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第4篇 土木工程结构的静力学响应分析 3

第14章 土木工程结构基础知识 3

14.1 土木工程结构的概念 3

14.2 土木工程结构的功能 4

14.2.1 基本功能 4

14.2.2 为完成基本功能而须具有的功能 4

14.3 土木工程结构的几何构成特点 5

14.4 土木工程结构的组成及类型 5

14.4.1 基本结构单元 5

14.4.2 土木工程结构的类型 5

14.4.3 杆件结构的类型 6

14.5 工程结构的计算简图 7

14.5.1 结构计算简图与计算模型的概念 7

14.5.2 结构计算简图的简化原则 8

14.5.3 实际杆件结构简化成计算简图的内容 8

14.5.4 结构计算模型与计算简图建立 10

14.5.5 单线图——结构计算简图的表示 11

14.6 结构上的荷载 12

14.6.1 研究作用于结构上的荷载的目的 12

14.6.2 荷载的类型 13

14.6.3 荷载的表示 13

14.6.4 荷载的计算 13

14.7 土木工程结构研究的内容 13

14.8 结论与讨论 14

14.8.1 基本概念 14

14.8.2 结构分析与结构设计 14

习题14 14

第15章 平面杆件体系的几何组成分析 15

15.1 基本概念 15

15.1.1 几何不变体系和几何可变体系 15

15.1.2 几何组成分析的目的 16

15.1.3 刚片、自由度以及和约束有关的几个概念 16

15.1.4 平面杆件体系的计算自由度 18

15.1.5 平面杆件体系的分类 20

15.2 几何不变体系的组成规则 20

15.2.1 几何不变体系的组成规则 20

15.2.2 几何组成分析的步骤和示例 21

15.3 结论与讨论 24

15.3.1 基本概念 24

15.3.2 分析体系几何组成的目的 24

15.3.3 瞬变体系不能用作结构 24

习题15 24

第16章 静定结构的内力分析 26

16.1 静定梁的内力分析 26

16.1.1 多跨静定梁的概念 26

16.1.2 多跨静定梁的内力计算 27

16.2 静定平面刚架的内力分析 28

16.2.1 静定平面刚架的概念 28

16.2.2 静定平面刚架的内力分析 28

16.3 静定平面桁架的内力分析 32

16.3.1 桁架的概念 32

16.3.2 简单静定平面桁架内力求解 33

16.4 三铰拱的内力分析 38

16.4.1 拱的概念 38

16.4.2 三铰拱的内力计算 38

16.5 静定组合结构的内力分析 41

16.5.1 组合结构的概念 41

16.5.2 组合结构内力计算 41

16.6 静定结构的静力特性 43

16.7 结论与讨论 43

习题16 44

第17章 能量法求静定结构位移 48

17.1 结构的位移与位移计算的目的 48

17.1.1 杆系结构位移的概念 48

17.1.2 计算结构位移的目的 49

17.1.3 线弹性结构的概念 49

17.2 实功与虚功的概念 50

17.2.1 实功的概念 50

17.2.2 虚功的概念 51

17.3 弹性应变能 52

17.3.1 轴心拉压杆弹性应变能 52

17.3.2 梁的弹性应变能 53

17.3.3 实功法计算弹性体的位移 54

17.4 虚功原理 55

17.4.1 刚体虚位移原理 55

17.4.2 变形体虚力原理 56

17.5 虚功法计算静定桁架节点位移 58

17.5.1 虚功法计算静定桁架节点位移的总公式 58

17.5.2 荷载作用引起的桁架节点位移的计算公式 60

17.5.3 温度变化引起位移的计算公式 60

17.5.4 制造误差引起位移的计算公式 60

17.5.5 利用虚功法求桁架节点位移的步骤 60

17.6 虚功法计算静定梁及框架截面的位移 63

17.6.1 虚功法计算静定梁及框架位移的总公式 63

17.6.2 荷载作用引起静定梁及框架位移的计算公式 65

17.6.3 温度变化引起静定梁及框架位移的计算公式 65

17.6.4 利用虚功法求梁及框架上某一横截面位移的步骤 66

17.7 图乘法计算梁及框架截面的位移 75

17.7.1 图乘法基本原理 75

17.7.2 图乘法的应用 76

17.8 线弹性变形体的3个互等定理 79

17.8.1 功的互等定理 79

17.8.2 位移互等定理 80

17.8.3 反力互等定理 80

17.9 结论与讨论 81

17.9.1 基本概念 81

17.9.2 基本原理 81

17.9.3 求线弹性结构位移的方法 81

17.9.4 广义位移和广义虚单位荷载对应示例 82

习题17 83

第18章 超静定结构分析 85

18.1 超静定结构及其超静定次数 85

18.1.1 超静定结构的概念 85

18.1.2 超静定次数的确定 86

18.1.3 超静定结构内力分析方法分类 87

18.1.4 超静定结构分析 88

18.2 变形协调法——力法 90

18.2.1 一次超静定结构的力法求解 90

18.2.2 多次超静定结构的力法求解 104

18.2.3 超静定结构的位移计算 117

18.2.4 力法计算中结构对称性的利用 118

18.2.5 力法的优、缺点 125

18.3 转角位移法分析超静定梁与框架 125

18.3.1 转角位移法求解思路简介 126

18.3.2 等截面直梁的转角位移方程 127

18.3.3 利用转角位移法分析超静定结构 136

18.3.4 转角位移法的基本体系 144

18.3.5 对称结构的位移法计算 157

18.4 力矩分配法 158

18.4.1 基本概念 159

18.4.2 单节点力矩分配法计算实例 161

18.5 超静定结构的特性 162

18.6 结论与讨论 163

18.6.1 基本概念 163

18.6.2 基本原理 163

习题18 163

第19章 影响线 171

19.1 影响线的概念 171

19.2 静力法做影响线 173

19.2.1 反力的影响线 173

19.2.2 剪力的影响线 173

19.2.3 弯矩的影响线 174

19.2.4 内力的影响线与内力图的区别 176

19.2.5 间接荷载作用下影响线的绘制方法 177

19.3 机动法做影响线 178

19.3.1 机动法绘制静定梁影响线的原理 178

19.3.2 机动法绘制静定梁影响线的步骤 179

19.4 影响线的应用 180

19.5 结论与讨论 185

19.5.1 基本概念 185

19.5.2 基本原理 186

习题19 186