结构力学 上PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 结构力学的学科内容和教学要求 1

1.1.1 研究对象 1

1.1.2 课程任务和学习方法 2

1.2 结构的计算简图和简化方法 2

1.2.1 计算简图的概念 2

1.2.2 简化原则 2

1.2.3 简化要点 3

1.3 平面杆件结构的形式与分类 6

1.3.1 梁 6

1.3.2 拱 6

1.3.3 桁架 7

1.3.4 刚架 7

1.3.5 组合结构 7

1.3.6 悬吊结构 7

本章小结 7

思考题 8

2 平面杆件体系的几何组成分析 9

2.1 基本概念 9

2.1.1 平面杆件体系的分类 9

2.1.2 刚片 10

2.1.3 自由度 10

2.1.4 约束 11

2.1.5 瞬铰 13

2.2 平面几何不变体系的组成规律 14

2.2.1 一个点与一个刚片 14

2.2.2 两个刚片 15

2.2.3 三个刚片 16

2.3 平面杆件体系的几何组成分析 16

2.3.1 基本步骤 16

2.3.2 应用实例 17

2.3.3 静定结构和超静定结构 21

2.4 体系自由度的计算 21

本章小结 24

思考题 25

习题 25

3 静定梁和静定刚架的受力分析 28

3.1 单跨静定梁 28

3.1.1 杆件截面内力及正负号规定 28

3.1.2 用截面法求杆件指定截面内力 29

3.1.3 利用微分关系作内力图 29

3.1.4 用分段叠加法作弯矩图 31

3.1.5 简支斜梁的计算 33

3.2 多跨静定梁 35

3.2.1 多跨静定梁的基本形式 35

3.2.2 基本部分和附属部分 35

3.2.3 多跨静定梁的计算 36

3.3 静定平面刚架 38

3.3.1 刚架的组成及特点 38

3.3.2 刚架的类型 39

3.3.3 刚架的计算 40

3.3.4 刚架内力图的校核 49

本章小结 50

思考题 50

习题 51

4 静定拱和悬索结构的受力分析 56

4.1 静定拱的组成和类型 56

4.2 三铰拱反力和内力计算 57

4.2.1 支座反力的计算 57

4.2.2 内力的计算 58

4.2.3 拱的内力图 59

4.2.4 三铰拱的受力特性 61

4.3 三铰拱的合理轴线 61

4.3.1 在竖向荷载作用下三铰拱的合理拱轴 61

4.3.2 在沿径向均匀分布荷载作用下三铰拱的合理拱轴 63

4.3.3 在填土重力荷载作用下三铰拱的合理拱轴 64

4.4 悬索结构 65

4.4.1 悬索结构的基本概念 65

4.4.2 单根悬索的近似计算 66

本章小结 70

思考题 70

习题 71

5 静定桁架和组合结构的受力分析 72

5.1 桁架的受力性能和类型 72

5.1.1 桁架受力性能 72

5.1.2 计算简图 73

5.1.3 桁架类型 74

5.2 结点法 74

5.2.1 基本原理 75

5.2.2 结点平衡的特殊情况——零杆的判别 77

5.3 截面法 78

5.3.1 基本原理 78

5.3.2 截面法与结点法的联合应用 79

5.4 组合结构 80

本章小结 82

思考题 82

习题 82

6 静定结构的位移计算 85

6.1 概述 85

6.1.1 结构位移的种类 85

6.1.2 结构位移产生的原因 85

6.1.3 计算结构位移的目的 85

6.2 变形体虚功原理 86

6.2.1 刚体虚功原理 86

6.2.2 变形体体系虚功原理的表述和说明 86

6.2.3 杆件结构的虚功方程 87

6.3 单位荷载法与位移计算公式 88

6.3.1 平面杆件结构位移计算一般公式 88

6.3.2 虚力状态的选择 88

6.4 荷载作用下的位移计算 89

6.4.1 荷载作用下的位移公式 89

6.4.2 梁、刚架、桁架和曲梁算例 90

6.5 图乘法 94

6.5.1 图乘公式 94

6.5.2 适用条件 95

6.5.3 简单图形的面积公式和形心位置 95

6.5.4 按简支梁叠加法理解和划分复杂面积 95

6.5.5 算例分析 96

6.6 支座移动时的位移计算 99

6.7 温度改变时的位移计算 100

6.8 线弹性变形体系的互等定理 102

6.8.1 功的互等定理 102

6.8.2 位移互等定理 103

6.8.3 反力互等定理 103

6.8.4 反力位移互等定理 104

本章小结 105

思考题 105

习题 106

7 力法 109

7.1 超静定结构与超静定次数 109

7.1.1 超静定结构的概念 109

7.1.2 超静定次数和多余未知力的确定 110

7.2 力法的基本原理 112

7.2.1 力法的基本思路与原理 112

7.2.2 力法的基本体系 114

7.2.3 力法基本方程（典型方程） 115

7.2.4 力法求解超静定结构的一般步骤与校核 117

7.3 超静定梁、刚架和排架的力法计算 119

7.3.1 超静定梁的计算 120

7.3.2 超静定刚架的计算 121

7.3.3 铰接排架的计算 123

7.4 超静定桁架和组合结构的力法计算 126

7.4.1 超静定桁架的计算 126

7.4.2 超静定组合结构的计算 127

7.5 超静定拱结构 129

7.5.1 超静定拱的组成与类型 129

7.5.2 超静定拱的计算 129

7.6 结构对称性的利用 133

7.6.1 结构和荷载的对称性 134

7.6.2 取对称基本体系计算 134

7.6.3 取半边结构计算 137

7.7 支座位移时超静定结构的计算 140

7.8 温度改变时超静定结构的计算 143

本章小结 145

思考题 146

习题 147

8 位移法 152

8.1 概述 152

8.2 位移法的基本概念 152

8.3 等截面直杆的形常数和载常数 154

8.3.1 杆端位移和杆端内力的正负号规定 154

8.3.2 等截面直杆的刚度系数和固端力 155

8.4 位移法的基本未知量和基本结构 158

8.4.1 位移法的基本未知量 158

8.4.2 位移法的基本结构 159

8.5 位移法的典型方程 160

8.5.1 位移法的典型方程的建立 160

8.5.2 n个基本未知量的位移法典型方程 161

8.5.3 位移法典型方程中的系数和自由项计算 162

8.5.4 解联立方程组求基本未知量 163

8.5.5 求最后内力并作内力图 163

8.6 用典型方程法计算超静定结构 163

8.6.1 典型方程法的计算步骤 163

8.6.2 有一个独立结点角位移未知量的结构计算 164

8.6.3 有一个结点线位移未知量的结构计算 165

8.6.4 用位移法计算一般刚架 166

8.6.5 用位移法求解支座位移作用下的超静定结构内力 169

8.7 用平衡方程法计算超静定结构 170

8.7.1 等截面直杆的转角位移方程 171

8.7.2 平衡方程法解题步骤 172

8.8 对称性的利用 174

8.8.1 对称荷载作用下的对称刚架 174

8.8.2 反对称荷载作用下的对称刚架 175

8.8.3 非对称荷载作用下的对称刚架 175

本章小结 177

思考题 178

习题 178

9 力矩分配法和无剪力分配法 181

9.1 力矩分配法基本概念 181

9.1.1 转动刚度SAB 182

9.1.2 分配系数 183

9.1.3 传递系数 184

9.2 单结点的力矩分配——基本运算 186

9.3 多结点的力矩分配——渐进运算 190

9.4 无剪力分配法 202

9.4.1 无剪力分配法的应用条件 202

9.4.2 固端弯矩 203

9.4.3 转动刚度和传递系数 204

9.4.4 无剪力分配法计算反对称荷载作用下的多层单跨对称刚架 205

本章小结 209

思考题 209

习题 210

10 影响线及其应用 214

10.1 移动荷载及影响线的概念 214

10.1.1 移动荷载及其对结构的作用 214

10.1.2 影响线基本概念 214

10.2 静力法作静定单跨梁影响线 215

10.2.1 简支梁的影响线 216

10.2.2 伸臂梁的影响线 218

10.2.3 内力影响线与内力图的区别 220

10.3 间接荷载作用下的影响线 221

10.3.1 结点荷载作用下主梁的影响线 221

10.3.2 静力法作桁架的影响线 223

10.4 机动法作静定梁的影响线 226

10.4.1 刚体体系的虚功原理 226

10.4.2 机动法作影响线的原理和步骤 227

10.4.3 机动法作简支梁的影响线 228

10.4.4 机动法作静定多跨梁的影响线 230

10.5 影响线的应用 232

10.5.1 荷载位置固定时利用影响线求某量值 232

10.5.2 利用影响线确定最不利荷载位置 234

10.6 简支梁的包络图和绝对最大弯矩 239

10.6.1 简支梁的包络图 239

10.6.2 简支梁的绝对最大弯矩 240

10.7 超静定梁的影响线 242

10.7.1 用静力法绘制超静定梁影响线的原理 242

10.7.2 用机动法绘制超静定梁影响线 245

10.8 连续梁的最不利荷载分布及内力包络图 249

10.8.1 连续梁的最不利荷载分布 249

10.8.2 内力包络图 250

本章小结 252

思考题 252

习题 253

参考答案 256

参考文献 260