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概念结构力学
定    价: ¥39.00
关 注 度: 328 库存状态: 未知 图书状态: 销售中
 
作    者: 黄达海 郭全全
出版时间: 2010-09      
版    次: 1 印    次: 1 字    数: 375千字
开    本: 787×1092 1/16
纸    张: ISBN: 978-7-5124-0116-7
 详细信息
 作者简介
 编辑推荐
 图书简介
    本书以简单结构位移判断与位移计算为基础,导出常用“基本超静定结构”的特征位移值与反力值,利用上述特征值,并通过从整体上“强化结构受力”与“弱化结构受力”等方式,介绍判断复杂结构受力与变形的几种方法。这些方法可以帮助读者在单一荷载下得到结构关键部位受力与变形的近似值;利用叠加原理,也可近似得到复杂结构在水平荷载体系与垂直荷载体系,以及位移荷载和温度荷载下的受力判断。

    本书可作为高等院校建筑、土木、水利等专业本科生与研究生的教材,也可供建筑设计与结构分析类工程技术人员参考。
 图书目录
第1章 概念结构力学导论1
1.1概念结构力学的兴起1
1.2结构力学三大分支的关系2
1.3概念结构力学的任务3
1.4概念结构力学的学习方法4
第2章 结构位移计算基本理论12
2.1变形体虚功原理12
2.1.1变形体虚功原理的概念12
2.1.2变形体位移计算16
2.1.3互等定理17
2.2结构位移计算的单位荷载法20
2.3结构位移计算的图乘法24
2.4温度变化下的刚架位移28
2.5基于图乘法的结构位移趋势判断29
第3章 简单结构内力与变形33
3.1静定梁内力与变形33
3.1.1梁的内力与变形的关系33
3.1.2梁的位移计算35
3.1.3梁位移公式的应用38
3.2静定框架内力与变形40
3.3桁架内力与变形47
3.3.1桁架的构成与刚度48
3.3.2桁架位移来源的分析57
3.3.3桁架零杆的识别方法59
3.4三铰拱支座反力与拱结构变形趋势61
3.4.1拱支座反力与内力61
3.4.2三铰拱的变形64
第4章 基本超静定结构的内力与变形68
4.1基本超静定结构68
4.1.1一次超静定结构68
4.1.2二次超静定结构79
4.2工程实际中的基本超静定结构82
4.2.1温度荷载82
4.2.2弹性支撑85 
4.2.3支座移动87
4.2.4支座转动89
4.2.5结构转动93
4.3标准转角位移公式集成95
第5章 一般荷载下结构受力判断100
5.1平面刚架100
5.1.1一般荷载下的平面刚架100
5.1.2位移荷载下平面刚架的受力分析108
5.1.3温度荷载的作用115
5.2平面桁架120
5.2.1平面桁架基本超静定结构120
5.2.2复杂超静定桁架受力规律判断125
5.2.3支座位移下超静定平面桁架127
5.3超静定梁129
5.3.1一般荷载作用129
5.3.2位移荷载作用134
5.4单跨拱结构142
5.4.1两铰拱承受单一集中荷载142
5.4.2两铰拱承受单一均布荷载143
5.4.3两端固支拱承受单一集中荷载145
5.4.4支座位移荷载下两端固支拱的受力分析146
5.4.5温度荷载下两端固支拱的受力分析151

第6章 移动荷载下结构受力规律判断155
6.1静定结构影响线155
6.2超静定结构影响线156
6.3位移反力互等定理的应用158
6.3.1基本超静定结构影响线158
6.3.2连续梁反力与内力影响线159
6.3.3刚架内力与反力影响线162
6.3.4结构位移影响线164
第7章 复杂结构的近似计算方法167
7.1规则框架近似计算167
7.1.1垂直荷载作用167
7.1.2水平荷载作用172
7.1.3位移荷载下复杂刚架的受力判断182
7.2刚桁架的受力与变形判断188
7.2.1结构最大内力估算189
7.2.2刚桁架垂直刚度加固方法193
7.3具有拉杆拱的近似计算197
7.3.1拉杆在拱下部197
7.3.2拉杆在拱中部200
第8章 结构概念的形成与应用205
8.1高层建筑的整体概念205
8.2大跨建筑的整体概念213
附录A 力法222
附录B 位移法225
附录C 定性判断法227
附录D 北京航空航天大学土木系近年《结构力学》(上册)考试试题229
2003年试卷229
2005年试卷231
2007年试卷233
2009年试卷236
附录E 考试试题参考答案240
2003年试卷答案240
2005年试卷答案244
2007年试卷答案247
2009年试卷答案249
参考文献255
 图书前言
    产生撰写拙著的冲动,源于2003年春季的一次研究生复试。笔试部分有这样一道题:一根简支的三跨连续梁,在其中一跨中点受集中荷载作用,要求画出结构弯矩图与变形趋势图。判卷的时候,我惊讶地发现,这些杀出考研重围的优秀年轻人,没有一个能完整、准确地回答此题。有的弯矩图形状正确,但变形趋势图错误;有的变形趋势正确,但与弯矩图脱节;还有的留下一堆没有系数的公式,更多的则是大片空白。如果时光倒退20年,要我参加这样的考试,遇到这样“另类的题目”,其结果肯定也一样。当时只是感觉高校的结构力学课程的教学有些不对劲,但不知问题出在哪里。

    2004年春天,我偶然接触到林同炎先生的《结构概念与体系》一书,如醍醐灌顶,恍然大悟:原来,结构力学的教学与结构力学的应用之间存在空白!建筑师与结构师之间,工程结构教学与工程结构设计之间,计算结构力学与经典结构力学之间,存在很大的空白,需要有人在结合部位做工作。泛言之,教育的空白也无处不在。自那以后,本人发扬“无知者无畏”的精神,在学生们的鼓励下,开始了“概念结构力学”的教学与写作,以期为缩小结构力学的“经典理论”与“数值计算”之间的距离尽绵薄之力。

    但是,结构力学是何等成熟的科学!纯力学专业人士也未必能窥其全豹,更何况是2002年才开始接触它的人呢?对我来说,写作《概念结构力学》等于是执行一项无法完成的使命。好在本人有幸在1996年听过我国力学专家钱令希先生的一次演讲。钱老一语道破天机——结构力学所有的策略都是“先修改,后复原”!力法的修改是局部削弱,然后复原。比如,先去掉一个约束,使局部削弱,让结构便于计算,然后再以局部位移为零来复原。位移法的修改是局部加强,然后复原。比如,用刚臂加强一个节点,限制其转动,把结构“修改成”有解析解的情况,然后通过“强迫刚臂上附加弯矩为零”的办法来恢复。最小势能原理的“修改”是:放弃平衡条件的约束,将应力以应变方式表达,从而建立一个势能函数;恢复的过程就是迫使势能取极值来间接满足力的平衡条件。最小余能原理则与之对称:放弃变形协调的约束,将应变以应力方式表达,建立一个余能函数;复原的过程就是迫使系统总余能取极值来间接满足结构变形协调的约束,等等。在钱先生看来,上述策略是通向“经典结构力学”的不二法门。钱先生上述精彩的思想,在10年之后,给了我诸多启示。

    在《概念结构力学》中,拙著沿用了钱先生的思想。面对一个复杂结构,第一步就是“修改”。与钱先生思想的不同之处在于:这里不只是修改一次,而是修改两次。第一次以最严格的方式修改;第二次以最宽松的方式修改。而结构的真实状态,则很可能介于这两次修改后的状态之间。还有一点与钱先生的思想不同,即这里不做“复原”工作,而是只取两次修改后的中间值来预测结构的真实值。所以,如果说“经典结构力学”的精华在于“先修改,后复原”,那么,“概念结构力学”的唯一卖点(如果这个可以“卖”)在于:修改,修改,不恢复!

    在近8年的结构力学教学实践中,本人都以这种“修改”策略面对每一个结构。试验结果表明,这种“修改-修改-不恢复”的方法确实有效,而且常常能很快给出结构特征点反力与弯矩的预测值,有时甚至能使预测值与精确值丝毫不差。没有时间阅读本书的读者,不妨只参阅附录C,那里有“修改,修改,不恢复”的典型案例。拙著就是按照那样的法则编写出来的。

    但是,常有令人沮丧的时候——那就是判断错误。或者说,判断值与精确解差别太大。判断错误有些是方法本身的问题,更多的则是准备不足。令我感动的是,学生说:“黄老师,我们喜欢看你在讲台上出洋相。这至少说明我们水平差不多,这让我们觉得自己大有希望。”这种安慰真是太伟大了!正是有了学生的宽容与谅解,才有了本书中一些“出过洋相但得到了纠正”的例子。

    确实,恰当地“修改”一个复杂结构,以便“逼近”其真实受力状态,需要独到的眼光和以结构概念作指导。为了训练这种结构概念,本书共分8个章节。其中,第1章阐述概念结构力学的宗旨与学习方法;第2章是结构位移计算的基本理论;第3章是简单结构位移计算;第4章是基本超静定结构的解答,包括特征点反力弯矩剪力与位移,也就是希望在这一章奠定概念结构力学的全部基础;第5章是简单结构的定性判断;第6章是移动荷载下结构最不利位置的判断;第7章是复杂结构受力状态与变形趋势的判断;第8章是结构概念在结构分析与结构设计中的应用。

    当然,在形成结构概念之前,需要不断开发与发挥人的直觉。假如一个学法律或外语专业的学生,仅凭直觉能说出简支梁在均布荷载作用下“梁下沿受拉、上沿受压”的结论,那么,对于工科学生,有什么理由不重视、不开发、不培养这种直觉呢?在课堂上对学生直觉的保护,慢慢演变成了本书的风格。为了纠正人的直觉
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