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第1章绪 论1

1.1结构力学的任务与研究方法1

1.1.1结构力学的任务1

1.1.2结构力学的研究方法1

目 录1

1.2结构的计算简图2

1.2.1计算简图及其选择原则2

1.2.2计算简图的简化要点2

1.2.3结构计算简图实例5

1.3杆件结构的分类7

1.4荷载的分类9

小 结9

复习思考题10

第2章结构的几何组成分析11

2.1几何组成分析的目的、几何不变体系和几何可变体系11

2.2.1 自由度12

2.2 自由度和约束的概念12

2.2.2约束13

2.2.3约束代换和瞬铰14

2.2.4必要约束和多余约束15

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16

2.3.1二元体规则——一个点和一个刚片的连接16

2.3.2二刚片规则——平面内两个刚片的连接17

2.3.3三刚片规则——平面内三个刚片的连接17

2.4瞬变体系19

2.5几何组成分析举例20

2.6结构的几何组成和静定性的关系21

小 结22

复习思考题23

习 题23

3.1.2指定截面内力的计算26

3.1.1杆件截面内力及正负号规定26

3.1静定单跨梁的计算26

第3章静定梁26

3.1.3荷载集度与内力之间的微分关系30

3.1.4突变规律31

3.1.5端点规律31

3.1.6内力图的绘制32

3.2叠加法绘制直杆弯矩图36

3.2.1简支梁弯矩图的叠加方法37

3.2.2分段叠加法37

3.3简支斜梁的计算39

3.4静定多跨梁的计算42

3.4.1静定多跨梁的几何组成与支座反力计算42

3.4.2静定多跨梁内力图的绘制44

小 结47

复习思考题47

习 题48

第4章静定平面刚架52

4.1静定平面刚架的几何构造及特点52

4.2静定刚架支座反力的计算54

4.3用截面法求静定刚架杆端截面内力56

4.4静定刚架内力图的绘制61

4.4.1静定刚架内力图绘制举例61

4.4.2静定刚架内力图的绘制要点63

4.5三铰刚架及多层多跨静定刚架的内力图63

4.5.1 三铰刚架及多层多跨静定刚架内力图的绘制63

4.5.2刚架内力图的校核65

小 结67

复习思考题67

习 题68

第5章三铰拱71

5.1三铰拱的受力特点与分类71

5.2三铰拱的支座反力72

5.3三铰拱的内力计算74

5.4三铰拱的合理轴线78

5.4.1在竖向荷载作用下三铰拱的合理拱轴79

5.4.2在沿径向均匀分布荷载作用下三铰拱的合理拱轴80

*5.5悬 索81

小 结84

复习思考题85

习 题85

第6章静定平面桁架和组合结构87

6.1桁架的特点和组成分类87

6.1.1桁架计算简图的假设及内力特点87

6.1.2桁架按几何组成分类89

6.1.3桁架杆件轴力正负号规定及斜杆轴力的表示90

6.2结点法91

6.3截面法94

6.4结点法和截面法的联合应用97

6.5梁式桁架的形式与受力特性98

6.6组合结构101

6.6.1组合结构的组成与型式101

6.6.2组合结构的计算101

小 结104

复习思考题104

习 题105

第7章静定结构的位移计算110

7.1概 述110

7.2虚功原理111

7.2.1用功能原理求变形体系的位移111

7.2.2求变形体系位移的虚功原理113

7.3单位荷载法计算位移116

7.4荷载作用下的位移计算117

7.4.1荷载作用下位移的计算公式及计算步骤117

7.4.2各类结构的位移计算公式118

7.4.3荷载作用下位移计算举例119

7.5图乘法124

7.5.1图乘法的计算公式124

7.5.2图乘分段和叠加126

7.5.3图乘法计算位移举例128

7.6温度作用时的位移计算133

7.7支座移动时的位移计算135

7.8线弹性变形体系的互等定理137

7.8.1功的互等定理137

7.8.2位移互等定理138

7.8.3反力互等定理139

小、 结140

复习思考题141

习 题143

8.1.1超静定结构148

8.1超静定结构和超静定次数148

第8章力 法148

8.1.2超静定次数149

8.2力法的基本概念151

8.2.1力法的基本结构和基本未知量151

8.2.2力法的基本方程151

8.3力法典型方程154

8.4用力法计算超静定梁、刚架和排架156

8.4.1超静定梁和刚架156

8.4.2铰结排架162

8.5用力法计算超静定桁架和组合结构164

8.5.1超静定桁架164

8.5.2超静定组合结构167

8.6对称结构的计算169

8.6.1结构和荷载的对称性170

8.6.2取对称基本结构进行计算171

8.6.3取半结构进行计算173

8.7超静定结构计算的校核179

*8.8力法计算超静定拱181

8.8.1两铰拱的计算181

8.8.2对称无铰拱的计算187

8.9温度变化时超静定结构内力的计算191

8.10支座移动时超静定结构内力的计算194

8.11超静定结构的特点197

小 结200

复习思考题201

习 题202

第9章位移法209

9.1位移法的基本概念209

9.2等截面直杆的形常数和载常数210

9.2.1杆端位移和杆端力的正负号规定210

9.2.2等截面直杆的形常数211

9.2.3等截面直杆的载常数214

9.3位移法的基本未知量和基本结构216

9.3.1位移法的基本未知量217

9.3.2位移法的基本结构219

9.4位移法方程220

9.4.1位移法方程的建立220

9.4.2位移法方程的典型形式221

9.5位移法计算连续梁和无侧移刚架224

9.6位移法计算有侧移刚架和排架230

9.7用位移法计算对称结构239

*9.8用直接平衡法建立位移法方程242

9.8.1等截面直杆的转角位移方程242

9.8.2用直接平衡法计算超静定结构243

小 结245

复习思考题246

习 题248

10.2.2结点力偶的分配253

10.2.1正负号规定253

10.1概 述253

10.2力矩分配法的概念253

第10章渐近法和近似法253

10.3单结点的力矩分配——力矩分配法的基本运算258

10.4多结点的力矩分配263

*10.5无剪力分配法274

10.6剪力分配法277

10.6.1柱顶有水平荷载作用的铰结排架277

10.6.2横梁刚度无限大时刚架的剪力分配279

10.6.3柱间有水平荷载作用时的计算280

10.7多层多跨刚架在竖向荷载下的近似计算——分层计算法283

10.8多层多跨刚架在水平荷载下的近似计算——反弯点法286

小 结289

复习思考题290

习 题291

11.1影响线的概念295

第11章影响线295

11.2静力法作静定单跨梁影响线297

11.2.1简支梁的影响线297

11.2.2伸臂梁的影响线299

*11.3结点荷载作用下梁的影响线（道桥专业选学）301

*11.4静力法作桁架的影响线（道桥专业选学）303

11.5机动法作静定梁的影响线306

11.5.1机动法作影响线的原理和步骤306

11.5.2机动法作简支梁的影响线307

*11.5.3机动法作静定多跨梁的影响线308

11.6影响线的应用310

11.6.1计算影响量值310

11.6.2可动均布荷载的最不利布置312

11.6.3移动荷载的最不利位置313

11.7连续梁的影响线317

11.7.1用静力法绘制超静定梁影响线的基本原理317

11.7.2用机动法绘制连续梁影响线的形状318

*11.8.1 简支梁的内力包络图320

11.8荷载的最不利分布和内力包络图320

11.8.2连续梁的最不利荷载分布及内力包络图321

小 结325

复习思考题326

习 题327

*第12章矩阵位移法331

12.1概 述331

12.1.1矩阵位移法的基本思路331

12.1.2结构的离散化及杆端位移、杆端力的正负号规定和331

矩阵表示方法331

12.2单元分析（一）——局部坐标系中的单元刚度矩阵333

12.2.1一般杆单元的刚度矩阵333

12.2.2单元刚度矩阵的性质335

12.2.3特殊单元336

12.3.1单元坐标转换矩阵338

12.3单元分析（二）——整体坐标系中的单元刚度矩阵338

12.3.2整体坐标系中的单元刚度矩阵339

12.4连续梁的整体刚度矩阵341

12.4.1单元集成法的基本概念342

12.4.2单元定位向量345

12.4.3单元集成法的实施347

12.4.4整体刚度矩阵的性质349

12.5刚架的整体刚度矩阵349

12.5.1单元定位向量与单元集成350

12.5.2铰结点的处理352

12.6等效结点荷载354

12.7计算步骤和算例358

12.8平面刚架程序的框图设计368

12.8.1总框图与程序标识符368

12.8.2子框图370

12.9.1 Fortran90语言源程序379

12.9平面刚架源程序（Fortran 90）和算例379

12.9.2算例389

小 结391

复习思考题392

习 题392

第13章结构的动力计算394

13.1动力计算概述394

13.1.1动力计算的特点394

13.1.2动力荷载的分类394

13.1.3动力计算的自由度395

13.2单自由度体系的自由振动397

13.2.1单自由度体系自由振动微分方程的建立397

13.2.2自由振动微分方程的解答399

13.2.3结构的自振周期和自振频率400

13.2.4阻尼对自由振动的影响404

13.3.1单自由度体系受迫振动微分方程的建立407

13.3单自由度体系的受迫振动407

13.3.2简谐荷载作用下结构的动力反应408

13.3.3一般荷载作用下结构的动力反应412

13.3.4阻尼对受简谐荷载强迫振动的影响415

*13.4两个自由度体系的自由振动418

13.4.1两个自由度体系自由振动微分方程的建立418

13.4.2频率方程和自振频率420

13.4.3主振型及主振型正交性425

*13.5两个自由度体系在简谐荷载下的受迫振动429

13.5.1柔度法429

13.5.2刚度法433

小 结436

复习思考题437

习题438

习题答案443

参考文献457