结构力学教程 - 普通高等教育“十三五”住建部规划教材“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 - 中国高校教材图书网
| 内容简介： |
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本书是依据教育部颁布实施的《普通高等学校本科专业目录》中所规定的土木工程专业的业务培养目标，教育部高等学校非力学专业力学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）》（以下简称《基本要求》），住房和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》和《高等学校土木工程本科指导性专业规范》等文件的要求编写的。本书的适用对象主要为普通高等学校土木工程专业（即“大土木”）各类专门化方向的本科学生，也可供相应专业专门化的大专学生使用。本书有两大特点：一为“少而精”，二为创新。一、少而精贯彻少而精的原则，基本上只收入了《基本要求》中要求的内容。根据调查及一些学校的反映，近年来结构力学课程的教学课时逐渐减少，通行的普通本《结构力学》内容均超出《基本要求》过多，成为学生学习上和经济上的负担。本书中我们采用了分流和“保底”的做法。即基本上只收入《基本要求》中要求的内容，即通常的“必修”内容。它们传承于古典力学，其中的基本原理是前人积累下来的，已成为经典，自应传承。教育部、住建部颁布的《基本要求》，是学生学习结构力学的“底”线，应当满足，所以要“保底”。此外，增加了例题。本书是普通本的一个精缩本，它主要供大学本科生使用，大专生也可使用。原普通本《结构力学》（第4版），包世华、辛克贵主编，武汉理工大学出版社出版，是普通高等教育“十一五”国家级和“十二五”住建部规划教材，是经过多年锤炼、反复修订过的教材，仍照常出版发行，供大学本科生使用，并作为对结构力学有较高要求的高年级学生、考研生、参加注册结构工程师考试人员和有关工程技术人员阅读参考。通过内容多的普通本和内容少的精缩本的分流，使有不同要求的读者可以各取所需。二、创新第14章超静定结构总论和结构力学定性分析中的主体部分是全新的，是由编者（清华大学）在结构力学教材中首创的内容，它们在以前的结构力学教材中是没有的。这里指的主要是两项内容：结构力学计算简图的深入讨论；结构力学的定性（概念）分析。结构力学计算简图讨论的是结构力学的建模理论。过去的结构力学教材只讲抽象的计算简图（线条图）的计算，很少从实际结构选取计算简图的原则、简化的方法等方面进行系统的论述。我们在建模理论上进行了详细、深入的讨论，加强了力学与工程实际的联系，得到同行普遍的认可与赞誉。对结构力学定性（或概念）分析的重要性，工程界和广大教师已经有充分的认识。结构设计大师林同炎早就在《结构概念与体系》的专著中论述了概念设计的重要性。因此，结构力学应该涵盖经典结构力学、程序（或计算）结构力学和定性（或概念）结构力学三个方面。经典结构力学已经成熟，程序（计算）结构力学正在日趋完善，定性（或概念）结构力学刚刚起步。从结构力学对能力的培养来说也有三个方面：经典方法的分析能力、计算机分析能力和定性分析能力。在结构的概念设计、结构的合理形式、结构计算模型的建立、结构受力和变形性能的估计和判断，以及计算结果正误的分析等方面都需要结构力学定性分析能力的培养。从这个角度看，定性分析能力的培养可能是上述三个能力培养中要求最高，也是最难的一个方面。应该指出，定性分析能力的培养并不只是结构力学一门课程的任务，也不能要求结构力学一门课程来完成，但是结构力学课程应该承担此任务。高层次的能力培养需要从简单的训练开始，需要一个入门的向导。编者认为，在讲授经典结构力学分析方法的同时或稍后，就应该教学生做简单结构内力和变形的大致形状的估计、判断等的训练，以之作为结构力学定性分析的入门。20世纪80年代，编者在清华大学上结构力学习题课时就曾进行过这方面的尝试，收到了一定的效果。《基本要求》的最后一版中，在能力培养的要求一栏增加了“判断能力：具有对计算结果进行校核、对内力分布的合理性作出定性判断的能力。”并在说明中说：“这就突出了近几年来引起普遍重视的这一方面的能力”。这里提出了定性分析能力的重要性，有待于教材、教学中去充实、完善。总之，定性分析是一个新的内容，在教材中怎么写好这个入门的材料，尚无一定之规。这次只是在传统的经典分析方法的基础上，增加了一些仅靠脑和手对结构内力和变形进行定性分析的入门方法，希望能起到抛砖引玉的作用。这里要指出，计算机在定性分析中也是大有可为的，在计算机和各种应用软件高速发展的今天，期待着有更好的结构力学定性分析教材问世。结构力学定性分析的内容首次在结构力学教材中系统讨论是在编者主编的、武汉理工大学出版的《结构力学》（第4版），即前述的普通本中。在收入本书时，又经过了补充与修订。把这些创新的内容收入本书的第14章，是因为编者认为它们重要，各学校及读者可自行选用。另外，把这些内容都集中在一章中是因为写书的方便，教学中可以分散在合适的相关章节，或在不同的教学环节中运用。本书编写和制作工作由包世华、熊峰、范小春共同完成。具体分工是：包世华提出编写方案和大纲并负责第1、2、7、11、14、15等章，以及全书习题及习题答案的编写；熊峰负责第4、5、6、8、9、10、13等章的编写；第3章由熊峰、范小春共同编写，第12章由包世华、范小春共同编写；书中重要知识点视频讲解及全书PPT的制作由范小春完成；全书由包世华修改定稿。本书难免存在不足之处，欢迎读者批评指正。包世华2016年1月于清华园
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| 作者简介： |
包世华,清华大学土木工程系教授，中国力学学会《工程力学》杂志编委，中国建筑学会高层建筑结构委员会委员。1985—1986年为美国伊里诺伊大学土木工程系访问学者，1991—1993年为香港理工大学土木与结构系研究员。长期从事结构力学、弹性力学、能量原理及有限元、板壳结构、薄壁杆件结构和高层建筑结构等领域的教学和科研工作。出版教材和专著30多部。主编的教材有《高层建筑结构设计》、《结构力学》、《结构力学教程》等，分别于1987年获建设部优秀教材二等奖，1988年、1992年获国家教委优秀教材奖，1998年获教育部科学技术进步奖一等奖，1999年获国家级科学技术进步奖二等奖，2002年获教育部全国优秀教材一等奖，2007年获教育部普通高等教育精品教材。主编武汉理工大学出版社出版的《结构力学》被选为普通高等学校“十一五”、“十二五”国家级和“十二五”、“十三五”住建部规划教材，等等。专著有《薄壁杆件结构力学》、《高层建筑结构计算》、《新编高层建筑结构》、《高层建筑结构设计和计算》等。在国内外刊物上发表学术论文130多篇。参加制定《薄壳结构设计规程》，其壳体研究成果被收入该规程。提出和创建了高层建筑结构解析和半解析常微分方程求解器解法系列。1983年获北京市科委技术成果奖，1986年、1992年、1994年分别获国家教委科学技术进步奖一、二、三等奖。熊峰四川大学建筑与环境学院院长。四川大学土木工程系教授，博导。现为美国土木工程学会会员、四川省土木建筑学会副理事长、四川省土木建筑学会建筑信息化专业委员会主任委员、结构专业委员会副主任委员，国家一级注册结构工程师。长期从事结构分析与结构抗震研究，包括高层建筑结构分析、钢管混凝土拱桥抗震性能研究以及土基础上部结构共同工作等研究，近年来主要从事工业化预制建筑结构研究以及BIM技术在施工中的应用研究。主要承担科技部973计划项目、国家自然科学基金项目、国家重点实验室开放基金项目以及教育部博士学科点基金项目和四川省科技支撑计划项目等，三次获得省部级科技进步奖。长期从事教学改革研究，主持了土木工程专业的课程体系与教学内容的改革。承担了五项省级教改课题，包括“四川省土木工程复合型人才培养基地”、“省级重点课程结构设计原理”等，为土木工程国家级特色专业负责人、四川省精品课程“结构设计原理”的负责人。曾获四川省优秀教学成果奖，全国宝钢优秀教师奖，四川大学优秀教学一等奖，为四川大学教学名师。出版教材6部，其中普通高等教育“十一五”国家级规划教材2部。范小春武汉理工大学土木工程与建筑学院土木系副主任，副教授，湖北省五一劳动奖章获得者。2004.10—2005.10为澳大利亚新南威尔士大学访问学者。现为中国力学学会会员，中国仪器仪表学会设备结构健康监测与预警分会第一届理事会理事，湖北省司法鉴定协会建筑工程质量分委员会秘书、国家一级注册结构师、建造师。主编和参编的教材有《混凝土结构设计》、《结构力学》。湖北青年教学能手，湖北省精品资源共享课《结构力学》负责人，武汉理工大学精品课程教学名师。获湖北省教学成果二等奖1项，首届全国高校青年教师教学竞赛工科二等奖1项，湖北省第二届青年教师教学竞赛理工组一等奖1项。在国内外学术刊物上发表学术论文30余篇。参与国家自然科学基金面上项目、国家基金面上合作研究项目，作为申请撰写参与人，获国家科技进步奖二等奖1项。
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| 章节目录： |
1绪论
1.1结构和结构的分类
1.2结构力学的任务与方法
1.3结构的计算简图
1.4杆件结构的分类
1.5荷载
2体系的几何组成分析
2.1几何不变体系和几何可变体系
2.2自由度和约束
2.3几何不变无多余约束的平面杆件体系的几何组成规则
2.4几何组成分析
2.5结构的几何组成和静定性的关系
3静定梁
3.1静定单跨梁
3.2叠加法绘制直杆弯矩图
3.3简支斜梁
3.4静定多跨梁
4静定刚架
4.1静定刚架的特征与支座反力
4.2静定刚架内力
4.3带铰刚架的内力
5三铰拱
5.1三铰拱的组成与类型
5.2竖向荷载作用下三铰拱的支座反力
5.3竖向荷载作用下三铰拱的截面内力
5.4三铰拱的合理拱轴线
6静定桁架和组合结构
6.1桁架的特点和组成分类
6.2结点法
6.3截面法
6.4结点法和截面法的联合应用
6.5组合结构
7静定结构总论
7.1静定结构受力分析的方法
7.2静定结构的一般性质
7.3各种结构形式的受力特点
8影响线
8.1影响线的概念
8.2静力法作静定单跨梁影响线
8.3结点荷载作用下梁的影响线
8.4静力法作桁架影响线
8.5机动法作静定梁的影响线
8.6影响线的应用
9虚功原理和结构的位移计算
9.1位移计算概述
9.2虚功和虚功原理
9.3结构位移计算的一般公式
9.4荷载作用下的位移计算
9.5图乘法
9.6温度作用时的位移计算
9.7支座移动时的位移计算
9.8线性变形体系的互等定理
10力法
10.1超静定结构概念和超静定次数的确定
10.2力法原理和基本方程
10.3超静定梁、刚架和排架
10.4超静定桁架和组合结构
10.5对称结构的计算
10.6超静定拱
10.7温度变化和支座移动时超静定结构的内力
10.8超静定结构位移计算和最后内力图的校核
11位移法
11.1位移法的基本概念
11.2等截面直杆的形常数和载常数
11.3位移法的基本理论
11.4位移法计算连续梁和无侧移刚架
11.5位移法计算有侧移刚架
11.6位移法计算对称结构
11.7用直接平衡法建立位移法方程
12渐近法和超静定结构的影响线
12.1力矩分配法的概念
12.2单结点的力矩分配——基本运算
12.3多结点的力矩分配——渐近运算
12.4无剪力分配法
12.5剪力分配法
12.6用机动法绘制连续梁的影响线
13矩阵位移法
13.1概述
13.2单元分析（一)——局部坐标系中的单元刚度矩阵
13.3单元分析（二）——整体坐标系中的单元刚度矩阵
13.4连续梁的整体刚度矩阵
13.5刚架的整体刚度矩阵
13.6等效结点荷载
13.7矩阵位移法计算步骤和算例
13.8忽略轴向变形的矩形刚架的整体分析
14超静定结构总论和结构定性分析
14.1超静定结构基本解法的分类和比较
14.2超静定结构的特性
14.3关于计算简图的补充讨论
14.4静定结构内力和位移的定性分析
14.5刚度和力、变形、计算简图的关系
14.6结构的变形简图
14.7超静定结构内力和位移的定性分析
14.8多层多跨刚架的近似法
15结构的动力计算
15.1动力计算概述
15.2单自由度体系的自由振动
15.3单自由度体系的受迫振动
15.4两个自由度体系的自由振动
15.5两个自由度体系在简谐荷载下的受迫振动
习题参考答案
参考文献
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
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| 其 它： |
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