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出版者:

作者:赵明华 编

出品人:

页数:297

译者:

出版时间:2010-1

价格:29.20元

装帧:

isbn号码:9787040283341

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《结构力学原理与应用》—— 严谨的工程思维基石 作者： 张建华 教授 出版社： 科学技术文献出版社 页数： 850 页（含大量图表与习题） 定价： 188.00 元 --- 内容概述： 《结构力学原理与应用》旨在为土木工程、机械工程、航空航天等相关领域的学生和工程师提供一套全面、深入且高度实用的结构力学理论体系。本书摒弃了过于宽泛的工程概论性介绍，专注于力学分析的核心——如何精确地描述和预测结构在各种荷载作用下的内部反应与外部变形。全书内容逻辑严谨，从最基础的静力平衡条件出发，逐步构建起对复杂结构体系进行分析的完整工具箱。 本书的理论深度达到了国内高校土木工程专业本科高年级或研究生初期的标准，尤其侧重于将抽象的数学模型与实际工程问题紧密结合，确保读者不仅理解“如何计算”，更能领悟“为何如此计算”。 --- 第一部分：静力学基础与结构分类（约 200 页） 本部分为后续复杂分析打下坚实的数学和概念基础。 第一章：结构分析的基本概念与假设 详细阐述了结构、构件、节点、约束等基本术语，并严格界定了分析中常用的理想化假设（如：忽略重力对变形的影响、构件的理想截面假设、线性弹性材料假设等）。重点分析了不同类型支座（固定、铰接、滚动）对结构自由度的约束效应。 第二章：平面与空间静力平衡 系统回顾并深化了刚体平衡的条件。重点在于三维空间中力系平衡的建立与求解。对平面桁架和框架结构的静定性与次数静不定性的判断标准进行了详尽的几何解释和代数验证，引入了“多余约束”和“多余反力”的概念。 第三章：结构内力分析方法——截面法 深入讲解了截面法在求解梁、框架、桁架内部轴力、剪力和弯矩的原理与步骤。书中包含了大量“反直觉”情况下的内力图绘制技巧，例如：移动荷载作用下的极值内力求解方法，以及如何利用微分关系快速确定内力分布的转折点。 第四章：桁架结构分析 详细介绍了结点法和截面法在静定桁架分析中的应用。特别增设一章专门探讨非平面桁架的分析方法，以及在特定荷载下桁架内力为零的构件识别技术，提高分析效率。 --- 第二部分：几何性质与变形分析（约 250 页） 本部分侧重于结构几何属性的量化，是理解变形和应力的先决条件。 第五章：截面几何性质 全面覆盖了梁的抗弯截面特性，包括面积矩（惯性矩）、面积积率矩的计算。引入了主轴理论，详细推导了转轴公式，并展示了如何通过转轴确定截面抵抗弯曲的最优方向。 第六章：位移计算导论——虚功原理 本书的核心理论之一。深入阐述了虚功原理（单位力法）的物理意义和数学表达。详细推导了梁的转角和挠度的计算公式，区分了虚应力与实应力、虚力与实力的关系。书中包含大量的线积分与面积分的应用实例。 第七章：图形积分法与卡氏定理 系统介绍了求解位移的图形积分法（Macaulay's Method的经典形式），并着重讲解了卡氏定理（Betti's Reciprocal Theorem）的推导及其在复杂结构间相互作用力分析中的应用。通过多个实例对比了虚功法与图形积分法的适用性。 第八章：超静定结构分析导论 引入了超静定结构的判断标准，并详细介绍求解超静定结构位移法和荷载法（力法）的基本步骤。重点分析了超静定梁的求解流程，强调了一致性条件的建立过程。 --- 第三部分：超静定结构的高级分析（约 300 页） 本部分是本书的重点与难点，全面覆盖了现代结构分析的常用方法。 第九章：力法（位移法）的系统化应用 本书采用矩阵方法作为力法和位移法的核心工具，但首先从理论上讲解了自由度选择、基本体系的建立、以及刚度矩阵和变形荷载向量的确定。 位移法矩阵表达： 详细推导了全局刚度矩阵 $[K]$ 的形成过程，并展示了如何利用 ${F} = [K]{Delta}$ 求解位移和内力。 刚度计算的单元化思想： 引入了单元刚度矩阵的概念，为后续的有限元分析打下基础。 第十章：温度变化、支撑沉降与制造误差的影响 专门分析了非荷载作用下的结构反应。详细说明了温度梯度、不均匀沉降如何转化为超静定结构中的“虚假位移”，以及这些因素如何影响最终的内力和应力分布。 第十一章：对偶原理与互等定理 深入探讨了结构力学中的对偶性，包括力法与位移法的内在联系。通过广义互等定理的推导，展示了力与位移、力矩与转角之间的对称关系，这对理解复杂结构模型的简化至关重要。 第十二章：非线性与稳定性初步 本章作为延伸，简要介绍了结构分析中面临的更高级问题。探讨了二阶效应（P-Δ效应）对框架结构稳定性的影响，并初步引入了欧拉屈曲公式的推导及临界荷载的概念，为接触更高阶课程做铺垫。 --- 第四部分：材料与截面的深入探讨（约 100 页） 第十三章：应力与应变分析 从微观角度审视结构反应。详细介绍了柯西应力张量，并推导了平面应力与平面应变状态下的主应力分析（莫尔圆法）。重点分析了梁的弯曲正应力和剪应力的分布规律，以及它们在截面上的极值位置。 第十四章：材料本构关系与设计考量 系统回顾了线弹性材料的胡克定律，并扩展到各向异性材料的简化本构关系。结合结构安全概念，简要介绍了基于应力状态的设计准则（如最大剪应力理论与最大畸变能理论）。 --- 本书特色： 1. 理论与实践的深度融合： 全书包含超过 300 道精选例题和 500 道习题，所有例题均采用严格的符号推导，并在关键步骤提供数值验证。 2. 图解清晰度高： 大量使用三维剖面图、力流线图和应力云图的简化示意，辅助理解复杂的空间结构和内力分布。 3. 强调基本功： 极少涉及商业软件的应用，确保读者掌握结构力学最核心的“手工分析”能力，为后续学习有限元方法打下坚实的基础。 4. 概念辨析细致： 专门设立“易混淆概念辨析”栏目，区分静定与超静定、刚度与柔度、虚功与实功等关键概念。 目标读者： 学习结构力学、工程力学，或需要深入理解结构分析方法的土木工程、机械工程、桥梁工程、结构工程专业学生及初级工程师。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，简约中带着一丝厚重感，那种墨绿色的底色配上烫金的字体，仿佛一下子就把你拉进了一个充满历史沉淀和严谨科学的世界。我特地选了一个安静的午后，泡上一杯浓郁的黑咖啡，翻开了这本书。首先映入眼帘的不是那些枯燥的公式和定义，而是一段引人深思的序言，作者用非常抒情的笔调描绘了人类文明进步中，那些看不见的“基石”是如何一步步搭建起来的。我尤其喜欢其中对于早期建筑材料革新的描述，比如罗马人是如何掌握火山灰的秘密，让他们的混凝土结构屹立千年不倒。那种将宏大的历史叙事与微小的技术突破相结合的叙事方式，让人在阅读时充满了探索的欲望。它不像教科书那样冰冷，更像是一位饱经风霜的智者，在向你娓娓道来那些关于“建造”的古老智慧和现代挑战。翻阅几页后，我就被深深吸引住了，它让我开始重新审视我们日常生活中那些习以为常的桥梁、隧道和高楼，背后蕴含的复杂工程学原理和无数次失败与成功的迭代。

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我对这本书的结构安排感到非常惊喜，它完全打破了我对传统技术书籍的刻板印象。作者在内容组织上展现出了惊人的逻辑性和跳跃性，但这种跳跃并非混乱，而是一种精心设计的“螺旋上升”学习路径。比如，在探讨地基稳定性的章节，它并没有一上来就抛出复杂的岩土力学公式，而是先通过几个极具视觉冲击力的案例——从比萨斜塔的倾斜到现代摩天大楼的深桩设计——来制造一种“问题意识”。紧接着，作者才缓缓引入所需的数学工具和物理模型进行论证，讲解得深入浅出，即便是对专业术语不太熟悉的读者，也能大致捕捉到其核心思想。最精彩的是，每当我觉得内容快要变得过于学术化时，作者总会巧妙地穿插一些历史上的工程事故分析，或者引用现代工程大师的独到见解，瞬间将枯燥的理论拉回到现实的广阔天地中，让人感觉每一次翻页都是一次思维的拓展，而非简单的信息接收。

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这本书的辅助材料和索引系统做得堪称业界典范，这对于任何希望深入研究某个特定主题的读者来说，是极其宝贵的财富。它不像很多专业书籍那样，把参考书目塞到书的最后草草了事。在这里，每一个关键概念的提出，几乎都有精准的脚注或尾注指向了相关的经典文献或最新的研究论文。我尝试着去追溯了其中一个关于“疲劳损伤”的理论模型，发现作者提供的路径非常清晰，从最初的实验观察到后来的修正公式，整个演变过程清晰可见，这为我后续的自我学习提供了极大的便利。此外，书中的插图和示意图都经过精心设计，不是那种粗糙的扫描件，而是高清晰度的矢量图，线条简洁有力，准确地揭示了复杂的力学结构。总而言之，这是一本兼具历史深度、理论广度和实践指导意义的杰作，它的价值绝不仅仅停留在纸面上，而是会长期指导我的思考方式。

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这本书的语言风格是其最独特之处，它混合了一种近乎诗意的观察和绝对严谨的分析。阅读过程中，我时常会停下来，回味某一个描述性的句子。举个例子，当作者谈到钢筋混凝土的受力特性时，他没有使用生硬的“拉伸”和“压缩”的并列描述，而是用了一种类似“钢筋犹如骨骼中的肌腱，默默承担着那些看不见的拉扯，而混凝土则扮演着坚实的躯干，对抗着无情的重力碾压”的比喻。这种文学化的表达方式，极大地降低了理解技术概念的心理门槛，使得那些原本需要高度专业背景才能理解的力学原理，变得可感、可触。但这种温和的外表下，是对工程细节毫不含糊的深究。在材料性能测试那几章，作者引用的数据和图表清晰得令人信服，毫无半点敷衍，显示出作者在学术功底上的扎实与严谨，这本“大部头”真正做到了雅俗共赏。

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我特别欣赏作者在处理“可持续性”和“伦理责任”方面的论述，这让我意识到，现代的“基础”工作远不止于把东西盖起来那么简单。在讨论城市基础设施的更新换代时，作者花了相当大的篇幅来探讨如何平衡旧有结构的保护与新技术的引入，这不仅仅是工程技术问题，更是一个复杂的社会和文化权衡。书中详述了多个全球城市在应对气候变化和资源短缺背景下，如何重新设计其排水系统和能源网络。这些内容让我深刻体会到，一个优秀的工程师，需要的不仅仅是计算能力，更是一种对未来负责的远见。读完这些章节后，我感觉自己对城市规划和环境影响的理解都有了一个质的飞跃，这本书成功地将“如何建造”的技艺，提升到了“为何建造”和“为谁建造”的哲学层面，视角非常宏大。

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