土木工程力学学习指导与练习 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:宋小壮

出品人:

页数:109

译者:

出版时间:2005-1

价格:9.50元

装帧:

isbn号码:9787040173499

丛书系列:

图书标签:

• 土木工程
• 力学
• 学习指导
• 练习
• 教材
• 高等教育
• 工程教育
• 应力分析
• 结构力学
• 材料力学

结构力学：基础理论与工程应用 本书旨在为土木工程、结构工程及相关领域的学习者提供一套全面、深入且注重实践的结构力学教材。 第一部分：绪论与基本概念的夯实 第一章：结构力学的基本概念与研究范围 本章首先界定结构力学的研究对象——各种工程结构，阐明其在土木工程学科中的核心地位。我们将详尽阐述静力平衡、约束、位移、应力与应变的基本概念，区分静定结构与超静定结构。内容涵盖力的种类（集中力、分布力、力偶）及其在结构分析中的表示方法，为后续复杂分析打下坚实的理论基础。着重介绍结构分析中常用的理想化模型，如刚体、线弹性材料的假设，并讨论这些理想化对实际工程的指导意义。 第二章：静力平衡与约束 深入探讨二维和三维空间中的静力平衡方程。本章重点解析各类支座（如铰支座、固定支座、滚动支座）对结构自由度的限制作用，并教授如何准确判断结构的几何组成（几何不变、几何可变、静定结构）。通过大量实例，指导读者如何绘制清晰的受力图（Free-Body Diagrams, FBDs），这是后续所有分析步骤的基石。特别关注力系的简化与合力矩的计算。 第二部分：平面结构的内力分析 第三章：梁的内力分析 这是结构力学中的核心技能之一。本章系统讲解梁内力（轴力、剪力、弯矩）的求解方法。内容包括截面法、微元法，以及剪力图（SFD）和弯矩图（BMD）的绘制。详细阐述内力图形与荷载分布之间的微分关系（即$frac{dV}{dx} = q(x)$ 和 $frac{dM}{dx} = V(x)$），使读者不仅会“画图”，更能理解“为什么这样画”。分析集中荷载、均布荷载以及任意荷载作用下的梁内力变化规律。 第四章：平面桁架分析 桁架作为重要的工程结构形式，其分析方法具有典型意义。本章全面介绍求解桁架杆件内力的两大基本方法：结点法（Method of Joints）和截面法（Method of Sections）。通过实例对比两种方法的适用性与计算效率。同时，引入静力平衡检查机制，确保计算的准确性。对悬臂桁架、多层桁架等复杂形式进行专项讨论。 第五章：刚架与拱的内力分析 本章将内力分析扩展到更复杂的框架结构——刚架。重点在于如何正确处理刚架中的弯矩传递，并应用平衡方程求解支座反力和内部荷载。引入“虚功法”在刚架上的初步应用。对于拱结构，本章侧重于分析在垂直荷载作用下拱的内力分布特点，特别是水平推力的计算及其在结构稳定中的作用。 第三部分：结构变形分析 第六章：材料性质与应力-应变关系 在深入分析变形之前，本章详细回顾材料力学的基础知识。重点阐述应力（Stress）和应变（Strain）的定义及其量纲。讲解胡克定律（Hooke's Law）在线弹性范围内的应用，介绍材料的弹性模量（E）、泊松比（$mu$）以及剪变模量（G）。讨论单轴、双轴及三轴应力状态下的本构关系。 第七章：梁的位移计算——积分法与叠加法 本章集中于梁的变形——挠度与转角的计算。系统介绍挠度方程的建立。详细讲解利用积分法（Double Integration Method）求解位移的步骤，尤其适用于恒截面梁和简单荷载情况。随后引入叠加原理，展示如何将复杂荷载分解为基本情况进行求解，并利用叠加计算位移和转角。 第八章：虚功原理与能量法 能量法是结构分析中一种强大且通用的工具。本章的核心是虚功原理（Principle of Virtual Work）及其在位移计算中的应用。详细推导适用于杆件和梁的虚功方程。在此基础上，引出莫尔定理（Castigliano's First Theorem），展示如何高效地计算结构中任一点的位移和转角，特别适用于复杂结构或非保守力场。 第四部分：超静定结构的分析 第九章：超静定结构的力法（弹性位移法） 超静定结构是本课程的难点和重点。本章首先明确超静定结构的判断标准和自由度。核心内容是力法（Force Method，或称弹性平衡法）。详述如何选择多余未知量、建立超静定方程（Compatibility Equation）。通过求解超静力矩（Redundant Forces），最终确定结构的真实内力。内容涵盖：一次、二次、三次超静定结构的力法应用，并介绍如何利用单位荷载法来求解超静定结构中的位移（从而辅助求解多余未知量）。 第十 章：超静定结构的位移法（挠度系数法） 位移法（Displacement Method，或称弹性结点法）是现代有限元分析的理论基础。本章聚焦于求解结点位移作为基本未知量。详细讲解如何建立结构刚度矩阵的概念，并推导单元刚度与总体刚度的形成过程。重点应用位移法求解一次、二次超静定刚架和梁。通过与力法的对比，加深对结构分析基本方法的理解。 第五部分：稳定性分析基础 第十一章：结构的稳定性理论 本章将分析的焦点从强度和刚度转向失稳问题。讨论压杆的屈曲现象，区分弹性屈曲与非弹性屈曲。详细阐述欧拉（Euler）临界荷载公式的推导及其适用范围。讨论不同端部约束条件对临界荷载的影响（有效长度系数）。引入初始缺陷和刚度丧失对结构稳定性的影响。 附录与工具 常用截面惯性矩速查表 材料力学基本公式回顾 常见结构单元的刚度矩阵（用于位移法参考）

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这本书真是让我大开眼界，尤其是关于材料力学那部分的讲解，简直是为我这种初学者量身定做的。作者并没有直接抛出那些让人望而生畏的公式，而是通过一系列非常贴近实际工程案例的图示和文字，将复杂的应力、应变概念化繁为简。我记得有一次我在做关于梁的弯矩图的练习题时，卡住了好久，翻遍了手头的参考资料都没有找到清晰的思路，结果在这本书里，作者用了一个非常巧妙的比喻，把内力和外力之间的关系描述成了一个动态平衡的过程，瞬间我就茅塞顿开了。而且，这本书的习题设置也很有层次感，从基础概念的巩固到复杂问题的综合分析，逐步递进，让我感觉每完成一组练习，我的知识体系就向上攀升了一级。对于那些渴望真正掌握这门学科精髓的读者来说，这本书的价值远超其定价。它不仅仅是一本习题集，更像是一位循循善诱的良师益友，陪伴我度过了最艰难的学习初期。

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说实话，我原本对结构动力学这块内容是抱着一种逃避态度的，总觉得那些振动方程和模态分析离我的日常工作太远。但是，这本书对这部分内容的阐释，彻底颠覆了我的看法。它没有停留在纯粹的数学推导上，而是花了大量篇幅去解释，为什么我们需要研究结构的动态响应——从桥梁的风振到地震荷载的影响，每一个理论点背后都有一个鲜活的工程背景支撑。更让我感到惊喜的是，它引入了一些现代计算方法在动力学问题求解中的应用，比如有限元方法在模态分析中的基础概念，这对于我未来想深入学习有限元软件应用非常有帮助。这本书的视野非常开阔，它既扎根于经典力学原理，又适度地触及了现代工程分析的前沿，使得阅读体验非常充实且具有前瞻性。

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我对这本书的结构编排印象极其深刻，它在非线性分析那块的处理方式，简直是教科书级别的典范。很多教材在涉及这类高级主题时，往往因为追求理论的完备性而牺牲了清晰度，导致读者在理解物理意义上感到吃力。然而，这本书采取了一种“问题驱动”的学习路径，它先提出了一个在实际工程中难以用线性方法解决的实际难题，然后才引入非线性理论作为解决工具。这种方式极大地激发了我的学习兴趣，因为我知道我所学的知识是直接服务于解决真实世界问题的。特别是关于几何非线性和材料非线性这两种情况的区分，作者用非常精炼的语言和对比鲜明的表格总结了出来，让我不再混淆。这种对教学逻辑的精妙把控，使得原本枯燥的理论推导过程变得富有探索性和逻辑美感。我甚至会特意去翻阅那几章，仅仅是为了欣赏作者的论述布局。

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这本书的排版和视觉设计处理得非常专业，这对于一本理工科的学习资料来说是至关重要的。纸张的质感很好，即使用铅笔在上面做大量的圈画和批注，墨迹也不会洇开，这对需要反复研读的读者来说，是一种极大的便利。而且，书中大量的工程图例，线条清晰，标注准确，完全符合国家标准，这让我不用再额外去对照其他规范去理解图纸上的符号含义。在涉及到复杂的三维应力状态分析时，作者绘制的等值面图和主应力方向的示意图，简直是立体几何学的完美应用，让我能非常直观地“看”到内部的受力情况。这种对细节的关注，体现了出版方对专业知识传播的严肃态度，让人在阅读时能保持高度的专注和愉悦感。

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我最欣赏这本书的地方在于它在“误差分析与工程安全系数”章节的处理。在很多入门书籍中，这部分内容往往是一笔带过，仅仅是给出一个数值让读者去套用。而这本书则深入探讨了不确定性在土木工程计算中的必然性，从荷载的不确定性、材料参数的随机性，到模型假设的局限性，都进行了细致的剖析。它教我们如何科学地、有依据地去选取安全系数，而不是盲目地“拍脑袋”增加裕度。作者通过几个经典的失效案例，展示了低估或高估安全系数可能带来的严重后果，这极大地培养了我作为未来工程师应有的审慎和批判性思维。这本书不仅仅是教会我们“如何计算”，更重要的是教会我们“如何思考”工程问题的本质——在不完美信息下做出最优决策。

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