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第一篇 静力学 2

第一章 静力学的基本概念和物体的受力分析 2

第一节 静力学的基本概念 2

第二节 静力学公理 2

第三节 约束 4

一、基本约束 4

二、支座 5

第四节 荷载 6

第五节 物体受力分析 7

习题 9

第二章 平面汇交力系及平面力偶系 11

第一节 平面汇交力系合成的几何法 11

第二节 平面汇交力系合成的解析法 12

一、力在坐标轴上的投影 12

二、合力投影定理 13

三、平面汇交力系合成的解析法 14

第三节 平面汇交力系的平衡条件 14

一、平面汇交力系平衡的几何条件 14

二、平面汇交力系平衡的解析条件 16

第四节 平面力矩 18

一、力对点的矩 18

二、合力矩定理 19

第五节 平面力偶 20

一、力偶和力偶矩 20

二、平面力偶的等效定理 20

第六节 平面力偶系的平衡 21

一、平面力偶系的合成 21

二、平面力偶系的平衡条件 22

习题 23

第三章 平面任意力系 27

第一节 平面任意力系向作用面内一点简化 27

一、力的平移定理 27

二、平面任意力系向作用面内一点简化 28

三、平面任意力系的简化结果讨论 29

第二节 平面任意力系的平衡 32

一、平面任意力系的平衡条件 32

二、物体系的平衡 36

第三节 考虑摩擦时物体的平衡 42

一、静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 42

二、动滑动摩擦力和动滑动摩擦定律 43

三、摩擦角与自锁现象 43

四、考虑摩擦时物体的平衡问题 44

习题 46

第四章 空间任意力系 50

第一节 空间汇交力系 50

一、力在空间直角坐标轴上的投影 50

二、空间汇交力系的合成与平衡 51

第二节 力对点之矩和力对轴之矩 52

一、力对点之矩 52

二、力对轴之矩 53

三、力对点之矩与力对轴之矩的关系 53

第三节 空间力偶系 54

一、力偶矩矢量 54

二、空间力偶系的合成与平衡 54

第四节 空间任意力系向一点简化 54

第五节 空间任意力系的平衡方程及应用 56

第六节 物体的重心 58

一、重心的概念 58

二、确定物体重心的方法 59

习题 62

第二篇 杆件的强度、刚度及稳定性分析 67

第五章 截面的几何性质 67

第一节 静矩和形心 67

一、静矩 67

二、形心 67

三、形心和静矩的关系 67

第二节 惯性矩和极惯性矩 69

一、惯性矩 69

二、极惯性矩 69

第三节 简单截面的惯性矩 69

一、矩形截面对其形心轴的惯性矩 69

二、圆形截面对其形心轴的惯性矩 70

三、圆环截面对其形心轴的惯性矩 70

第四节 组合截面的惯性矩 70

一、惯性矩的平行移轴定理 70

二、组合截面的惯性矩 71

习题 72

第六章 轴向拉伸和压缩 74

第一节 轴向拉伸和压缩的概念 74

第二节 内力与截面法 74

一、内力的概念 74

二、截面法和轴力 74

第三节 应力的概念及拉（压）杆横截面上的应力 76

一、应力的概念 76

二、拉（压）杆横截面上的应力 77

第四节 拉（压）杆的变形及虎克定律 78

一、变形和应变 78

二、泊松比 79

三、虎克定律 79

第五节 材料在拉伸和压缩时的力学性能 81

一、低碳钢在拉伸时的力学性能 81

二、低碳钢在压缩时的力学性能 84

三、其他材料在拉伸及压缩时的力学性能 84

第六节 拉（压）杆的强度计算 85

一、许用应力的确定 85

二、拉（压）杆的强度条件 85

第七节 拉伸和压缩的超静定问题 89

第八节 压杆的稳定计算 90

一、压杆稳定性的概念 90

二、压杆的实用计算 92

习题 96

第七章 剪切 101

第一节 剪切的概念 101

第二节 剪切和挤压强度的实用计算 101

第三节 焊接实用计算 104

一、对接 105

二、搭接 105

第四节 切应变及剪切虎克定律，切应力互等定理 107

一、切应变及剪切虎克定律 107

二、切应力互等定理 107

习题 108

第八章 梁的内力 110

第一节 弯曲的概念 110

第二节 用截面法求梁的内力 110

第三节 内力方程及内力图 113

第四节 弯矩、剪力及荷载集度间的微分关系 116

习题 119

第九章 梁的应力 122

第一节 弯曲应力的概念 122

第二节 纯弯曲时梁的正应力 122

一、实验观察与平面假设 122

二、变形规律 123

三、正应力分布规律 123

四、中性轴位置和正应力计算公式 124

第三节 梁弯曲时的正应力强度条件 127

第四节 梁截面的合理形状 130

第五节 梁的切应力及其强度计算 131

一、梁的切应力计算公式 132

二、切应力的强度校核 133

习题 135

第十章 圆轴扭转 139

第一节 扭转的概念 139

第二节 扭矩及扭矩图 139

第三节 圆轴扭转时的应力及变形 141

一、圆轴扭转时的应力 141

二、圆轴扭转时的变形 144

第四节 圆轴扭转时的强度及刚度条件 144

一、强度条件 144

二、刚度条件 144

习题 146

第十一章 组合变形时的强度计算 148

第一节 组合变形的概念 148

第二节 弯曲与拉伸或压缩的组合 148

第三节 弯曲与扭转的组合 151

习题 154

第三篇 结构力学 160

第十二章 平面体系的几何组成分析 160

第一节 平面体系的自由度与约束 160

一、平面体系的自由度 160

二、约束 161

三、多余约束 161

第二节 几何不变体系的简单组成规则 161

一、两刚片规则 161

二、三刚片规则 162

三、二元体规则 162

第三节 几何组成分析示例 164

第四节 静定结构和超静定结构 165

习题 165

第十三章 静定结构的内力计算 167

第一节 多跨静定梁 167

第二节 静定平面刚架 169

一、刚架的组成特性 169

二、刚架的内力计算 170

第三节 三铰拱的计算 174

一、概述 174

二、三铰平拱的计算 175

三、三铰拱的合理拱轴线 179

第四节 静定平面桁架 180

一、桁架的特点及组成 180

二、桁架的内力计算 181

习题 186

第十四章 静定结构的位移计算 190

第一节 概述 190

第二节 变形体的虚功原理 191

一、虚功 191

二、虚功原理 192

三、虚功原理的应用 192

第三节 结构位移计算的一般公式 192

第四节 静定结构在荷载作用下的位移计算 194

一、荷载作用下的位移计算公式 194

二、各类结构位移计算的简化公式 194

三、计算示例 195

第五节 图乘法计算位移 197

一、图乘法及其应用条件 197

二、常用图形的面积公式和形心位置 198

三、复杂图形的分解和叠加 199

第六节 静定结构支座位移时的位移计算 201

第七节 静定结构温度变化时的位移计算 202

第八节 线性变形体系的互等定理 203

一、功的互等定理 203

二、位移互等定理 204

三、反力互等定理 204

四、反力与位移互等定理 205

习题 205

第十五章 力法 208

第一节 超静定结构概述 208

一、超静定结构的概念 208

二、超静定结构的类型 208

三、超静定结构的计算方法 208

第二节 力法基本概念 209

一、力法的基本概念 209

二、基本体系的选取 210

第三节 力法典型方程 213

第四节 力法计算超静定结构示例 215

一、超静定刚架 215

二、超静定桁架 216

三、铰结排架 218

第五节 超静定结构的位移计算及最后内力图的校核 219

一、超静定结构的位移计算 219

二、最后内力图的校核 220

第六节 温度变化及支座移动对超静定结构的影响 221

一、温度变化的影响 221

二、支座移动的影响 223

第七节 超静定结构的特性 224

习题 225

第十六章 位移法 228

第一节 位移法的基本概念 228

第二节 单跨超静定梁的转角位移方程 229

一、由杆端位移求杆端弯矩 229

二、由荷载求固端弯矩 231

第三节 位移法基本未知量及基本结构 232

一、基本未知量 232

二、基本结构 234

第四节 位移法典型方程及计算步骤 234

第五节 对称性的利用 239

一、奇数跨对称结构 239

二、偶数跨对称结构 240

习题 242

第十七章 力矩分配法 245

第一节 力矩分配法的基本概念 245

一、名词解释 245

二、力矩分配法的基本原理（以单结点的力矩分配为例） 247

第二节 多结点的力矩分配 249

习题 253

第十八章 影响线及其应用 255

第一节 影响线的概念 255

一、移动荷载的概念 255

二、影响线的概念 255

三、影响线与内力图的区别 255

第二节 用静力法作简支梁影响线 255

第三节 多跨静定梁的影响线 260

第四节 影响线的应用 261

一、求各种荷载作用下的影响 261

二、最不利荷载位置的确定 263

第五节 简支梁的绝对最大弯矩 267

习题 269

附录 271

附录一 型钢表 271

附录二 部分习题参考答案 283

参考文献 291