建築力學

建築力學

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作者：汪菁 主編

出版日期：2009年8月 書號：978-7-122-05572-9

開本：16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：306頁

本書包括緒論、剛體靜力學基礎、力系的合成與平衡、彈性變形體靜力分析基礎、平面圖形的幾何性質、軸向拉伸與壓縮、剪切與扭轉、平面彎曲、應力狀態與強度理論、組合變形、壓桿穩定、平面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，共十八章。每章有提要、小結、思考題、習題及書末參考答案。

本書為高職高專和成人高校土建類和近土建類各專業的力學課程教材，也可供相關的工程技術人員參考。

第一章緒論1

第一節建築力學的研究對象和力學模型1

一、建築力學的研究對象1

二、建築力學的力學模型2

第二節建築力學的基本任務2

思考題2

第二章剛體靜力學基礎3

第一節力的概念和荷載的分類3

一、力的概念3

二、荷載的分類4

第二節靜力學基本公理4

一、二力平衡公理5

二、加減平衡力系公理5

三、力的平行四邊形法則6

四、三力平衡匯交定理6

五、作用和反作用公理7

第三節力對點的矩8

一、力矩的概念8

二、合力矩定理8

第四節力偶與力偶矩10

一、力偶的概念10

二、力偶矩的概念10

三、力偶的主要性質11

第五節力的平移定理11

第六節約束與約束反力12

一、約束與約束反力的概念12

二、工程中常見的約束和約束反力12

第七節物體的受力分析和受力圖15

小結17

思考題17

習題18

第三章力系的合成與平衡21

第一節平面匯交力系的合成與平衡21

一、平面匯交力系合成的幾何法及平衡的幾何條件21

二、力在軸上的投影及合力投影定理22

三、平面匯交力系合成的解析法及平衡的解析條件23

第二節平面力偶系的合成與平衡27

一、平面力偶系的合成27

二、平面力偶系的平衡條件28

第三節平面一般力系的合成與平衡28

一、平面一般力系的合成28

二、平面一般力系的平衡32

三、物體系統的平衡35

小結37

思考題38

習題39

第四章彈性變形體靜力分析基礎43

第一節變形固體及其基本假設43

第二節桿件變形的基本形式43

一、桿件43

二、桿件變形的基本形式44

第三節結構的計算簡圖44

一、計算簡圖的概念44

二、實際結構的主要簡化內容45

三、平面桿件結構的分類46

小結48

思考題48

第五章平面圖形的幾何性質49

第一節靜矩和形心位置49

一、靜矩的概念49

二、靜矩與形心坐標的關係49

第二節慣性矩50

一、慣性矩的概念50

二、常見簡單截面的慣性矩50

三、平行移軸公式51

四、組合截面的慣性矩52

第三節極慣性矩53

一、極慣性矩的概念53

二、圓截面圖形的極慣性矩54

小結54

思考題55

習題55

第六章軸向拉伸與壓縮57

第一節軸向拉伸與壓縮的概念57

第二節軸向拉（壓）桿的內力57

一、內力的概念57

二、截面法、軸力與軸力圖58

第三節軸向拉（壓）桿的應力60

一、應力的概念60

二、拉（壓）桿橫截面上的應力61

三、拉（壓）桿斜截面上的應力62

第四節軸向拉（壓）桿的變形胡克定律62

一、軸向拉（壓）桿的縱向變形62

二、橫向變形係數63

三、胡克定律64

第五節材料在拉伸和壓縮時的力學性能65

一、材料的拉伸和壓縮試驗65

二、低碳鋼在拉伸時的力學性能66

三、其他塑性材料在拉伸時的力學性能67

四、鑄鐵在拉伸時的力學性能68

五、材料在壓縮時的力學性能68

六、塑性、脆性材料的力學性能比較69

七、許用應力與安全係數69

第六節軸向拉（壓）桿的強度計算70

一、強度條件70

二、強度條件的應用70

第七節應力集中的概念72

小結73

思考題74

習題74

第七章剪切與扭轉77

第一節剪切與擠壓的概念77

一、剪切77

二、擠壓78

第二節圓軸扭轉的概念78

第三節圓軸扭轉時的內力79

一、扭矩79

二、扭矩圖80

第四節切應力互等定理與剪切胡克定律81

一、切應力互等定理81

二、剪切胡克定律82

第五節圓軸扭轉時的應力與強度計算82

一、圓軸扭轉時橫截面上的應力82

二、圓軸扭轉時的強度計算84

第六節圓軸扭轉時的變形與剛度計算85

一、圓軸扭轉時的變形85

二、圓軸扭轉時的剛度計算85

第七節矩形截面桿件扭轉簡介86

小結87

思考題88

習題89

第八章平面彎曲91

第一節平面彎曲的概念91

第二節平面彎曲梁的內力——剪力與彎矩92

一、用截面法求梁的內力92

二、剪力與彎矩92

第三節剪力圖與彎矩圖94

一、利用剪力、彎矩方程繪製剪力圖與彎矩圖94

二、利用彎矩、剪力和分佈荷載集度間的關係繪製剪力圖與彎矩圖98

三、用區段疊加法作梁的彎矩圖101

第四節平面彎曲梁的應力計算103

一、梁橫截面上的正應力103

二、梁橫截面上的切應力107

第五節平面彎曲梁的強度計算108

一、正應力強度條件108

二、切應力強度條件108

三、提高梁彎曲強度的主要措施111

第六節平面彎曲梁的變形與剛度計算113

一、平面彎曲梁的變形113

二、用疊加法求梁的變形116

三、梁的剛度計算116

小結117

思考題118

習題119

第九章應力狀態與強度理論123

第一節應力狀態的概念123

一、一點處應力狀態的概念123

二、應力狀態的表示方法123

三、應力狀態的分類123

第二節平面應力狀態分析124

一、任意斜截面上的應力124

二、主平面位置及主應力數值125

三、最大切應力126

四、梁的主應力跡線128

第三節強度理論簡介129

一、強度理論的概念129

二、常見的四種強度理論129

三、強度理論的選用原則130

四、強度理論的應用130

小結131

思考題132

習題132

第十章組合變形134

第一節組合變形的概念134

第二節拉伸（壓縮）與彎曲的組合135

一、在軸向力和橫向力共同作用下的桿件135

二、偏心拉伸（壓縮）136

第三節斜彎曲138

第四節扭轉與彎曲的組合139

小結140

思考題141

習題141

第十一章壓桿穩定144

第一節壓桿穩定的概念144

第二節壓桿的臨界力與臨界應力144

一、常見桿端約束下理想壓桿的臨界力144

二、壓桿的臨界應力145

三、歐拉公式的適用範圍146

四、臨界應力總圖146

第三節壓桿的穩定計算147

一、壓桿的穩定條件147

二、提高壓桿穩定性的措施149

小結150

思考題150

習題151

第十二章平面體系的幾何組成分析153

第一節幾何組成分析的幾個概念153

一、幾何不變體系和幾何可變體系153

二、平面體系的自由度154

三、約束154

四、瞬變體系和常變體系156

五、實鉸與瞬鉸156

第二節平面幾何不變體系的組成規律156

一、一個點與一個剛片的連接157

二、兩個剛片間的連接157

三、三剛片之間的連接158

第三節平面體系幾何組成分析舉例158

小結160

思考題160

習題160

第十三章靜定結構的受力分析163

第一節多跨靜定梁163

一、多跨靜定梁的特點163

二、多跨靜定梁受力分析的一般步驟163

第二節靜定平面剛架166

一、剛架的特徵與分類166

二、剛架的支座反力與內力167

第三節三鉸拱172

一、三鉸拱的特徵與分類172

二、三鉸拱的計算172

三、三鉸拱的壓力線與合理拱軸線176

第四節靜定平面桁架177

一、桁架的特徵與分類177

二、桁架的內力計算178

三、幾種不同外形桁架的力學性能比較181

第五節組合結構182

小結184

思考題184

習題184

第十四章靜定結構的位移計算188

第一節結構位移的概念與虛功原理188

一、結構的位移188

二、虛功與虛功原理189

第二節單位荷載法計算位移190

第三節結構在荷載作用下的位移計算192

一、計算公式192

二、計算舉例193

第四節圖乘法195

一、公式推導196

二、計算舉例198

第五節靜定結構由於支座移動、溫度變化引起的位移計算200

一、支座移動引起的位移200

二、溫度變化引起的位移201

三、荷載、支座移動和溫度變化共同作用引起的位移203

小結203

思考題204

習題204

第十五章力法206

第一節超靜定結構和超靜定次數206

一、超靜定結構206

二、超靜定次數的確定206

第二節力法的基本原理和一般方程208

一、力法的基本原理208

二、力法的一般方程210

第三節力法的計算舉例212

一、超靜定梁和剛架212

二、鉸接排架214

三、超靜定桁架215

四、超靜定組合結構216

第四節結構對稱性的利用217

一、選取對稱未知力和反對稱未知力218

二、利用荷載的對稱性219

第五節支座移動和溫度變化時超靜定結構的內力計算221

一、支座移動時超靜定結構的內力計算222

二、溫度變化時超靜定結構的內力計算223

第六節超靜定結構的特性225

小結225

思考題226

習題226

第十六章位移法229

第一節位移法的基本概念229

第二節位移法的基本未知量和基本結構231

一、位移法的基本未知量231

二、位移法的基本結構232

第三節等截面直桿的轉角位移方程233

一、桿端力與桿端位移233

二、固端力233

三、剛度方程233

四、等截面直桿的轉角位移方程237

第四節位移法典型方程237

第五節位移法計算舉例239

一、位移法計算連續梁和無側移剛架239

二、位移法計算有側移剛架和排架242

第六節對稱性的利用245

一、對稱結構受正對稱荷載作用245

二、對稱結構受反對稱荷載作用245

小結247

思考題247

習題247

第十七章漸近法和近似法251

第一節力矩分配法251

一、力矩分配法的基本概念251

二、單結點力矩分配法的基本運算253

三、用力矩分配法計算多結點連續梁和無側移剛架256

第二節多層多跨剛架的近似計算261

一、分層計演演算法261

二、反彎點法262

小結265

思考題265

習題266

第十八章影響線及其應用268

第一節移動荷載和影響線的概念268

第二節靜力法作單跨靜定梁的影響線269

一、單跨靜定梁的影響線269

二、間接荷載作用下的影響線272

第三節機動法作靜定梁的影響線274

一、機動法作影響線的概念274

二、機動法作彎矩和剪力影響線275

第四節影響線的應用277

一、利用影響線求量值277

二、確定荷載的最不利位置278

第五節簡支梁的內力包絡圖及絕對最大彎矩282

一、簡支梁的內力包絡圖282

二、簡支梁的絕對最大彎矩282

小結285

思考題285

習題285

附錄288

附錄一型鋼規格表288

附錄二習題參考答案299

參考文獻306