关系以及结构整体的稳定性评估。全书内容紧密结合最新的工程规范和前沿的研究成果，力求构建理论深度与工程应用广度完美结合的知识体系。 第一部分：基础理论的现代诠释与深化 本部分首先对结构力学的基本假设和分析方法进行了系统性的梳理与提升。我们不再停留于理想化的杆系结构，而是引入了连续介质力学的基本概念，为后续处理板壳结构和非线性问题打下坚实的理论基础。 第一章：应力与应变场的张量分析 详细阐述了三维应力状态和应变状态的描述，重点讲解了柯西应力张量、应变张量及其在不同坐标系下的转换规律。深入剖析了广义胡克定律在线弹性阶段的应用，并引入了基于能量原理的应力分析方法，如虚功原理和最小势能原理，展示其在求解复杂边界条件下的优势。特别辟章讨论了应力奇异性在结构局部简化分析中的处理策略。 第二章：结构动力学基础与模态分析 结构抗震设计是现代工程的重中之重。本章着重于多自由度系统的自由振动与强迫振动分析。详细推导了运动方程，并系统介绍了模态叠加法、频响函数分析及其在确定结构固有频率和振型中的关键步骤。此外，本书对阻尼模型进行了深入探讨，区分了粘滞阻尼、库仑阻尼和结构内部阻尼的物理意义和数学表达，并结合实际工程案例演示了如何精确率定阻尼参数。 第三章：结构稳定性理论的进阶 超越欧拉屈曲公式的局限性，本章聚焦于非保守力作用下的稳定性问题和几何非线性。详细分析了后屈曲行为，包括承载力降低的机制和二次失稳的可能性。对于压杆和压架，引入了P-Δ效应的精确计算方法，并阐述了如何通过结构设计有效减小此类二阶效应的影响。 第二部分：先进材料与复杂结构单元分析 本部分将理论分析拓展至高性能材料和具有复杂几何形状的结构单元，这是实现高性能和轻量化设计的关键。 第四章：高性能混凝土与钢材的本构关系 摒弃恒定的弹性模量假设，本章深入探讨了钢筋混凝土的非线性本构关系。重点分析了混凝土的开裂、受拉硬化、峰值强度后的软化行为，以及钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系。对于钢结构，详细介绍了高强度钢材和耐候钢在不同应力水平下的屈服特性和疲劳性能，并结合断裂力学原理分析了疲劳裂纹的萌生与扩展。 第五章：板与壳结构的高级分析 板壳是承重结构中最常见的形式。本书采用Kirchhoff-Love理论和Reissner-Mindlin理论进行对比分析，重点阐述了剪切变形在厚板分析中的重要性。对于薄壳结构，如圆筒形壳体和曲面屋顶，详细介绍了膜应力理论和弯曲应力理论的耦合，并提供了在复杂边界条件下解析解与数值解（如有限元法）的衔接方法。 第六章：连接节点与局部应力集中 结构系统的可靠性往往取决于最薄弱的环节——节点。本章专注于焊接、螺栓连接和粘结连接的承载力评估。对螺栓连接的受剪、受拉以及摩擦抗力进行了详细的校核，并结合三维有限元模型，深入分析了构件交接处的应力集中系数的确定方法及其对疲劳寿命的实质影响。 第三部分：计算方法与工程应用集成 本部分强调理论与计算工具的结合，为结构工程师提供一套完整的分析和优化流程。 第七章：结构分析的有限元方法（FEM）详解 本书将有限元方法视为现代结构分析的通用语言。本章不仅仅是介绍单元类型，更侧重于单元选择的合理性与网格划分的优化策略。详细讲解了单元刚度矩阵的形成过程，特别是处理位移边界条件和荷载施加的精确性问题。通过对单元失配（locking）现象的分析，指导读者如何选用合适的单元类型（如常应变单元与次常应变单元的切换）。 第八章：极限荷载与可靠性分析 结构设计的最终目标是确保在极限荷载作用下的安全性。本章引入了塑性铰理论和塑性铰链形成的机制，用于评估框架结构的极限承载力。更进一步，本书探讨了概率性设计的概念，使用First-Order Reliability Method (FORM) 和 Monte Carlo 模拟方法，量化结构失效的概率，从而指导工程师在不确定性环境下做出最优的风险决策。 第九章：环境荷载与耦合作用分析 现代结构常面临风、雪、地震、温度变化等动态和环境荷载的复杂叠加。本章详细分析了风致振动（涡激振动与抖振）对高耸结构的影响，并着重阐述了热应力分析——如何精确计算由于温度梯度引起的内部应力，尤其是在超高层建筑和大型桥梁的施工阶段。此外，还探讨了水浮力、冰载荷等特定环境因素对结构体系的附加作用。 结论与展望 全书总结了结构力学在应对未来挑战——如超材料结构、智能传感嵌入式结构——中的核心地位，并鼓励读者将所学理论工具应用于解决更具挑战性的工程难题。本书是结构工程师从“会计算”到“精设计”的坚实桥梁。

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