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出版者:

作者:Bauchau, O. A./ Craig, J. I.

出品人:

页数:966

译者:

出版时间:2009-9

价格:865.00元

装帧:

isbn号码:9789048125159

丛书系列:

图书标签:

• 结构分析
• 力学
• 土木工程
• 结构力学
• 有限元分析
• 矩阵法
• 静力分析
• 动力分析
• 桥梁工程
• 建筑工程

结构分析：力学与设计的交融 《结构分析》这本书，并非一本单纯的技术手册，而是对支撑我们周围世界的无形力量的深度探索，是一门连接纯粹力学原理与宏伟建筑、精密机械之间桥梁的艺术。它所揭示的，是事物如何在静止与运动中保持其形态，如何在承受外力时展现其韧性与强度，以及如何通过精巧的设计，将这些看似抽象的力学规律转化为切实可行的工程奇迹。 本书的内容，贯穿于我们日常生活的方方面面，却往往被我们所忽视。当我们仰望巍峨的摩天大楼，穿越宏伟的跨海大桥，或是依赖于稳定运行的精密仪器时，背后都凝聚着结构分析的智慧。它教会我们理解荷载的传递路径，预测材料在压力下的变形，以及如何通过优化结构形式，实现安全、经济且美观的设计。这本书，将带领我们深入这座庞大而精密的知识体系，解开其核心的奥秘。 第一部分：基础力学原理与材料特性 旅程的开端，在于巩固坚实的基础。本书将从最基本的力学概念入手，逐一剖析静力学和动力学中的关键原理。我们会系统地学习力的分解与合成，力矩的计算，以及平衡方程的应用。理解这些基本概念，如同掌握了建造高楼的基石，是后续所有复杂分析的前提。 接着，我们将目光投向材料的内在属性。不同材料，如钢材、混凝土、木材、铝合金等，在承受外力时会表现出截然不同的行为。本书将深入探讨这些材料的力学特性，包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。我们还会研究材料的应力-应变曲线，理解其在弹性变形、塑性变形乃至断裂过程中的响应。这部分内容，将帮助我们认识到，为何在不同的工程应用中，需要选择不同的材料，以及如何根据材料的特性来设计结构。 此外，书中还将详细介绍应力与应变的定义及其相互关系。我们将学习如何计算结构内部的应力分布，理解应力集中现象，并探讨不同类型的应力，如拉应力、压应力、剪应力以及弯曲应力。同样，应变的概念也将被深入阐释，包括轴向应变、剪应变以及它们在材料变形中所扮演的角色。这些分析工具，将是我们评估结构安全性的关键。 第二部分：结构类型与分析方法 在掌握了基础原理和材料特性后，本书将带领我们进入更广阔的结构分析领域。我们将系统地学习不同类型的结构体系，包括杆件结构（如桁架、框架）、平面结构（如梁、板）以及空间结构（如壳体、网架）。每种结构形式都有其独特的受力特点和适用范围，理解它们之间的差异，是进行合理选择和分析的前提。 对于杆件结构，我们将重点研究桁架的受力分析。通过虚功原理、节点法、截面法等经典方法，我们将精确计算出桁架中每一根杆件所承受的轴力，从而评估其安全性。对于框架结构，我们将学习如何处理梁和柱的连接，并运用位移法、力法等高级方法，分析框架在各种荷载作用下的内力（弯矩、剪力、轴力）和变形。 梁作为一种最常见的结构构件，其分析将占据相当的篇幅。我们将学习梁的剪力图和弯矩图的绘制，理解这些图所反映的内力变化规律。在此基础上，我们将探讨梁的挠度计算，以及如何通过改变截面尺寸、材料等来控制梁的变形，满足使用要求。 对于板和壳体等二维和三维结构，本书将介绍更复杂的分析方法，如有限元分析（FEA）。我们将了解有限元方法的离散化思想，如何将连续的结构体划分为离散的单元，并通过求解单元之间的节点位移来逼近整体的响应。虽然有限元分析的深入理论可能较为复杂，但本书将以清晰的逻辑和实例，帮助读者理解其基本原理和应用。 第三部分：荷载与设计考量 任何结构的存在，都是为了承受特定的荷载。本书将详细分析各种常见的荷载类型，包括恒荷载（结构自重）、活荷载（使用荷载、人群荷载）、风荷载、雪荷载、地震荷载等。我们将学习如何准确地估算和组合这些荷载，以模拟结构在实际使用环境中可能遇到的最不利工况。 荷载的分析不仅仅是数值的计算，更关乎对荷载作用机理的理解。例如，风荷载的计算涉及到风速、迎风面积、风压系数等因素，而地震荷载的分析则需要考虑地震的强度、场地土质、结构动力特性等。本书将提供实用的荷载规范和计算方法，帮助读者进行科学的荷载评估。 在结构设计方面，本书将强调安全性和经济性的平衡。我们将学习各种设计准则和规范，如强度设计、刚度设计、稳定性设计等。通过对结构进行充分的分析，我们可以确定合适的构件尺寸、材料等级和连接方式，以确保结构在承受设计荷载时不会发生破坏，并且变形在允许范围内。 此外，本书还将触及一些更高级的设计理念，例如疲劳设计、断裂力学在结构中的应用，以及结构的可靠性分析。这些内容将帮助读者理解，如何在复杂的工程环境中，构建更加可靠和持久的结构。 第四部分：工程实践与案例分析 理论知识的学习，最终要落脚于实践。本书将通过大量的工程实例，将抽象的理论概念转化为生动的工程应用。我们会分析桥梁、高层建筑、工业厂房、航空航天器等不同领域的结构案例。通过对这些案例的深入剖析，我们可以学习到如何在实际工程中应用结构分析的方法，以及在设计过程中可能遇到的挑战和解决方案。 例如，在桥梁设计案例中，我们将分析不同桥梁类型（如梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥）的结构形式选择，以及它们在承受车辆荷载、风荷载等方面的结构分析过程。在高层建筑设计中，我们将关注其抗侧力体系的选择，如剪力墙、框架-剪力墙体系、筒体结构等，并分析其在风和地震作用下的响应。 这些案例分析，将不仅仅是理论的简单复述，而是对实际工程问题的深入探讨。我们将学习如何根据项目的具体需求，选择最合适的结构体系；如何在满足安全性的前提下，优化设计，降低造价；以及如何处理设计过程中可能出现的各种复杂情况。 结论 《结构分析》这本书，是一次跨越理论与实践的旅程。它将带领读者从最基础的力学原理出发，一步步深入到复杂结构的设计与分析。它不仅是工程专业的学生必备的教材，更是任何对我们所处世界如何稳固存在感到好奇的人们的宝贵读物。通过对这本书的学习，你将能够以全新的视角审视周围的世界，理解那些无形的力量如何塑造着我们的生活，以及人类如何通过智慧和创造力，将这些力量驾驭，建造出宏伟而令人惊叹的工程奇迹。它所教授的，是一种思考问题的方式，一种解决问题的能力，一种理解世界运行规律的深刻洞察。

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