桥梁工程设计计算方法及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:贾金青等编

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:2003-10

价格:32.0

装帧:精装

isbn号码:9787112055401

丛书系列:

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《结构力学：原理、分析与新视野》 前言 在现代工程的宏伟画卷中，结构力学无疑是构建一切稳固与优雅的基础。从摩天大楼的钢筋骨架到跨越江河的宏伟桥梁，再到承载人类探索太空梦想的精密装置，无一不仰赖于结构力学精妙的计算与严谨的设计。本书《结构力学：原理、分析与新视野》旨在为读者提供一个全面而深入的结构力学学习体验，不仅涵盖了经典理论的精髓，更探索了其在当代工程实践中的新发展与应用前景。我们期望通过这本书，让读者能够深刻理解结构受力行为的内在规律，掌握分析复杂结构的关键技术，并激发对结构设计未来创新的思考。 第一章：力学基础与结构概念 本章将从最基本的力学概念入手，为后续内容的展开奠定坚实的基础。我们将回顾牛顿运动定律、力的合成与分解、力矩等基本力学原理，并在此基础上引入结构的基本定义及其分类。我们将探讨梁、桁架、框架、板壳等常见结构形式的特点，理解它们的组成要素、连接方式以及在荷载作用下可能产生的变形与内力。同时，本章还将强调结构体系的稳定性概念，区分静定结构与超静定结构的根本差异，并初步介绍判断结构静不定次数的方法。我们将通过一系列直观的示例，帮助读者建立对结构体系基本受力行为的初步认知，为理解后续更复杂的分析方法打下坚实基础。 第二章：材料力学与本构关系 结构在外部荷载作用下的响应，其根本在于组成结构的材料。本章将深入探讨材料力学，重点关注材料的力学性能及其在本构关系中的体现。我们将详细介绍应力与应变的定义，理解它们在宏观尺度下描述材料内部受力状态和变形程度的物理意义。我们将深入讲解胡克定律，探讨线弹性材料的性质，并在此基础上介绍各种材料的本构模型，包括线弹性、弹塑性、粘弹性等，理解不同材料在不同应力状态下的行为差异。本章还将讨论材料强度、刚度、韧性、疲劳等重要力学指标，并介绍常见的材料测试方法。理解材料的本构关系，是准确预测结构在荷载作用下变形与破坏的关键。 第三章：梁的内力与变形分析 梁作为最常见的工程结构构件，其内力与变形分析是结构力学的核心内容之一。本章将系统介绍梁的内力分析方法，包括剪力图和弯矩图的绘制，并详细阐述荷载、剪力、弯矩之间的微分关系。我们将学习求解集中力、分布荷载、力偶等各种典型荷载作用下梁的内力。在变形分析方面，本章将重点介绍梁的弯曲变形，包括挠度、转角等关键参数的计算。我们将学习使用积分法、弯矩分配法、叠加法等多种方法来求解梁的变形，并讨论边界条件对变形结果的影响。此外，本章还将引入梁的剪切变形，并在适当的条件下讨论其重要性。通过本章的学习，读者将能够熟练掌握梁的内力与变形分析技术，为解决更复杂的结构问题打下基础。 第四章：桁架结构分析 桁架以其轻巧、高效的特点，在桥梁、建筑、起重设备等领域得到广泛应用。本章将专注于桁架结构的分析。我们将首先介绍桁架的基本组成单元——杆件，以及桁架的节点连接方式。我们将详细讲解两种主要的桁架分析方法：节点荷载法（节点排架法）和截面法。节点荷载法通过逐个分析桁架的节点，求解各杆件的轴力；截面法则通过合理选取截面，一次性求解截面上若干杆件的轴力。本章将深入剖析这两种方法的原理、步骤与适用范围，并通过大量的实例展示如何将其应用于各种复杂桁架的分析。我们还将讨论桁架的稳定性问题，以及在实际工程中如何设计和加固桁架以确保其安全可靠。 第五章：框架与连续梁结构分析 框架结构由梁和柱通过刚性或半刚性连接组成，在建筑工程中应用极为普遍。连续梁则是指跨越多个支承的梁。本章将深入探讨框架与连续梁结构的分析。我们将首先介绍框架结构的特点，并重点介绍求解框架内力的弯矩分配法（也称为荷载分配法）。我们将详细解析弯矩分配法的原理，包括刚度、分配系数、就地平衡、传递平衡等概念，并通过分步示例演示如何应用于各种简单与复杂的框架结构。对于连续梁，我们将重点介绍其超静定特性，并介绍求解连续梁内力和变形的经典方法，如克莱珀的三个力矩方程。此外，本章还将简要介绍有限元方法在框架与连续梁分析中的应用前景，为后续更高级的学习做铺垫。 第六章：动力学基础与振动分析 工程结构在受到时变荷载（如风、地震、机器振动等）作用时，会产生动力响应。本章将引入动力学基础，重点关注结构振动分析。我们将从单自由度体系的自由振动和强迫振动入手，详细介绍质量、刚度、阻尼的概念，以及自然频率、阻尼比等重要参数。我们将推导单自由度体系的运动方程，并讲解求解方法。在此基础上，本章将扩展到多自由度体系的振动分析，介绍振型、模态分析等概念。我们将讨论结构动力特性的识别，以及在动力荷载作用下如何预测结构的响应。本章的知识对于桥梁、高层建筑、航空航天结构等设计至关重要。 第七章：有限元方法入门 有限元方法（FEM）是解决复杂结构力学问题的强大工具，已成为现代工程分析的基石。本章将为读者提供有限元方法的入门介绍。我们将阐述有限元方法的基本思想，即“分而治之”，将连续的结构离散化为有限个小单元，通过求解单元的力学行为，最终组装成整体结构的分析模型。我们将介绍单元的选取、形函数、单元刚度矩阵的建立、整体刚度矩阵的组装、荷载向量的形成以及边界条件的施加。我们将通过简单的梁单元或桁架单元的例子，演示有限元法的基本流程。本章旨在让读者理解有限元法的基本原理和操作步骤，为掌握更复杂的有限元分析软件应用奠定基础。 第八章：结构稳定性分析 结构稳定性是保障结构安全的关键因素之一。本章将专门探讨结构稳定性。我们将从理想压杆的欧拉稳定性理论出发，讲解临界失稳荷载的计算。我们将深入探讨不同边界条件对压杆稳定性的影响。在此基础上，我们将扩展到框架、板壳等更复杂结构体系的稳定性分析，介绍能量法、微分方程法等分析手段。本章还将讨论实际工程中结构失稳的各种形式，如屈曲、侧向扭转等，并介绍相关的稳定设计准则和加固措施。理解结构稳定性，对于防止结构在正常使用荷载下发生突发性破坏至关重要。 第九章：设计方法与规范应用 结构力学计算的最终目的是为结构设计提供依据。本章将从理论计算转向工程实践，重点介绍结构设计方法与相关规范的应用。我们将探讨基于强度、刚度和稳定性的设计原则，并介绍常用的设计方法，如容许应力法、极限状态设计法等。本章还将强调工程设计规范的重要性，例如各国或地区针对桥梁、建筑等不同结构类型制定的设计规范，以及如何根据规范的要求进行荷载取值、构件选型、节点设计等。我们将通过实例，演示如何将前几章学到的结构力学分析结果应用于实际工程设计，并遵循规范要求完成设计。 第十章：前沿技术与发展趋势 结构力学领域在不断发展，新的计算方法、分析工具和设计理念层出不穷。本章将对结构力学的前沿技术与发展趋势进行展望。我们将介绍智能材料在结构设计中的应用，如自修复材料、形状记忆合金等。我们将探讨计算力学领域的最新进展，如无网格方法、光滑粒子动力学等。此外，本章还将讨论如何将人工智能、机器学习等技术应用于结构分析与优化，以及可持续性设计、韧性结构等新兴理念在结构工程中的应用。本章旨在激发读者对结构力学未来发展的兴趣，鼓励他们保持学习的热情，适应工程技术日新月异的挑战。 结语 《结构力学：原理、分析与新视野》的编写，是我们对结构力学领域知识体系的一次系统梳理与深入探索。我们相信，通过对本书的学习，读者不仅能够掌握坚实的理论基础和专业的分析技能，更能够培养严谨的科学思维和创新的设计能力。结构力学是工程师的语言，是构建美好未来的基石。我们期待本书能成为您在结构力学领域学习与探索道路上的良师益友。

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这本书的装帧设计实在是太让人眼前一亮了，封面采用了那种哑光处理的纸张，手感非常细腻，拿在手里沉甸甸的，一看就是那种经过精心打磨的作品。那种深邃的蓝色调和简洁的白色字体搭配，透着一股严谨而又不失现代感的专业气息。我特别喜欢封面上那个抽象的结构示意图，虽然只是一个简单的线条勾勒，但却精准地传达了力学的美感。内页的纸张选择也十分考究，不是那种廉价的反光纸，而是偏向米白色的轻涂纸，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。印刷质量更是无可挑剔，图表、公式和文字的排版都非常清晰、对齐精准，即便是那些复杂的荷载组合和截面细节图，也能一眼看清楚每一个关键点。这种对细节的极致追求，让我对这本书的内容质量产生了极高的期待，感觉它绝对不是那种粗制滥造的教材或手册，而是一部值得收藏和反复研读的专业工具书。翻开扉页，那股淡淡的油墨香气，仿佛预示着一场严谨而深入的知识探索之旅即将开始。

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这本书的另一个突出优点，在于它对“应用”层面的重视，完全脱离了纯学术研究的窠臼。它在章节末尾设置了大量的“工程实践提示”和“常见错误解析”板块，这些内容显然是作者多年一线工作经验的沉淀。比如，它特别提醒了在进行极端荷载组合校核时，容易忽略的局部应力集中问题，并给出了简易的修正经验公式。再比如，在施工阶段的临时支撑设计和支点反力控制方面，书中的建议非常接地气，直接关系到施工安全和后期结构变形控制。这些“过来人”的经验之谈，是教科书里最难捕捉到的“软知识”。读完这些章节，我感觉自己仿佛完成了一次高强度的实战演练，不仅掌握了计算方法，更重要的是学会了如何像一个成熟的工程师那样去思考和预见问题，这种对工程全生命周期的关照，使得这本书的价值远远超出了“设计计算”本身，它是一本实实在在的“工程思维养成手册”。

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阅读这本书的过程中，我深刻体会到作者在知识体系构建上的匠心独运。它巧妙地平衡了理论的深度与规范的广度，这一点处理得非常高明。基础力学原理的复习部分，虽然篇幅不多，但每一条推导都精准到位，确保了读者在应用更高阶的理论之前，对基本假设有牢固的掌握。随后，对不同类型桥梁结构（如梁桥、拱桥、悬索桥）的特点和适用性分析，结构清晰，脉络分明，很少出现知识点之间的跳跃感。更值得称赞的是，书中对国家现行设计规范（我看到的是最新的版本）的引用和解读非常及时和精准，不仅列出了条文编号，还结合具体的计算示例来解释条文背后的设计意图，这对于避免规范的机械式套用、实现智慧设计具有不可替代的指导作用。这种“知其然，更知其所以然”的编排方式，极大地提升了学习效率和知识的内化程度。

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我花了整整一个下午的时间，沉浸在这本书的绪论部分，被作者那种深入浅出的叙事方式彻底折服了。他没有急于抛出复杂的公式和规范条文，而是从工程实践中遇到的最核心的挑战和历史上的经典案例入手，层层递进地构建起整个设计理论的逻辑框架。这种叙事策略极大地降低了初学者的理解门槛，让我感觉自己不是在啃一本枯燥的教科书，而是在听一位经验丰富的老工程师娓娓道来他的设计哲学。书中对材料性能的描述，特别是对钢材和混凝土在长期服役状态下性能演变的探讨，分析得极其透彻，引用了大量的实测数据和先进的材料模型，这些内容在其他同类书籍中往往是一笔带过或者过于理论化。通过这些铺垫，我开始真正理解“设计”二字背后的深层含义，它不仅仅是满足规范要求，更是一种对安全、经济和耐久性的综合权衡与艺术表达。这种宏观视野的建立，对我后续学习具体计算环节至关重要。

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这本书在案例分析部分的详实程度，简直是教科书级别的典范。我对比了好几本同领域的参考书，发现本书对典型结构——比如大型斜拉桥的主塔设计和连续梁桥的预应力体系——的分析深度是独一无二的。它不仅仅给出了最终的设计结果，更重要的是详细展示了设计迭代的过程：从初步概念到多种方案的对比筛选，每一步的选择都附带着清晰的计算依据和优化思路。例如，在处理风荷载作用下的扭转响应分析时，书中用图示的方式清晰地展示了不同阻尼模型对计算结果的影响，并结合了有限元分析软件的模拟结果进行交叉验证，这种多维度、实战化的解析，让抽象的理论计算变得具体可感。对于像我这样需要在实际工作中应用这些知识的人来说，这些详细的“思考路径”比单纯的结论更有价值，它们是解决实际工程问题的金钥匙。

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