本書是按照全國高等學科土木工程學科專業指導委員會修訂的.高等學校土木工程本科指導性專業規范.以及教育部高等學校非力學專業力學基礎課程教學指導分委員會制定的“結構力學課程教學基本要求(Ａ類)”編寫而成.在編寫本書時.本著“厚基礎、重能力、以培養高素質工程應用型人才為主”的總體思路.在保證課程體系完整的基礎上.注重基本概念、基本原理的介紹.精選內容.力求概念準確.論述簡明.思路清晰.符合學生的認知規律.深入淺出.聯系實際.以教學為主.合理安排章節內容.使其既易教又易學.既能學會又能應用.更符合高素質工程應用型人才的培養要求.文字力求通俗、流暢、嚴謹、易懂.注重例題和習題的選擇.力求做到典型、適用.強調思維能力、分析能力、計算能力和解決復雜工程問題能力的培養.
本書內容包含了“結構力學課程教學基本要求(Ａ類)”里規定的基本內容和專題部分的必修內容.全書共分１０章.內容包括:緒論、平面桿件體系的幾何組成分析、靜定結構的受力分析、靜定結構的位移計算、力法、位移法、漸近法和近似法、影響線及其應用、矩陣位移法、結構的動力計算.章后有豐富的習題和思考題.書后附有習題答案.
本書由劉香、劉書智、銀英姿擔任主編.參加編寫工作的有:劉香(第１、８章)、銀英姿(第２、６章)、王晨霞(第３章)、劉書智(第４、７章)、李娟(第５章)、李喜樂(第９章)、田金亮(第１０章).
全書由主編統稿并定稿.此外.李娟在教材的編寫過程中做了大量工作.付出了辛勤勞動.在此表示衷心感謝.
在編寫本書過程中.參考了許多同行專家的研究成果.還借鑒和參考了許多相關教材等.在此表示誠摯的謝意.
限于編者的水平.書中如有缺點和錯誤.敬請讀者和同行批評指正.
編者
前 言
第１ 章 緒論 １
１. １ 結構力學的研究對象和基本任務 １
１. ２ 結構的計算簡圖 １
１. ３ 平面桿件結構的分類 ５
１. ４ 荷載的分類 ６
本章小結 ７
思考題 ７
第２ 章 平面桿件體系的幾何組成分析 ８
２. １ 幾何組成分析中的幾個基本概念 ８
２. ２ 幾何不變體系的基本組成規律 １０
２. ３ 體系幾何組成分析舉例 １２
２. ４ 體系的計算自由度 １５
２. ５ 體系的幾何組成與靜定性的關系 １６
本章小結 １６
思考題 １７
習題 １７
第３ 章 靜定結構的受力分析 １９
３. １ 單跨靜定梁內力計算 １９
３. ２ 斜梁 ２６
３. ３ 多跨靜定梁 ２８
３. ４ 靜定剛架 ３１
３. ５ 靜定平面桁架 ３８
３. ６ 組合結構 ４８
３. ７ 三鉸拱 ５２
３. ８ 靜定結構小結 ５９
本章小結 ６４
思考題 ６５
習題 ６５
第４ 章 靜定結構的位移計算 ７２
４. １ 位移計算概述 ７２
Ⅴ
４. ２ 虛功原理、結構位移計算的一般公式 ７３
４. ３ 靜定結構由荷載引起的位移 ７６
４. ４ 圖乘法 ８１
４. ５ 靜定結構由于支座移動和溫度改變引起的位移 ８７
４. ６ 互等定理 ９０
本章小結 ９３
思考題 ９３
習題 ９４
第５ 章 力法 １００
５. １ 超靜定結構概述 １００
５. ２ 超靜定次數的確定 １００
５. ３ 力法的基本概念 １０４
５. ４ 力法方程 １０６
５. ５ 力法計算示例 １０８
５. ６ 對稱性的利用 １１５
５. ７ 超靜定拱 １２１
５. ８ 溫度變化和支座移動時超靜定結構的計算 １２９
５. ９ 超靜定結構的位移計算及內力圖校核 １３４
本章小結 １３８
思考題 １３８
習題 １３９
第６ 章 位移法 １４４
６. １ 位移法的基本概念 １４４
６. ２ 等截面直桿的形常數和載常數 １４５
６. ３ 位移法基本未知量和基本體系 １５１
６. ４ 位移法方程 １５５
６. ５ 位移法計算連續梁和無側移的剛架 １５７
６. ６ 位移法計算有側移剛架 １６３
６. ７ 位移法計算對稱結構 １７０
６. ８ 支座位移時的計算 １７４
６. ９ 用直接平衡法建立位移法方程 １７５
本章小結 １７７
思考題 １７７
習題 １７８
第７ 章 漸近法和近似法 １８２
７. １ 漸近法概述 １８２
７. ２ 單結點的力矩分配 １８２
７. ３ 多結點的力矩分配 １８９
７. ４ 無剪力分配法 １９６
７. ５ 多層多跨剛架的近似計算 ２０１
７. ６ 超靜定結構的特性 ２０７
本章小結 ２０８
思考題 ２０９
習題 ２０９
第 ８ 章 影響線及其應用 ２１３
８ １ 影響線的概念 ２１３
８. ２ 用靜力法作單跨靜定梁的影響線 ２１４
８. ３ 結點荷載作用下梁的影響線 ２２０
８. ４ 靜力法作桁架的影響線 ２２１
８. ５ 機動法作靜定梁的影響線 ２２３
８. ６ 機動法作超靜定梁的影響線 ２２７
８. ７ 影響線的應用 ２２９
８. ８ 公路、 鐵路的標準荷載制和換算荷載 ２３１
８. ９ 利用影響線確定移動荷載最不利位置 ２３３
８. １０ 簡支梁的內力包絡圖和絕對最大彎矩 ２３６
本章小結 ２３９
思考題 ２４０
習題 ２４０
第 ９ 章 矩陣位移法 ２４３
９. １ 概述 ２４３
９. ２ 單元剛度矩陣 ２４４
９. ３ 單元剛度矩陣的坐標轉換 ２４８
９. ４ 結構的整體剛度矩陣 ２５１
９. ５ 等效結點荷載 ２６０
９. ６ 計算步驟和算例 ２６４
９. ７ 桁架的整體分析 ２６９
本章小結 ２７１
思考題 ２７２
習題 ２７２
第 １０ 章 結構的動力計算 ２７４
１０. １ 結構動力計算概述 ２７４
１０. ２ 單自由度體系振動微分方程的建立 ２７７
１０. ３ 單自由度體系的自由振動 ２８３
１０. ４ 單自由度體系的強迫振動 ２８７
１０. ５ 阻尼對振動的影響 ２９５
１０. ６ 多自由度體系的自由振動 ２９９
１０. ７ 多自由度體系的強迫振動 ３１０
１０. ８ 無限自由度體系的自由振動 ３１７
本章小結 ３２０
思考題 ３２０
習題 ３２１
附錄 部分習題參考答案 ３２４
參考文獻 ３３１
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