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第1章 杆件体系的几何组成分析 1

本章知识点 1

1.1体系几何组成分析中的几个基本概念 1

1.1.1几何不变体系、几何可变体系 1

1.1.2刚片、自由度和约束 3

1.2平面几何不变体系的组成规律 5

1.2.1 两个刚片用用一个铰和一根链杆连接组成的体系 5

1.2.2两个刚片用三根链杆连接组成的体系 6

1.2.3 三个刚片用三个铰连接组成的体系 7

1.2.4二元体规律 9

1.3平面体系几何组成分析举例 10

1.4体系的计算自由度 15

1.5瞬变体系 17

1.6结论与讨论 18

1.6.1结论 18

1.6.2讨论 18

思考题 19

习题 19

第2章 静定结构受力分析 22

本章知识点 22

2.1桁架受力分析 23

2.1.1桁架结构概述 23

2.1.2节点法 24

2.1.3截面法 30

2.1.4联合法 33

2.1.5各类平面梁式桁架的比较 35

2.2静定梁受力分析 37

2.2.1单跨静定梁 37

2.2.2多跨静定梁 40

2.3静定刚架受力分析 44

2.3.1单体刚架 45

2.3.2三铰刚架 48

2.3.3多层多跨刚架 50

2.4三铰拱受力分析 52

2.4.1支座反力和内力计算 53

2.4.2合理拱轴线 57

2.5静定组合结构受力分析 60

2.5.1屋架组合结构 60

2.5.2桥梁组合结构 62

2.5.3组合结构分析举例 65

2.5.4由弯矩图求剪力图和轴力图 66

思考题 67

习题 68

第3章 静定结构位移计算 77

本章知识点 77

3.1概述 77

3.2虚功原理 77

3.2.1变形体的虚功原理 77

3.2.2平面杆系结构的虚功原理 78

3.3单位荷载法 79

3.4荷载作用下结构的位移计算 82

3.5图乘法 86

3.6支座移动引起的静定结构位移计算 93

3.7制造误差引起的静定结构位移 95

3.8温度改变引起的静定结构位移计算 97

3.9互等定理 100

3.9.1功的互等定理 100

3.9.2位移互等定理 100

3.9.3反力互等定理 101

3.9.4反力位移互等定理 101

思考题 102

习题 103

第4章 力法 107

本章知识点 107

4.1力法基本概念和力法方程 107

4.1.1力法基本概念 107

4.1.2力法的典型方程 109

4.2荷载作用下的超静定结构 112

4.2.1超静定梁和刚架 112

4.2.2超静定桁架 119

4.2.3超静定组合结构 122

4.2.4对称性利用 124

4.3力法解支座位移作用下超静定结构 129

4.4力法解温度变化作用下超静定结构 133

4.5超静定结构的位移计算和计算结果的校核 136

4.5.1超静定结构的位移计算 136

4.5.2计算结果的校核 138

4.6力法解超静定拱 141

4.6.1两铰拱 141

4.6.2无铰拱 145

4.7超静定结构的特性 146

4.8结论与讨论 147

4.8.1结论 147

4.8.2讨论 148

思考题 148

习题 149

第5章 位移法 153

本章知识点 153

5.1形常数和载常数 153

5.2平衡方程法 155

5.3典型方程法 157

5.3.1无侧移结构 157

5.3.2有侧移结构 166

5.4对称性的利用 171

思考题 174

习题 174

第6章 弯矩分配法 178

本章知识点 178

6.1基本概念 178

6.2单节点弯矩分配法 180

6.3多节点弯矩分配法 186

思考题 191

习题 191

第7章 矩阵位移法 194

本章知识点 194

7.1局部坐标下的单元刚度方程和单元刚度矩阵 194

7.2整体坐标系下的单元刚度方程和单元刚度矩阵 197

7.2.1坐标转换矩阵 197

7.2.2整体坐标系的单元刚度矩阵 199

7.3结构的整体刚度方程和整体刚度矩阵 200

7.4非节点荷载的处理 205

7.4.1等效节点荷载的概念 205

7.4.2等效节点荷载的形成过程 206

7.5矩阵位移法的解题步骤和例题 211

7.6结论和讨论 227

7.6.1结论 227

7.6.2讨论 228

思考题 228

习题 228

第8章 结构动力计算 230

本章知识点 230

8.1概述 230

8.1.1动荷载分类 230

8.1.2体系的动力自由度 231

8.1.3动力计算的特点 232

8.1.4重力荷载对动力计算的影响 233

8.2单自由体系的自由振动 234

8.2.1不考虑阻尼的自由振动 234

8.2.2阻尼对自由振动的影响 237

8.3单自由体系简谐荷载下的强迫振动 241

8.3.1强迫振动时动力方程的建立 241

8.3.2强迫振动方程求解 243

8.3.3 单自由度体系无阻尼强迫振动 244

8.3.4阻尼对强迫振动的影响 248

8.3.5一般形式的动荷载下的单自由度体系受迫振动 249

8.4 多自由度体系自由振动 251

8.4.1刚度法 251

8.4.2柔度法 255

8.4.3振型的正交性及其应用 257

8.5多自由度体系简谐荷载下的受迫振动 258

8.5.1刚度法 258

8.5.2柔度法 263

8.6振型分解法 266

8.6.1无阻尼时的振型分解法 266

8.6.2有阻尼时的振型分解法 270

8.7频率的实用计算方法 271

8.7.1能量法 271

8.7.2等效质量法 274

8.8结论与讨论 275

8.8.1结论 275

8.8.2几点讨论 275

思考题 276

习题 277

第9章 影响线及其应用 282

本章知识点 282

9.1静力法作影响线 282

9.2机动法作影响线 288

9.3间接荷载下的影响线 292

9.4桁架的影响线 294

9.5影响线的应用 299

9.5.1利用影响线求某一量值 299

9.5.2利用影响线判断最不利荷载的位置 300

9.5.3简支梁的绝对最大弯矩 305

9.5.4简支梁的内力包络图 308

9.6超静定结构的影响线 308

9.6.1静力法作超静定结构的影响线 309

9.6.2机动法作超静定结构的影响线 309

思考题 311

习题 311

第10章 结构稳定及极限荷载计算的基本知识 315

本章知识点 315

10.1结构稳定计算 315

10.1.1稳定问题分类 315

10.1.2完善体系分支点失稳分析 举例 318

10.1.3非完善体系极值点失稳分析举例 322

10.1.4完善体系多自由度分支点失稳分析举例 324

10.2结构的极限荷载 325

10.2.1基本假定 326

10.2.2基本概念 326

10.2.3比例加载时极限荷载的求解 328

10.3结论和讨论 330

10.3.1结论 330

10.3.2几点讨论 331

思考题 332

习题 332