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1 绪论1

1.1 结构力学的研究对象和任务2

1.2 结构的计算简图5

1.2.1 确定计算简图的原则5

1.2.2 平面杆件结构的简化5

1.2.3 结构计算简图示例8

1.3 平面杆件结构分类10

1.4 荷载分类11

知识归纳11

独立思考12

2 平面体系的几何组成分析13

2.1 概述14

2.2 平面体系的自由度和约束14

2.2.1 自由度14

2.2.2 约束15

2.2.3 计算自由度15

2.3 平面几何不变体系的组成规则17

2.4 平面体系几何组成分析方法与举例20

2.5 平面体系的几何组成与静力特性的关系22

知识归纳23

独立思考23

习题24

3 静定梁和静定平面刚架27

3.1 单跨静定梁计算28

3.1.1 内力和符号规定28

3.1.2 用截面法求指定截面的内力28

3.1.3 内力图29

3.1.4 单跨斜梁34

3.2 多跨静定梁计算36

3.2.1 多跨静定梁的几何组成特性36

3.2.2 多跨静定梁的传力关系和计算步骤36

3.3 简单静定平面刚架计算39

3.4 三铰刚架计算45

3.5 主从静定平面刚架计算48

知识归纳50

独立思考50

习题50

4 实体三铰拱55

4.1 概述56

4.2 实体三铰拱的数解法57

4.2.1 支座反力的计算公式57

4.2.2 内力的计算公式58

4.3 实体三铰拱的压力线61

4.4 实体三铰拱的合理拱轴线63

知识归纳66

独立思考66

习题67

5 静定平面桁架68

5.1 概述69

5.2 结点法71

5.3 截面法74

5.4 结点法和截面法的联合应用76

5.5 对称桁架的计算78

5.6 各类平面梁式桁架比较79

5.7 组合结构的计算80

5.8 静定结构的静力特性82

知识归纳84

独立思考84

习题84

6 虚功原理和静定结构的位移计算88

6.1 概述89

6.1.1 杆件结构的位移89

6.1.2 结构产生位移的外界因素89

6.1.3 计算位移的目的90

6.1.4 线弹性体系和非线性变形体系90

6.2 线性变形体系的实功及变形位能91

6.2.1 外力实功91

6.2.2 变形位能92

6.2.3 外力实功与变形位能94

6.3 刚体体系的虚功方程及其应用95

6.3.1 虚功的概念95

6.3.2 刚体体系的虚功原理96

6.3.3 虚功方程的两种应用96

6.4 平面杆件变形体系的虚功原理99

6.4.1 变形体系的虚功原理99

6.4.2 变形体系的虚功原理和虚单位荷载法100

6.5 结构位移计算的一般公式101

6.6 静定结构在荷载作用下的位移计算103

6.7 图形相乘法106

6.8 静定结构由温度变化及制造误差引起的位移计算110

6.9 静定结构由支座位移引起的位移计算112

6.10 线性变形体系的互等定理113

6.10.1 功的互等定理113

6.10.2 位移互等定理114

6.10.3 反力互等定理114

6.10.4 反力与位移互等定理115

知识归纳116

独立思考117

习题118

7 力法120

7.1 超静定结构的概念和超静定次数的确定121

7.2 力法原理与力法典型方程123

7.3 荷载作用下各类超静定结构的计算128

7.3.1 超静定刚架128

7.3.2 铰接排架129

7.3.3 超静定桁架131

7.3.4 超静定组合结构132

7.3.5 超静定拱134

7.4 支座位移及温度改变时超静定结构计算137

7.4.1 温度改变137

7.4.2 支座位移139

7.5 超静定结构的位移计算140

7.5.1 超静定结构在荷载作用下的位移计算140

7.5.2 超静定结构在温度改变和支座位移作用下的位移计算142

7.6 超静定结构最终内力图的校核143

7.6.1 平衡条件校核143

7.6.2 位移条件校核144

7.7 对称性的利用145

7.7.1 对称结构在对称荷载作用下的特点146

7.7.2 对称结构在反对称荷载作用下的特点148

7.7.3 荷载分组149

7.7.4 半刚架法150

7.8 单跨超静定梁在外因作用下的杆端力计算153

7.8.1 由杆端位移引起的杆端力154

7.8.2 由荷载引起的杆端力155

7.8.3 等截面单跨超静定梁的转角位移方程156

7.8.4 单跨超静定梁的形常数和载常数156

7.9 超静定结构的特性159

知识归纳159

独立思考160

习题161

8 位移法和力矩分配法165

8.1 位移法的基本概念166

8.1.1 关于位移法的简例166

8.1.2 位移法计算刚架的基本思路167

8.2 无侧移刚架的计算168

8.3 有侧移刚架的计算171

8.3.1 基本未知量的选取172

8.3.2 基本方程的建立173

8.4 位移法基本体系与典型方程181

8.5 力矩分配法的基本概念187

8.5.1 转动刚度S187

8.5.2 分配系数μ188

8.5.3 传递系数C189

8.6 用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移刚架193

8.7 超静定结构的受力分析和变形特点197

8.7.1 超静定结构的特性197

8.7.2 计算超静定结构的基本方法是力法和位移法199

知识归纳200

独立思考200

习题200

9 影响线和内力包络图204

9.1 影响线的概念205

9.2 用静力法作静定梁影响线205

9.2.1 支座反力影响线206

9.2.2 弯矩影响线206

9.2.3 剪力影响线207

9.3 用机动法作静定梁影响线208

9.4 利用影响线求影响量210

9.5 最不利荷载位置的确定212

9.5.1 可动均布活荷载的最不利位置212

9.5.2 移动行列荷载的最不利位置212

9.6 超静定梁影响线的概念216

9.6.1 静力法216

9.6.2 机动法217

9.7 简支梁和连续梁的内力包络图220

9.7.1 简支梁内力包络图220

9.7.2 连续梁内力包络图221

知识归纳223

独立思考224

习题224

10 矩阵位移法226

10.1 概述227

10.2 单元刚度矩阵227

10.2.1 单元的划分227

10.2.2 单元杆端力和杆端位移的表示方法228

10.2.3 单元刚度矩阵228

10.3 单元刚度矩阵的坐标变换232

10.4 连续梁的结构刚度矩阵236

10.5 忽略轴向变形时矩形刚架的结构刚度矩阵241

10.6 用先处理法计算一般平面杆件结构249

10.7 等效结点荷载261

10.8 矩阵位移法的后处理法264

知识归纳271

独立思考271

习题272

11 结构弹性稳定计算274

11.1 概述275

11.1.1 分支点失稳275

11.1.2 极值点失稳276

11.2 用静力法确定等截面压杆的临界荷载277

11.3 用静力法确定变截面压杆的临界荷载279

11.4 等截面直杆稳定282

11.4.1 刚性支承上等截面直杆的稳定282

11.4.2 具有弹性支承的等截面直杆的稳定282

11.5 偏心受压直杆稳定285

11.6 刚架稳定287

11.6.1 考虑轴向力效应的转角位移方程287

11.6.2 按位移法组成稳定方程289

知识归纳292

独立思考293

习题293

12 结构动力学295

12.1 概述296

12.1.1 动力学的特点296

12.1.2 动力学的任务和内容296

12.1.3 动力荷载的分类297

12.2 结构动力分析中体系的自由度298

12.2.1 动力分析中体系的自由度298

12.2.2 体系自由度的简化298

12.2.3 体系自由度的确定299

12.3 单自由度体系的自由振动300

12.3.1 运动微分方程的建立300

12.3.2 自由振动微分方程的建立301

12.3.3 结构的自振周期和频率301

12.3.4 简谐振动的特性303

12.4 单自由度体系的受迫振动304

12.4.1 简谐荷载305

12.4.2 冲击荷载307

12.5 考虑阻尼影响的单自由度体系的振动310

12.5.1 有阻尼的自由振动310

12.5.2 一般动力荷载下结构的动力反应313

12.5.3 简谐荷载作用下结构的动力反应和动力性能313

12.6 两个自由度体系的自由振动315

12.6.1 运动方程的建立316

12.6.2 频率方程和频率317

12.6.3 主振型317

12.6.4 运动方程的一般解318

12.7 两个自由度体系在简谐荷载下的受迫振动320

12.8 一般多自由度体系的自由振动323

12.8.1 柔度法323

12.8.2 刚度法326

12.8.3 振型的正交性329

12.8.4 运动方程的一般解330

12.9 振型分解法330

12.9.1 广义坐标的概念330

12.9.2 按振型分解法计算多自由度体系的受迫振动（不考虑阻尼影响）331

12.9.3 按振型分解法计算有阻尼受迫振动333

知识归纳338

独立思考339

习题339

13 结构力学总论343

13.1 几种常见结构体系的计算简图344

13.1.1 矩形板及其简化344

13.1.2 钢筋混凝土楼盖体系的荷载传递方式及其简化345

13.1.3 规则多高层建筑结构的平面结构计算简图346

13.2 刚度分布对结构力学性能的影响347

13.2.1 转动刚度分布对无侧移结构力学性能的影响347

13.2.2 侧向刚度分布对侧移结构力学性能的影响348

13.2.3 刚度分布对一般结构力学性能的影响349

13.3 杆件结构的变形形式350

13.3.1 杆件结构变形的基本规律350

13.3.2 杆件结构弯曲变形曲线的计算352

13.3.3 一些典型超静定结构变形曲线示意图352

13.4 广义单元和子结构的应用353

13.4.1 广义单元及其刚度矩阵353

13.4.2 子结构的应用354

知识归纳356

独立思考357

习题357

14 结构力学问题的计算机求解358

14.1 SAP2000软件简介359

14.1.1 SAP2000简介359

14.1.2 SAP2000基本操作过程359

14.2 静定结构的内力图与变形曲线360

14.2.1 静定梁的内力图与变形曲线360

14.2.2 静定桁架的内力图与变形曲线364

14.2.3 三铰拱的内力图与变形曲线365

14.3 超静定结构的内力图与变形曲线366

14.4 结构振型曲线370

14.5 结构弹性稳定荷载与屈曲模式373

知识归纳375

独立思考375

习题375

参考文献377