结构力学 上

第1章 绪论 1

1.1 结构力学的研究对象和研究内容 1

1.1.1 结构力学的研究对象 1

1.1.2 结构力学的研究内容 1

1.2 结构的计算简图 2

1.2.1 结构体系的简化 2

1.2.2 杆件的简化 2

1.2.3 结点的简化 3

1.2.4 支座的简化 5

1.2.5 荷载的简化 7

1.3 杆件结构的分类 8

1.3.1 按计算特性分类 8

1.3.2 按结构型式和受力特性分类 9

1.4 荷载的分类 11

1.5 叠加原理 12

1.6 小结 13

思考题 13

第2章 平面体系的几何构造分析 14

2.1 概述 14

2.2 几何构造分析的几个概念 15

2.3 平面杆件体系的计算自由度 18

2.3.1 平面刚片体系的计算自由度 18

2.3.2 平面铰结链杆体系的计算自由度 20

2.4 平面几何不变体系的组成规则 21

2.4.1 一个点与一个刚片规则 21

2.4.2 二刚片规则 22

2.4.3 三刚片规则 22

2.5 平面体系几何构造分析举例 24

2.5.1 刚片组装法 24

2.5.2 加减二元体法 25

2.5.3 约束等效法 26

2.5.4 恰当选择刚片对象 28

2.6 体系几何构造与静力特性的关系 29

2.6.1 无多余约束几何不变体系的静力特性 29

2.6.2 有多余约束几何不变体系的静力特性 29

2.6.3 可变体系的静力特性 29

2.6.4 瞬变体系的静力特征 30

2.7 小结 32

习题 32

第3章 静定结构受力分析 36

3.1 静定结构内力计算的一般原则 36

3.1.1 静定结构内力计算的一般概念 36

3.1.2 截面的内力及其正负号的规定 36

3.1.3 截面法求内力及内力图 37

3.1.4 荷载与内力之间的关系 37

3.1.5 分段叠加法作弯矩图 39

3.1.6 绘制内力图的一般步骤 41

3.2 多跨静定梁 43

3.2.1 多跨静定梁的组成特点 43

3.2.2 多跨静定梁的计算步骤 43

3.3 静定平面刚架 45

3.3.1 静定平面刚架的组成形式及特点 45

3.3.2 刚架的支座反力 45

3.3.3 静定平面刚架的内力分析与内力图的绘制 47

3.3.4 利用对称性 50

3.4 静定平面桁架 51

3.4.1 桁架的特点和组成分类 51

3.4.2 静定平面桁架的内力计算 52

3.5 组合结构 60

3.6 三铰拱 62

3.6.1 三铰拱的特点 62

3.6.2 三铰平拱的支座反力和内力 63

3.6.3 三铰拱的合理拱轴线 66

3.7 静定结构一般特性 69

3.8 小结 71

习题 72

第4章 虚功原理与结构的位移计算 77

4.1 概述 77

4.1.1 杆件结构的位移 77

4.1.2 计算位移的目的 78

4.2 实功与虚功 78

4.2.1 功的概念 78

4.2.2 实功和变形能 79

4.2.3 虚功和虚变形能 81

4.3 变形体虚功原理 84

4.3.1 变形体虚功原理的概念及其证明 84

4.3.2 结构位移计算的一般公式 86

4.4 荷载作用下结构的位移 89

4.4.1 荷载作用下的位移计算公式 89

4.4.2 图乘法 93

4.4.3 定性绘制结构的变形曲线 100

4.5 非荷载因素下结构的位移计算 102

4.5.1 温度变化时结构的位移计算 102

4.5.2 制造误差引起的结构位移计算 104

4.5.3 支座位移引起结构位移的计算 105

4.5.4 弹性支座下位移的计算 106

4.6 线弹性体系的互等定理 107

4.6.1 虚功互等定理 107

4.6.2 位移互等定理 108

4.6.3 反力互等定理 108

4.6.4 位移反力互等定理 109

4.7 小结 110

习题 111

第5章 力法 116

5.1 超静定结构的特性和超静定次数的确定 116

5.1.1 超静定结构的特性 116

5.1.2 超静定次数的确定 117

5.2 力法的基本概念 119

5.2.1 力法的基本原理 119

5.2.2 力法的典型方程 121

5.2.3 力法的计算步骤 124

5.3 荷载作用下各类超静定结构的计算 124

5.3.1 超静定梁 124

5.3.2 超静定刚架和排架 130

5.3.3 超静定桁架和组合结构 134

5.3.4 弹性支座结构 137

5.4 力法的简化计算 139

5.4.1 无弯矩状态的判断 139

5.4.2 对称性的利用 140

5.4.3 广义未知力 150

5.5 非荷载因素作用下超静定结构的计算 152

5.5.1 支座移动下超静定结构的计算 153

5.5.2 温度变化时超静定结构的计算 156

5.5.3 制造误差下超静定结构的计算 157

5.6 超静定结构位移的计算 158

5.7 静定结构计算的校核 161

5.7.1 平衡条件校核 161

5.7.2 变形条件校核 161

5.8 力法解超静定拱 163

5.8.1 两铰拱 163

5.8.2 对称无铰拱 166

5.9 超静定结构的特性 169

5.10 小结 169

习题 170

第6章 位移法 176

6.1 等截面直杆的转角位移方程 176

6.1.1 位移法中的符号规定 176

6.1.2 等截面直杆的形常数 176

6.1.3 载常数 179

6.1.4 转角位移方程 179

6.2 位移法的基本概念 183

6.2.1 位移法基本思想 183

6.2.2 位移法的基本未知量和基本结构 185

6.2.3 位移法的典型方程 188

6.2.4 位移法的计算步骤 192

6.3 荷载作用下各类超静定结构的计算 192

6.3.1 连续梁和无侧移刚架 192

6.3.2 有侧移刚架 195

6.3.3 剪力分配法 198

6.3.4 剪力静定刚架 202

6.3.5 弹性支座结构 205

6.4 对称性的利用 207

6.5 直接平衡法建立位移法基本方程 209

6.6 支座位移和温度改变时的位移法分析 212

6.6.1 支座位移时的计算 212

6.6.2 温度改变时的计算 214

6.7 小结 217

习题 217

第7章 力矩分配法 222

7.1 力矩分配法的基本概念 222

7.1.1 转动刚度 222

7.1.2 传递系数 223

7.1.3 分配系数 223

7.1.4 等效力矩荷载 224

7.2 多结点结构的力矩分配法 226

7.3 无剪力分配法 232

7.4 小结 234

习题 235

索引 238

参考文献 241