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好的，下面是一份图书简介，内容涵盖了土木工程、结构设计、材料科学等多个领域，但不涉及《工程结构（上）》的具体内容，并力求详实自然。 --- 《结构力学基础与现代分析方法》 图书简介 本书深入探讨了工程结构分析的核心原理与现代计算技术，旨在为土木、结构、岩土及相关工程领域的学生、工程师和研究人员提供一套全面而系统的理论框架与实践指导。本书将传统严谨的力学分析方法与当前主流的数值模拟技术有机结合，构建起一座连接理论深度与工程应用的桥梁。 第一部分：结构力学的基本原理与经典解法 本部分聚焦于结构力学这一学科的基石，详述了结构受力分析的根本规律。 第1章 结构与荷载的分类及基本假设 本章首先界定了工程结构的基本概念，包括结构、构件的几何特性与材料性质。重点阐述了在结构分析过程中所依据的关键力学假设，如线弹性假设、平面保持性假设（平截面假设）等，并详细分析了各类外部荷载（集中力、均布荷载、力矩、温度作用、支座变位）的特性及其在结构上的表达方式。特别讨论了静力平衡的判别方法，区分了静定结构与超静定结构的基本特征，为后续的分析奠定基础。 第2章 平面桁架的分析 本章以最基础的结构体系——平面桁架入手，系统介绍了求解桁架内力的基本方法。详细讲解了结点法（或节点法）的原理、步骤与应用，包括如何运用平衡方程求解各个杆件的轴力。同时，深入剖析了截面法（或截梁法），阐明了如何通过假想截面来确定特定杆件的内力，并对比了两种方法在适用性上的优劣。此外，本章还探讨了零杆的判断准则及其在简化分析中的作用。 第3章 梁的内力分析 梁作为最常见的结构构件，其内力分析是本课程的重点和难点。本章详细阐述了剪力、弯矩和轴力在梁内分布的规律。首先，通过建立微元体平衡方程，推导出了剪力方程和弯矩方程，并解释了剪力图与弯矩图的绘制规则，强调了它们之间的微分关系（$dV/dx = q(x)$，$dM/dx = V(x)$）。针对不同荷载情况下的梁，如简支梁、悬臂梁、固定端梁，给出了详尽的内力图绘制实例。对于超静定梁，本章引入了位移法（或挠度一次方程法）的思想萌芽，为后续的系统求解做铺垫。 第4章 刚架的内力分析与位移计算 本章将分析的复杂性提升至平面刚架结构。刚架的特点在于其节点是刚性的，需要综合考虑弯矩、剪力和轴力的分布。本章系统讲解了超静定刚架的分析方法，核心围绕基本理论的建立。详细介绍了虚功原理（或单位力法）在刚架内力求解中的应用，特别是如何建立超静定结构的力学模型，并求解多余约束力。同时，也深入讲解了挠度与转角的计算，包括积分法（如单位荷法或虚应力法）在计算梁和刚架位移时的精确应用，包括如何处理温度应力和支座不均匀沉降对结构的影响。 第二部分：材料的力学性能与本构关系 本部分将视角从整体结构转移至材料微观层面，探讨工程材料在受力下的响应机理。 第5章 材料的应力与应变 本章是连接宏观结构与微观材料性能的关键。详细阐述了应力（正应力、剪应力）和应变（正应变、剪应变）的概念及其张量表示法。重点分析了胡克定律在线弹性范围内的应用，并讨论了泊松比、剪切模量等材料常数之间的关系。引入了应力状态的描述，包括主应力、主方向的确定，以及应力圆（莫尔圆）在二维应力分析中的实际应用。 第6章 材料的强度、刚度与稳定性理论 本章关注结构失效的判据和结构承载能力的极限。系统回顾了强度理论（如最大剪应力理论、最大形状变化应变能理论）在不同材料（塑性材料与脆性材料）中的适用性。随后，深入探讨了结构稳定性问题，特别是细长杆件的压杆稳定性。详尽推导和应用了欧拉公式，分析了不同约束条件下临界荷载的计算方法，并讨论了稳定性的概念与工程意义。 第三部分：先进的结构分析方法与计算技术 随着计算能力的提升，现代结构分析越来越依赖数值方法。本部分将理论分析与现代工程实践接轨。 第7章 能量法与广义变分原理 本章超越了传统的平衡方程和位移方程，深入探讨了能量法在结构分析中的强大威力。详细讲解了虚功原理（作为最小势能原理的特例）的数学基础，并将其推广至更复杂的力学问题。随后，重点介绍了最小势能原理（或称瑞利-里茨法）在求解结构位移和应力场中的应用，阐明了其作为结构分析统一理论基础的地位。 第8章 结构位移法的矩阵表达 本章是向有限元方法过渡的关键环节。系统地将位移法（力位移法）的分析过程转化为矩阵形式。详细推导了单元刚度矩阵（K）、节点荷载向量（F）和结构总刚度方程（$[K]{R} = {F}$）的建立过程，包括如何通过位移法对单元进行组合（或称装配）以形成整体结构刚度矩阵。最后，讲解了如何利用求解该线性代数方程组来确定结构的自由度位移，并反算出杆件的内力和反力。 第9章 有限单元法（FEM）导论 本章为读者提供了进入现代工程计算的核心工具——有限单元法的入门知识。解释了有限单元法的基本思想：将连续体力学问题离散化为有限个相互连接的子区域（单元）。概述了梁单元、桁架单元的刚度矩阵推导，并简要介绍了面积单元（如三角形单元）在应力分析中的概念框架。本章旨在使读者理解商业有限元软件背后的基本计算逻辑，而非进行复杂的单元推导，重点在于正确建立模型、施加荷载与约束，并恰当地后处理（应力、应变和位移的提取）。 --- 总结 本书的结构设计旨在遵循从静力学到动力学、从经典到现代、从理论到数值的逻辑递进。它不仅要求读者掌握传统解析方法（如虚功原理、位移法）的严密性，更要求读者具备运用现代矩阵方法和有限元思想解决复杂工程问题的能力。本书适合作为高等院校土木工程专业结构力学、结构分析课程的教材或参考书。
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