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绪论1

0.1 土木工程与力学1

0.2 土木工程力学的研究对象1

目录1

0.3 土木工程力学的任务2

0.4 土木工程力学的基本方法3

第1篇 静力分析4

第1章 力学模型4

1.1 力的模型4

1.1.1 力的运动效应和变形效应4

1.1.2 集中力分布力4

1.2 结构的计算简图6

1.2.1 结构的简化7

1.3 平面体系的几何组成分析9

1.2.2 荷载的简化9

1.3.1 平面体系的自由度10

1.3.2 几何不变体系的基本组成规则11

1.3.3 瞬变体系12

1.3.4 平面体系几何组成分析的方法13

1.4 受力图17

1.4.1 几种理想约束的约束力18

1.4.2 隔离体与受力图20

小结与讨论24

第2章 力系的等效与简化26

2.1 力系的合成与力的分解26

2.2 力在坐标轴上的投影28

2.2.1 力沿直角坐标轴的分量28

2.2.2 力在坐标轴上的投影28

2.2.3 合力投影定理30

2.3.1 力对点之矩31

2.3 力矩31

2.3.2 力对轴之矩32

2.3.3 合力矩定理33

2.4 力偶35

2.4.1 力偶力偶矩35

2.4.2 力偶、力偶系的等效36

2.5 力系的简化37

2.5.1 力的平移定理37

2.5.2 平面力系向一点简化39

小结与讨论41

第3章 力系的平衡43

3.1 力系的平衡条件43

3.1.2 平面力系的平衡方程44

3.1.1 空间任意力系的平衡方程44

3.2 单个刚体的平衡问题47

3.3 简单刚体系的平衡问题50

3.4 静定与超静定的概念52

3.5 考虑摩擦时的平衡问题53

3.5.1 滑动摩擦53

3.5.2 考虑摩擦时的物体平衡问题56

小结与讨论57

第4章 内力与内力图59

4.1 变形固体59

4.1.1 弹性变形和塑性变形59

4.1.2 力与变形一致的微观模型59

4.1 3变形固体的基本假设60

4.2.1 分布内力61

4.2 内力61

4.2.2 内力分量62

4.2.3 杆件的基本受力变形形式62

4.2.4 内力的计算方法——截面法63

4.3 轴向拉压杆的内力64

4.3.1 轴力64

4.3.2 轴力图66

4.4 梁的内力67

4.4.1 平面弯曲67

4.4.2 梁的剪力和弯矩68

4.5 梁的内力方程与内力图74

4.5.1 内力方程与内力图74

4.5.2 利用微分关系作梁的内力图76

4.6.2 叠加法作弯矩图81

4.6.1 叠加原理81

4.6 叠加法作梁的弯矩图81

4.6.3 区段叠加法作梁的弯矩图85

4.7 扭转杆的内力87

小结与讨论88

第5章 静定结构的内力90

5.1 多跨静定梁的内力90

5.2 静定平面刚架的内力94

5.2.1 静定平面刚架94

5.2.2 静定平面刚架的内力图95

5.3 静定平面桁架的内力102

5.3.1 静定平面桁架102

5.3.2 静定平面桁架内力的计算方法104

5.4 静定组合结构的内力111

5.5.1 拱的特点及分类114

5.5 三铰拱的内力114

5.5.2 三铰拱的支座反力和内力115

5.5.3 合理拱轴线119

5.6 各类结构的受力特点120

小结与讨论123

第2篇 强度、刚度、稳定性分析125

第6章 杆件横截面上的正应力125

6.1 应力、应变及相互关系125

6.1.1 应力正应力和切应力125

6.1.2 正应变胡克定律126

6.1.3 切应变剪切胡克定律126

6.1.4 切应力互等定理127

6.2 轴向拉压杆横截面上的正应力127

6.3.1 纯弯曲时横截面上的正应力129

6.3 弯曲正应力129

6.3.2 纯弯曲正应力表达式的应用134

6.4 斜弯曲时的正应力136

6.5 拉（压）与弯曲组合变形时杆的正应力140

6.5.1 拉（压）弯杆的正应力分析140

6.5.2 偏心压缩杆的正应力141

6.5.3 截面核心145

小结与讨论146

第7章 杆件横截面上的切应力148

7.1 圆截面等直杆扭转时的切应力148

7.2 矩形截面等直杆的扭转切应力151

7.3 梁剪切弯曲时的切应力152

小结与讨论156

8.1 一点处的应力状态158

第8章 应力状态分析158

8.2 平面应力状态分析159

8.3 类比法的应用——应力圆161

8.4 主平面主应力主方向164

8.5 剪切弯曲杆的主应力及主应力迹线167

8.6 三向应力状态广义胡克定律171

小结与讨论173

第9章 强度失效分析和强度条件176

9.1 轴向拉伸压缩时材料的力学性能176

9.1.1 材料在拉伸时的力学性能176

9.1.2 材料在压缩时的力学性能180

9.1.3 单向应力状态下材料失效的判别准则及强度条件181

9.2 不同强度失效判别准则下的强度条件182

9.2.1 最大拉应力准则182

9.2.4 莫尔准则183

9.2.2 最大切应力准则183

9.2.3 形状改变比能准则183

9.3 轴向拉压杆的强度计算185

9.4 连接件的工程假定计算188

9.5 梁的强度计算192

9.5.1 梁内危险点的应力状态及强度条件192

9.5.2 梁的强度计算194

9.6 扭转杆的强度计算198

9.7 组合变形杆的强度计算199

9.7.1 偏心拉伸压缩、拉（压）弯组合、斜弯曲199

9.7.2 弯扭组合变形杆的强度计算202

9.8 提高构件强度的途径204

小结与讨论207

10.1 结构的位移210

第10章 结构的位移计算和刚度校核210

10.2 杆件的变形与位移212

10.2.1 轴向拉压杆的变形与位移212

10.2.2 圆截面扭转杆的位移215

10.2.3 梁的位移及刚度校核216

10.3 虚功原理和单位荷载法220

10.4 静定结构在荷载作用下的位移计算223

10.4.1 静定结构在荷载作用下的位移公式223

10.4.2 静定桁架的位移计算225

10.5 图乘法227

10.5.1 图乘法原理227

10.5.2 图乘法计算直梁和刚架的位移230

10.6 其他因素引起的静定结构位移232

10.6.1 支座移动引起的静定结构位移232

10.6.2 温度变化引起的静定结构位移234

10.6.3 杆件长度误差引起的桁架位移236

10.7 互等定理237

小结与讨论240

第11章 压杆稳定243

11.1 压杆稳定的概念243

11.2 临界压力的欧拉公式245

11.3 压杆的稳定计算247

小结与讨论253

第3篇 超静定移动荷载动力荷载254

第12章 超静定结构分析254

12.1 超静定结构概述254

12.2 力法256

12.2.1 力法原理256

12.2.2 力法步骤力法典型方程258

12.2.3 超静定梁和超静定刚架的力法计算259

12.2.4 对称性的利用261

12.2.5 超静定桁架和超静定组合结构的力法计算266

12.2.6 支座位移时超静定结构的力法计算270

12.2.7 等截面单跨超静定梁的弯矩和剪力272

12.3 位移法275

12.3.1 位移法原理275

12.3.2 位移法基本结构和基本未知量278

12.3.3 位移法计算示例279

12.4 超静定结构的位移计算285

12.5 超静定结构的特性287

小结与讨论288

13.1 极限荷载290

13.1.1 极限状态极限荷载290

第13章 梁的极限荷载290

13.1.2 极限弯矩塑性铰292

13.2 用极限平衡法计算极限荷载294

13.2.1 静定梁的极限荷载295

13.2.2 单跨超静定梁的极限荷载297

13.3 用机构法或试算法计算极限荷载300

13.3.1 比例加载时判断极限荷载的几个定理300

13.3.2 机构法试算法300

13.3.3 连续梁的极限荷载302

小结与讨论304

第14章 移动荷载作用下的结构分析306

14.1 移动荷载及影响线的概念306

14.1.1 移动荷载306

14.1.2 铁路和公路的标准荷载306

14.2.1 简支梁的影响线308

14.1.3 影响线的概念308

14.2 静力法作影响线308

14.2.2 外伸梁的影响线310

14.2.3 结点荷载作用下梁的影响线312

14.2.4 简单桁架的影响线314

14.3 影响线的应用317

14.3.1 利用影响线求荷载作用下的量值317

14.3.2 利用影响线确定荷载的最不利位置319

14.3.3 铁路、公路标准荷载的换算荷载320

14.3.4 内力包络图327

小结与讨论328

第15章 动力荷载330

15.1 构件加速平行移动时的应力计算330

15.1.1 惯性力330

15.1.2 动静法331

15.1.3 构件加速平移时的动应力332

15.1.4 地震荷载334

15.2 杆件受冲击时的应力计算335

15.3 交变应力与疲劳破坏的概念338

小结与讨论339

附录340

附录A 平面图形的几何性质340

A.1 静矩、形心及相互关系340

A.2 惯性矩极惯性矩惯性积惯性半径341

A.3 惯性矩的平行移轴公式342

A.4 形心主惯性轴形心主惯性矩344

A.5 组合图形的形心、形心主轴、形心主惯性矩计算345

附录B 型钢规格表347

参考文献363