结构力学(专题应用篇高等教育土建学科专业新形态教材)

本书是“结构力学”的专 题应用，主要讨论矩阵位移 法、影响线及其应用、结构 动力学、结构的弹性稳定四 大专题内容。紧扣“结构力 学”课程“来源工程、反哺工 程”的特点，本书以工程案 例为导入，采用“感性入手 、理性探究”的教学理念进 行撰写和组织，有机融入课 程思政案例，注重理论知识 与工程应用的结合，内容丰 富、全面，叙述详尽，非常 适用于“结构力学”课程的一 线教学，既可作为土木工程 、铁道工程等专业的教材， 又可兼作其他专业学生、教 师及有关工程技术人员参考 用书。

专题1 矩阵位移法 1.1 概述 1.2 结构的离散 1.2.1 坐标系 1.2.2 结点整体码、单元码、结点局部码 1.2.3 结点整体位移编码、单元定位向量 1.3 单元分析 1.3.1 单元杆端力向量及杆端位移向量 1.3.2 局部坐标系下单元刚度矩阵 1.3.3 单元刚度矩阵的坐标转换 1.3.4 整体坐标系下单元刚度矩阵 1.4 整体分析 1.4.1 建立结构的结点力列向量 1.4.2 建立结点位移协调方程 1.4.3 建立结点平衡方程 1.4.4 组集原始刚度矩阵 1.4.5 引入边界条件，求出未知结点位移 1.4.6 求解单元杆端力 1.5 计算实例 专题2 影响线及其应用 2.1 影响线的概念 2.2 静力法作影响线 2.2.1 单跨静定梁的影响线 2.2.2 多跨静定梁的影响线 2.2.3 间接荷载作用下的影响线 2.2.4 桁架的轴力影响线 2.3 机动法作影响线 2.4 影响线的工程应用 2.4.1 工程中常用活载图示 2.4.2 利用影响线求量值 2.4.3 最不利荷载位置的确定 2.4.4 内力包络图 2.5 超静定结构影响线及工程结构应用 2.5.1 静力法 2.5.2 机动法 2.5.3 工程结构应用 专题3 结构动力学 3.1 结构动力分析的特点 3.1.1 动力荷载与静力荷载的区别 3.1.2 动力分析与静力分析的区别 3.2 动力荷载的分类 3.3 体系的动力自由度 3.4 单自由度体系运动方程的建立 3.4.1 动静法 3.4.2 重力的影响 3.4.3 刚度法和柔度法 3.4.4 拓展举例 3.5 单自由度体系的自由振动 3.5.1 自由振动的概念和初始条件 3.5.2 无阻尼自由振动 3.5.3 结构的自振频率 3.5.4 有阻尼自由振动 3.5.5 结构阻尼比的确定 3.6 单自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动 3.6.1 受迫振动的全解 3.6.2 受迫振动的稳态响应 3.6.3 动力放大系数及相频特性 3.6.4 结构最大动位移和最大动内力的计算 3.6.5 结构振动控制理念 3.7 一般周期荷载作用下单自由度体系的动力响应 3.8 任意荷载作用下单自由度体系的受迫振动 3.8.1 脉冲荷载作用下的动力响应 3.8.2 任意荷载作用下的动力响应——Duhamel积分 3.9 多自由度体系运动方程的建立 3.9.1 刚度法 3.9.2 柔度法 3.10 多自由度体系的自振频率和振型 3.10.1 刚度法确定自振频率 3.10.2 刚度法确定振型 3.10.3 柔度法确定自振频率和振型 3.10.4 工程举例 3.11 多自由度体系位移解表达式 3.12 振型的正交性及其应用 3.12.1 振型的正交性 3.12.2 振型正交性的应用 3.13 多自由度无阻尼体系受迫振动分析 3.13.1 简谐荷载作用下的结构响应分析 3.13.2 任意荷载作用下的结构响应分析——振型叠加法 3.14 多自由度有阻尼体系的受迫振动分析 3.14.1 Rayleigh阻尼及结构动力响应分析 3.14.2 Rayleigh阻尼待定常数的确定 3.15 工程应用——地震作用下的结构响应分析 专题4 结构的弹性稳定 4.1 结构稳定性的概念 4.2 结构失稳破坏的类型 4.2.1 第一类稳定问题（分支点失稳） 4.2.2 第二类稳定问题（极值点失稳） 4.2.3 跳跃失稳 4.3 临界荷载的确定 4.3.1 静力法确定临界荷载 4.3.2 能量法确定临界荷载 4.4 组合压杆的稳定性 4.4.1 剪切变形对临界荷载的影响 4.4.2 缀条式组合压杆的稳定计算 4.4.3 缀板式组合压杆的稳定计算 附录A 主要符号表 参考文献