结构力学/普通高等院校土建类专业“十四五”创新规划教材_张宇_9787516032787

本书是依据教育部高等学校非力学专业基础课教学指导分委员会制定的《结构力学课程教学基本要求（A类）》、住房城乡建设部高等学校土木工程专业指导委员会制定的《结构力学课程教学大纲》等文件，结合作者在山东建筑大学土木工程学院教授结构力学二十多年的实践经验及感悟编写而成。

本书共12章，主要内容包括绪论、几何构成分析、静定结构内力分析、影响线、虚力原理和结构的位移计算、力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法、结构动力计算、结构弹性稳定计算和结构的极限荷载。

本书可作为土木工程、地下工程，以及交通、水利、道桥等专业结构力学课程学习和考研方面的教学参考书，对于专升本的学生也可以利用本书作为复习备考指导书，同时还可以作为

本书是依据教育部高等学校非力学专业基础课教学指导分委员会制定的《结构力学课程教学基本要求（A类）》、住房城乡建设部高等学校土木工程专业指导委员会制定的《结构力学课程教学大纲》等文件，结合作者在山东建筑大学土木工程学院教授结构力学二十多年的实践经验及感悟编写而成。本书可作为土木工程、地下工程，以及交通、水利、道桥等专业结构力学课程学习和考研方面的教学参考书，对于专升本的学生也可以利用本书作为复习备考指导书，同时还可以作为结构力学授课教师和有关工程技术人员的参考书。

本书主要的创新点有如下三个：

一是在第八章中系统全面地提出了有侧移刚架的全新的直接力矩分配法。对于有侧移的剪力静不定刚架，无须求解联立方程，直接力矩分配法可以利用力矩的分配和传递直接得到刚架的弯矩图，就像传统力矩分配法可以直接得到无侧移刚架的弯矩图一样。或者说，直接力矩分配法把力矩分配法从无侧移刚架和无剪力分配法从剪力静定刚架推广至剪力静不定刚架。直接力矩分配法收敛速度很快，一般经过两三轮的循环就可以得到满足工程实际要求的解。利用直接力矩分配法大大简化了求解有侧移刚架弯矩图的过程。

二是在第四章中提出了针对一组等值移动荷载的全程影响线的概念。利用全程影响线，可以直接看到一组移动荷载在结构移动全过程某项内力或者反力的变化规律，不用先判断出临界位置，而是直接得出不利荷载位置。全程影响线能帮助读者理解求临界荷载时所涉及的叠加原理。

三是在第七章中提出了关于附加刚臂的一种力学模型。附加刚臂是位移法中理解的关键点，模型能帮助读者认识到附加刚臂的受力特点和变形特点，从而灵活掌握其特性。

本书写作特点主要有如下几个方面：

本书写作特点之一是注重从整体上讲解和把握问题，体现在各章开头部分的概述和各章具体内容的选择上。首先是在每一章的开头，都有一个概述，介绍各章中出现的主要概念、方法，以及它们之间的关系。这些概述，强调重点各有不同：有的强调研究对象的不同，比如在稳定分析时，介绍结构力学稳定分析和材料力学稳定分析的不同之处；有的强调研究目的不同，比如在力矩分配法中，介绍引入转动刚度、分配系数和传递系数的目的在于使得力矩分配法成为一种独立于位移法的新方法；有的强调研究方法的特点，比如在矩阵位移法中，介绍引入整体坐标系和局部坐标系两套坐标的原因在于整体坐标系的方向是与附加约束的方向对应，而局部坐标系的引入在于使得我们能用统一的公式获得各种杆件在整体坐标系中的单元的刚度矩阵。尽管各章概述侧重点各有不同，但总的目的在于希望能够从一开始，就帮助读者对各章建立起一个整体的概念。

其次，在各章内容的选择上也注重整体性。例如在结构稳定分析中，先通过一个完整的例子介绍稳定问题分析时的全部要点，包括建立新平衡位置处的平衡方程、求出所有可能的解、对各个解进行稳定性的判断，根据荷载和选定点位移之间的关系曲线给出两种稳定问题的曲线特征，然后提出判断临界荷载的静力和能量特征。这样安排使得读者能从整体上把握稳定问题的特点，后来进行临界荷载的求解。

本书写作特点之二是把编者对一些问题的理解和感悟糅合进了书中，期望读者能加深对问题的理解。比如第二章中的铰接三角形规则，其实是一个几何事实，其中的三个点和三根杆件的地位相同。但在分析具体问题时，可以有不同的看法，比如一个点和一个刚片、两个刚片、三个刚片之间的连接方式。又比如提出了均布荷载、集中荷载和力偶矩作用下直杆段剪力图的简易画法，对于水平杆件，该法通过规定正号剪力图画在杆件上方和从左往右画剪力图，使得剪力图的走势和荷载的指向完全对应起来，很容易得到杆件的剪力图，还可以用来检验内力图的正误。再比如对材料的力学性能、静定结构受力性能和结构合理形式之间的关系进行了讨论，提出结构的合理形式是在满足功能、施工可行性等大的要求的前提条件下，对于选定的结构形式，通过受力性能的分析和调整杆件的相对位置或约束的位置，从而达到材尽其用的目的。结构的受力分析为手段，结构的合理形式才是结构分析的目的。只有意识到这一点，才能真正明白结构力学的作用。

其余方面，注意与材料力学相关内容的适当结合。如在分段叠加法作直杆段弯矩图前面先回顾简支梁的内力计算。再有就是适当区分内容，利用小标题把重点明确表示出来，有助于帮助读者把握重点，加深对重点内容的界定和理解。如在桁架的内力计算中把有关观点进行整合，使得脉络更加清晰。然后是在各章的结尾，都有编者精心选择的多个思考题，旨在帮助加深对这一章中基本概念的理解。每一章的习题都给出了答案，可供读者对照参考。

本书的内容包括绪论、几何构成分析、静定结构内力分析、影响线、虚力原理和结构的位移计算、力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法、结构动力计算、结构弹性稳定计算和结构的极限荷载。

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