建筑力学

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出版者:中国建筑工业
作者:于英
出品人:
页数:354
译者:
出版时间:2007-1
价格:33.00元
装帧:
isbn号码:9787112088928
丛书系列:
图书标签:
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  • 材料力学
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具体描述

本书力求体现高职高专教学改革的特点,突出针对性、适用性、实用性,重视由浅入深和理论联系实际,内容简明扼要,通俗易懂,图文配合紧密。全书共分为十九章,内容包括绪论、静力学基本概念、平面汇交力系、力矩与平面力偶系、平面一般力系、材料力学的基本概念、轴向拉伸和压缩、扭转与剪切、平面图形的几何性质、梁的弯曲、组合变形、压杆稳定、平面体系的几何组成分析、静定结构的内力分析、静定结构的位移计算、力法、位移法、力矩分配法、影响线、结构动力计算简介等。每章后有复习思考题、习题、并附有习题答案。

结构动力学基础:地震与风荷载作用下的工程响应分析 作者: [此处可填入虚构的专家姓名,例如:李文峰,王晓明] 出版社: [此处可填入虚构的出版社名称,例如:华夏工程科技出版社] ISBN: [此处可填入虚构的ISBN号] --- 内容概要 本书《结构动力学基础:地震与风荷载作用下的工程响应分析》旨在系统、深入地阐述土木与结构工程领域中至关重要的一个分支——结构动力学理论及其在实际工程问题中的应用。本书聚焦于结构在动态荷载,特别是地震(地面运动)和风(气流作用)作用下的响应分析、评估与控制。它不仅覆盖了从基础理论到复杂工程实践的完整知识体系,更强调了对现代结构抗震设计规范和先进分析方法的理解与掌握。 本书的编写遵循了从经典到前沿、从理论到应用的逻辑主线,力求为结构工程师、岩土工程师、结构设计人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一本权威、实用且具有前瞻性的参考教材。 第一部分:动力学理论基础与单自由度系统分析 本部分是全书的基石,为后续复杂系统的分析奠定坚实的理论基础。 第一章 结构动力学的基本概念与研究范畴: 本章首先界定结构动力学的研究对象、目标与基本假设。详细介绍了结构体系的质量、刚度、阻尼三要素的物理意义及其在动力分析中的作用。区分了自由振动与受迫振动、周期性荷载与瞬态荷载(如冲击、爆炸、地震)。重点阐述了位移、速度、加速度在动力响应中的重要性,并初步探讨了离散化模型(如有限元方法)在动力学分析中的初步应用。 第二章 单自由度系统的自由振动分析: 系统地推导了理想化单自由度(SDOF)系统的运动微分方程——经典的二阶常微分方程。详细分析了无阻尼和粘滞阻尼情况下的固有频率、周期和阻尼比的物理含义。推导了解耦后的特征解,并详细讨论了临界阻尼比、过阻尼与欠阻尼系统的响应特性。引入了振型(在此为单一的位移模式)的概念,并分析了振动衰减的规律。 第三章 单自由度系统的受迫振动与稳态响应: 本章将重点分析外部周期性激励(如机械振动或准静态风载)作用下SDOF系统的响应。详细推导了系统的稳态解,并深入探讨了“频率响应函数”和“传递函数”的概念。着重分析了“共振”现象的发生条件、破坏性影响,并阐述了共振峰值与阻尼比的关系。此外,还介绍了瞬态激励(如单位脉冲)下的响应求解方法,为后续的地震动分析做铺垫。 第四章 单自由度系统的瞬态响应分析与积分方法: 本章将目光转向非周期性或瞬态荷载作用下的响应求解,这是地震分析的核心。详细介绍了求解非齐次线性常微分方程的解析方法,包括对偶积分(Duhamel积分)的推导及其在计算地震动响应中的应用。系统地介绍了数值积分方法,特别是中心差分法、龙格-库塔法(Runge-Kutta)在求解非线性动力方程中的适用性、稳定性和精度要求。 第二部分:多自由度系统与模态分析 本部分将系统的自由度从一维扩展到多维,引入矩阵代数工具,处理实际工程中的复杂结构。 第五章 多自由度系统的运动方程与广义坐标: 系统地推导了具有$n$个自由度的运动微分方程,引入了质量矩阵M、刚度矩阵K和阻尼矩阵C。详细阐述了拉格朗日方程在推导多自由度系统方程中的应用。重点讨论了如何通过坐标变换引入“广义坐标”,简化方程组。 第六章 结构阻尼的建模与理论: 本章专门处理动力学中最复杂的部分——阻尼。详细分析了粘滞阻尼(Viscous Damping)的局限性,重点推导并应用了瑞利阻尼(Rayleigh Damping)模型,讨论了其在模态分析中的合理性和局限性。同时,介绍了结构工程中常用的其他阻尼类型,如几何刚度阻尼和材料阻尼的宏观表示法。 第七章 系统的自由振动与模态分析: 这是多自由度动力分析的核心。详细阐述了“特征值问题”——求解广义特征值方程。定义了系统的“固有频率”和“特征振型”。详细分析了振型(模态)的物理意义,包括正交性性质以及如何利用振型来解耦运动方程(模态叠加法的基础)。本章会用算例展示如何通过模态分析确定结构的动力特性。 第八章 模态叠加法与多自由度系统的受迫响应: 基于模态正交性,详细推导了模态叠加法(Modal Superposition Method)的理论框架。将复杂的耦合运动方程分解为一组独立的单自由度系统方程。阐述了如何利用模态参与系数和模态时间响应来重构结构的绝对位移、速度和加速度响应,从而计算结构的内力与应力。讨论了模态参与系数对分析精度和截断模态数选择的影响。 第三部分:随机振动与风荷载分析 本部分将焦点转向具有随机性和非确定性的荷载,特别是工程中至关重要的风荷载。 第九章 随机振动基础理论: 本章引入概率论和随机过程理论,应用于结构动力学。定义了随机过程的特性,如均值、自相关函数和功率谱密度函数(PSD)。详细推导了线化系统在白噪声激励下的稳态响应功率谱,并介绍了峰值预报方法(如范式平均法)。 第十章 风荷载的特性与工程模型: 系统介绍大气边界层理论,分析风速的时变性和空间相关性。详细介绍工程实践中使用的风荷载模型,包括阵风效应、风廓线、湍流强度。重点阐述了风荷载的谱密度函数(如Kaimal谱)及其在结构动力分析中的应用。 第十一章 风致振动响应分析: 结合前述的模态分析和随机振动理论,本章探讨高耸结构(如高层建筑、桥梁)在风荷载下的动力响应。运用随机振动方法计算结构的均方根响应,并讨论了风致振动的疲劳和舒适度评估标准。特别关注非线性风致现象,如涡激振动(Vortex Shedding)的初步概念介绍。 第四部分:地震工程应用与高级主题 本部分将理论知识与现代抗震设计规范紧密结合,并引入先进的分析技术。 第十二章 反应谱分析法(Response Spectrum Analysis): 本章是结构抗震设计的核心工具之一。详细推导并阐述了反应谱的定义、物理意义及谱线特性。系统介绍如何利用地震反应谱的峰值响应来估计结构的最大反应(位移、内力、加速度)。重点讨论模态组合方法,包括绝对值相加法(ABS)和平方和平方根法(SRSS),以及规范中规定的近同支座激励和远支座激励的处理。 第十三章 结构抗震分析的规范要求与基本概念: 本章将理论分析与国家现行抗震设计规范(如GB 50011)的理念相结合。解释了“抗震等级”、“特征周期”、“设计地震分组”等概念。介绍基于性能的抗震设计(Performance-Based Design, PBD)的基本思想,为非线性分析做准备。 第十四章 结构动力问题的非线性分析与高级主题: 本章展望动力学分析的前沿。讨论当结构构件进入屈服阶段或发生显著几何非线性时,如何进行非线性动力时程分析(Nonlinear Time History Analysis, NLTHA)。简要介绍先进的耗能与隔震技术(如粘滞阻尼器、橡胶支座)的动力学建模方法,以及如何将这些装置集成到整体结构的动力响应模拟中。 --- 本书特色 1. 理论与实践并重: 深度解析从牛顿运动定律到拉格朗日方程的推导过程,确保读者对原理的理解,同时大量结合实际工程案例与规范要求进行应用指导。 2. 矩阵化表达: 全书采用规范的矩阵形式表达运动方程,便于读者向现代有限元软件的输入和输出理解过渡。 3. 聚焦动态荷载: 区别于仅关注静荷载的教材,本书将结构动力学核心——地震与风荷载——作为贯穿始终的主题。 4. 完备的分析方法: 从最基础的SDOF分析,到多自由度的模态分析,再到实际工程常用的反应谱法,形成完整闭环的分析体系。 本书适合土木工程、结构工程、桥梁工程、工程力学等专业的本科高年级学生、研究生及工程技术人员参考使用。掌握本书内容,将使读者具备对复杂工程结构进行动力响应评估的扎实能力。

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说实话,刚拿到这本《建筑力学》的时候,我还有点担心它会过于学术化,毕竟市面上很多教材都是那种“干巴巴”的,读起来让人昏昏欲睡。没想到,这本书的行文风格极其流畅自然,就像一位经验丰富、极其耐心的老师在身边手把手教你。它在处理复杂概念时,特别擅长使用类比,比如用橡皮筋的比喻来解释应变和应力的关系,一下子就抓住了核心。 我特别欣赏它在“误差分析与结构可靠性”这块的论述。很多教材会忽略这一点,但这本书非常强调工程实践中的不确定性。它不仅教你怎么算“理想状态”下的结果,更教会你要考虑风荷载的随机性、材料强度分布的离散性。书里引入了一些概率论的概念,但处理得非常巧妙,没有让读者感到突兀,反而觉得这是解决实际问题的必备工具。这让我对工程设计多了一层敬畏之心,明白设计规范背后的严谨逻辑。这本书的排版也做得很好,关键公式都有用特殊的颜色或字体标出,重点突出,查找起来非常方便,不像有些教材,所有内容都挤在一起,让人无从下手。这种对读者体验的关注,真的很加分。

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这本《建筑力学》简直是工科学生的“救星”!我原本对结构受力分析这种东西头大如斗,总觉得那些公式和受力图都是天书。但这本书的叙述方式非常“接地气”,它没有一上来就抛出那些复杂的理论,而是从我们日常生活中能看到的桥梁、高楼的例子切入,让你瞬间明白“哦,原来力学是这么回事”。 比如讲解弯矩和剪力的那几个章节,作者真的花了大心思去设计插图和例题。插图清晰到连我这种手残党都能一眼看懂受力路径,例题的难度梯度设置得非常合理,从最基础的静定结构开始,慢慢过渡到超静定结构,每一步都有详尽的步骤解析,不是那种只给出答案和最后几行推导的“敷衍”教科书。更让我惊喜的是,它还穿插了一些历史典故,讲了像伽利略、欧拉这些科学巨匠是如何一步步建立起这些理论的,这让整个学习过程充满了人文色彩,不再是枯燥的数学堆砌。读完这一部分,我感觉自己不仅学会了计算,更理解了建筑结构背后的科学哲学。特别是关于材料特性的描述,简直细致入微,让你真正意识到,结构安全绝不是开玩笑的。

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我很少读到一本技术书籍能把“美学”与“力学”结合得如此和谐的。这本书的作者似乎对结构艺术有着独特的见解。在讲解如何优化截面形状和布置支撑体系时,他反复强调“经济性”与“造型”的统一。他展示了许多结构简化后仍能保持良好力学性能的案例,这些案例本身就具有雕塑般的美感。 最让我印象深刻的是关于“次结构”和“连接节点”的讨论。在很多教材中,节点往往被简化为一个刚性连接点草草带过,但在实际施工中,节点的受力往往是决定结构成败的关键。这本书详细分析了不同节点(如刚接、铰接、以及各种复杂的螺栓连接)在不同荷载组合下的应力集中情况,配有大量实测数据图表。这让我意识到,设计不是在纸上画一条线那么简单,工程的实现度高度依赖于对细节的把握。阅读这本书,就像是在学习如何用最经济、最优雅的材料组织方式,去实现一个宏伟的结构梦想,是理论与实践的完美融合。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会集中火力攻克梁、板、框架的内力计算,但《建筑力学》的视野显然要开阔得多。它用了相当大的篇幅去探讨结构体系的演变,从传统的砖石结构到现代的钢结构、预应力混凝土结构,清晰地梳理了不同结构形式的力学特点和适用范围。 尤其是关于“动力响应”那一章,讲解得非常透彻。在如今高层建筑和抗震设计日益重要的今天,静态分析已经远远不够了。这本书用清晰的傅里叶分析和模态分析的原理,解释了地震波如何影响建筑物的摇摆,以及如何通过设计来抑制不利的振动。作者没有回避微分方程,但处理方法极其精妙,他把数学工具放在了服务的地位,而不是让数学本身成为学习的障碍。读完后,我对于地震局报告中提到的“特征周期”这类术语都有了直观的理解,不再是两个生硬的词汇。这本书无疑是为想深入理解建筑结构本质的进阶学习者准备的精品。

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这本书的配套资源和学习辅助设计,真的做得非常体贴周到。我尤其喜欢它在每章末尾设置的“工程陷阱回顾”部分。这些“陷阱”不是普通的习题,而是作者基于自己多年工程经验总结出来的,那些在设计审查中经常被发现的、但教科书上不常提的错误。比如,在计算拉杆时忽略了屈曲的可能,或者在考虑温度应力时忘记了结构约束。 这些内容极大地拓宽了我的工程视野,让我学会了“反向思考”——即不是只想着如何让结构通过计算,而是要思考哪些因素最容易导致结构失效。此外,这本书的术语表做得极其详尽,里面收录了很多专业领域才会使用的缩写和行业黑话,对于跨专业阅读或者初入行业的读者来说,简直是福音。总的来说,这本《建筑力学》不只是一本知识的传递者,更像是一个经验丰富的导师,它引导着读者避开前人可能踩过的坑,真正具备独立解决复杂工程问题的能力。

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