土木工程常用软件分析与应用((MATLAB-SAP2000-ANSYS) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业

作者:徐赵东

出品人:

页数:420

译者:

出版时间:2010-6

价格:60.00元

装帧:

isbn号码:9787112118304

丛书系列:

图书标签:

• 土木工程
• MATLAB
• SAP2000
• ANSYS
• 结构分析
• 有限元
• 工程软件
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• 工程实践

工程力学与结构设计：理论基础与现代计算方法 图书名称： 工程力学与结构设计：理论基础与现代计算方法 图书简介 本书旨在系统梳理土木工程领域核心的工程力学理论，并深入探讨当代结构设计与分析中常用的数值计算方法。全书内容聚焦于理论的严谨性、方法的实用性以及工程实践中的应用，力求为土木工程专业学生、工程师及科研人员提供一套扎实且与时俱进的学习资料。 第一部分：理论力学基石与结构分析精要 本书的理论基础部分，严格遵循经典力学原理，为后续的结构分析打下坚实根基。 第一章 质点动力学与刚体运动 本章从牛顿运动定律出发，详细阐述了质点和质点的动量、动能定理。随后，深入讨论刚体的平面运动和空间运动，包括刚体的定点转动、绕定轴转动等。重点讲解了转动惯量、转动定律的建立与应用，以及角动量守恒定律在工程问题中的解析。内容侧重于如何利用运动学和动力学原理建立描述复杂机械或结构运动的数学模型。 第二章 结构静力学基础 本章专注于研究结构在静力荷载作用下的平衡状态。内容涵盖了平面和空间力系平衡方程的推导与应用，重点解析了约束反力的求解、构件内力（轴力、剪力、弯矩、扭矩）的计算方法。引入了静定桁架、刚架、拱和框架结构的整体平衡分析方法，并引入了虚功原理（单位力法、位移法的前身）作为分析静定结构位移和多余约束的工具。 第三章 材料力学：应力、应变与本构关系 材料力学是理解结构受力行为的核心。本章系统介绍了一维、二维、三维应力状态的分析，特别是莫尔应力圆和主应力概念的几何意义与工程意义。应变分析部分，讨论了线应变、角变形及应变张量的概念。随后，深入讲解了线弹性材料的本构关系，包括胡克定律、泊松比，并扩展讨论了剪切模量与体积变形的关系。本章的重点在于建立材料的内在属性与其外部受力响应之间的量化联系。 第四章 结构稳定性理论 结构的失稳是土木工程中需要高度关注的问题。本章系统探讨了细长杆件的压杆失稳问题，详细推导了欧拉临界荷载公式及其适用条件。在此基础上，扩展讨论了柔性杆件的非线性屈曲行为、侧向扭转屈曲等复杂失稳模式。对于复杂的平面或空间框架结构，引入了能量法和摄动法来判断结构的临界荷载和失稳方向。 第二部分：现代结构分析方法与设计规范 理论力学为工程设计提供了依据，而现代计算方法则极大地拓展了工程分析的能力边界。本部分聚焦于结构分析的经典解析方法和现代数值求解策略。 第五章 结构位移法与力法 本章是结构分析的核心，全面讲解了矩阵分析方法的先驱——位移法（端位移法）和力法（余弦力法）。详细阐述了超静定结构的求解过程，包括刚度矩阵和柔度矩阵的建立、超静定次数的确定、基本方程的形成以及解的后处理。通过大量的算例，展示如何利用矩阵代数高效地求解复杂多层框架结构的内力和位移。 第六章 截面几何性质与梁的强度理论 本章关注构件层面的设计参数。详细计算了梁和组合截面的面积惯性矩、截面模量和抗剪面积。在梁的强度分析部分，深入探讨了梁的弯曲理论、剪应力分布，并引入了Timoshenko梁理论来修正短梁和厚板的剪切效应。同时，讨论了疲劳、蠕变和断裂力学在结构耐久性评估中的初步应用。 第七章 结构动力学基础 现代工程结构必须考虑地震、风荷载等动态作用。本章从单自由度系统出发，推导了自由振动方程，并引入了阻尼的概念。随后扩展到多自由度系统的振动分析，讲解了模态分析（特征值问题）及其在简化动力响应计算中的应用。重点介绍了解析解法和数值积分法在瞬态响应分析中的适用性。 第八章 结构设计优化与可靠性评估 本章将理论分析与工程实践相结合。首先介绍基于性能的目标函数定义和约束条件建立，探讨结构在给定荷载工况下的尺寸优化问题。其次，引入结构可靠性理论，如一阶矩法（FORM）和蒙特卡洛模拟，用于量化结构失效的概率，指导工程的安全储备设计。本章强调从确定性设计向概率性设计的转变思路。 第九章 结构分析的数值计算思想 本章是连接理论与高级软件应用的桥梁，不侧重于特定软件的操作，而在于其背后的数学原理。详细阐述了有限差分法（FDM）的基本思想及其在偏微分方程求解中的应用。在此基础上，深入探讨了有限元方法（FEM）的变分原理基础（如瑞雷-里兹法），单元刚度矩阵的建立过程（形函数插值），以及如何通过网格划分来提高求解精度，为理解和正确使用先进计算工具奠定理论基础。 总结 本书全面覆盖了从经典理论到现代计算方法的完整体系，强调理论与工程实践的紧密结合，旨在培养读者独立分析和解决复杂工程问题的能力。

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