《結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》根據(jù)原國家教委《結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)基本要求》和原建設(shè)部高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會制定的《結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)大綱》編寫,為高等學(xué)校土建類專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的配套教材,用于習(xí)題課的教學(xué)。全書共11章,內(nèi)容包括平面桿件體系的幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、靜定結(jié)構(gòu)位移計算、力法、位移法、漸近法和近似法、影響線、矩陣位移法、結(jié)構(gòu)動力計算、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算、結(jié)構(gòu)極限荷載。每章包括內(nèi)容提要、典型例題、思考題與習(xí)題、思考題與習(xí)題參考答案。
《結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》可作為提高高等學(xué)校土建類專業(yè)學(xué)生結(jié)構(gòu)力學(xué)解題和計算能力的參考書,亦可供有關(guān)專業(yè)的師生和工程技術(shù)人員參考。
本書根據(jù)原國家教委《結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)基本要求》和原建設(shè)部高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會制定的《結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)大綱》編寫,主要作為高等學(xué)校土建專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的配套教材,用于習(xí)題課的教學(xué)。本書編者從培養(yǎng)學(xué)生分析與計算能力出發(fā),通過內(nèi)容提要、典型例題、思考題與習(xí)題、思考題與習(xí)題參考答案四個方面,經(jīng)過提煉,選擇了大量富有啟發(fā)性和代表性的典型題目,力求從解題思路、分析方法和計算技巧等方面作出示范性解答,使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的概念、原理和方法,提高學(xué)生的解題能力和計算技巧。
本書的編寫人員從事結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)多年,這本書是他們多年結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的總結(jié)。其中第1章平面桿件體系的幾何組成分析、第5章位移法、第6章漸近法和近似法由戴素娟編寫;第4章力法、第7章影響線、第8章矩陣位移法由郇筱林編寫;第9章結(jié)構(gòu)動力計算、第10章結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算和第11章結(jié)構(gòu)極限荷載由都浩編寫;第2章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和第3章靜定結(jié)構(gòu)位移計算由杜榮強編寫。全書由戴素娟統(tǒng)稿。研究生郭玉、張?zhí)锾铩㈨n賓、李亞楠、李海娟等同學(xué)在本書的繪圖、文字處理等方面做了大量的工作,在此表示感謝。
前言
第1章 平面桿件體系的幾何組成分析
1.1 內(nèi)容提要
1.2 典型例題
1.3 思考題與習(xí)題
1.4 思考題與習(xí)題參考答案
第2章 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
2.1 內(nèi)容提要
2.2 典型例題
2.3 思考題與習(xí)題
2.4 思考題與習(xí)題參考答案
第3章 靜定結(jié)構(gòu)位移計算
3.1 內(nèi)容提要
3.2 典型例題
3.3 思考題與習(xí)題
3.4 思考題與習(xí)題參考答案
第4章 力法
4.1 內(nèi)容提要
4.2 典型例題
4.3 思考題與習(xí)題
4.4 思考題與習(xí)題參考答案
第5章 位移法
5.1 內(nèi)容提要
5.2 典型例題
5.3 思考題與習(xí)題
5.4 思考題與習(xí)題參考答案
第6章 漸近法和近似法
6.1 內(nèi)容提要
6.2 典型例題
6.3 思考題與習(xí)題
6.4 思考題與習(xí)題參考答案
第7章 影響線
7.1 內(nèi)容提要
7.2 典型例題
7.3 思考題與習(xí)題
7.4 思考題與習(xí)題參考答案
第8章 矩陣位移法
8.1 內(nèi)容提要
8.2 典型例題
8.3 思考題與習(xí)題
8.4 思考題與習(xí)題參考答案
第9章 結(jié)構(gòu)動力計算
9.1 內(nèi)容提要
9.2 典型例題
9.3 思考題與習(xí)題
9.4 思考題與習(xí)題參考答案
第10章 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算
10.1 內(nèi)容提要
10.2 典型例題
10.3 思考題與習(xí)題
10.4 思考題與習(xí)題參考答案
第11章 結(jié)構(gòu)極限荷載
11.1 內(nèi)容提要
11.2 典型例題
11.3 思考題與習(xí)題
11.4 思考題與習(xí)題參考答案
參考文獻
靜定平面剛架的基本形式有懸臂式、簡支式、三鉸式及帶有附屬部分的組合形式或復(fù)雜形式的剛架。對有自由端的桿件可從自由端開始推算;簡支式和三鉸式剛架基本上要先求支座反力,然后選取隔離體求控制界面內(nèi)力,進而根據(jù)內(nèi)力與外荷載的關(guān)系作內(nèi)力圖;對三鉸剛架體系的解題思路是先整體,后分部。先整體即先取整體為研究對象,利用整體平衡的取矩方程先求出兩支座的豎向反力;后分部即任取剛架的左半部或右半部為研究對象,利用該部分的平衡建立向左右兩部分聯(lián)接鉸的彎矩平衡方程,從而解出支座處的水平反力,接下去求其他反力即可;帶有附屬部分的剛架則要先求解附屬部分,然后求解基本部分。在超靜定結(jié)構(gòu)中,部分內(nèi)力靜定桿件可看作是靜定剛架的一部分。
經(jīng)訓(xùn)練熟練使用分段疊加法作結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖是剛架內(nèi)力分析的基本要求。靜定平面剛架內(nèi)力計算及繪制內(nèi)力圖是結(jié)構(gòu)力學(xué)十分重要的內(nèi)容,與超靜定剛架的計算有密切的關(guān)系,要求熟練掌握。剛架分析過程一般是先求出支座反力,然后按照一定空間順序選取隔離體,求控制截面內(nèi)力。可熟記下面的計算法則:
1)通過力矩平衡方程可推出任一橫截面的彎矩值等于該截面任一側(cè)所有各力對該截面形心點的力矩的代數(shù)和。
2)通過垂直于桿軸線方向力的平衡可推出任一橫截面的剪力值等于該截面任一側(cè)所有各力沿該截面切線方向投影的代數(shù)和。
3)通過沿桿軸線方向力的平衡可推出任一橫截面的軸力值等于該截面任一側(cè)所有各力沿該截面法線方向投影的代數(shù)和。
3.桁架
桁架是全部由鉸接點聯(lián)接的桿件組成的結(jié)構(gòu)。當(dāng)荷載作用于桁架的結(jié)點上時,桁架各桿主要產(chǎn)生的是軸力(軸力為桁架結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力),引起的彎矩和剪力(次內(nèi)力)很小,可忽略不計,這是桁架受力的主要特征。桁架結(jié)構(gòu)中鏈桿是二力桿件,即軸力為正(拉)、零和負(壓),因此桁架結(jié)構(gòu)中存在拉桿、零桿和壓桿。在計算桁架內(nèi)力時,為了簡化計算,對實際桁架通常采用如下假設(shè):①桁架中各桿在兩端用絕對光滑的理想鉸互相聯(lián)結(jié);②各桿軸線均為直線,而且在同一平面內(nèi)并且都交于理想鉸的幾何中心;③荷載和支座反力都作用在結(jié)點上并位于桁架的平面內(nèi)。符合上述假定的桁架稱為理想平面桁架。理想桁架中各桿均為“二力直桿”。
按照桁架幾何組成可分為簡單桁架、聯(lián)合桁架及復(fù)雜桁架。桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法有數(shù)解法及圖解法,同時需掌握桁架中的零桿判斷方法;在數(shù)解法中又因隔離體選取不同,可分為結(jié)點法、截面法以及兩者的聯(lián)合應(yīng)用;圖解法是利用桿件相關(guān)的幾何尺寸間的比例關(guān)系確定內(nèi)力與分量間的關(guān)系,最典型和常見的是利用直角三角形各邊間的比例關(guān)系。
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