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引论 1

0-1　土木工程与力学 1

0-2　土木工程力学的发展简史 2

0-3　土木工程力学课程的任务 2

0-4　土木工程力学分析和解决问题的基本思路与方法 3

0-5　学习土木工程力学的核心是培养力学素质 3

基础篇 5

第一章　力和力偶 5

1-1　力 5

1-1-1　力的概念 5

1-1-2　作用力与反作用力 5

1-1-3　力的效应 7

1-1-4　力与力系的等效 7

1-2　力的投影 8

1-2-1　力在直角坐标轴上的投影 8

1-2-2　合力投影定理 10

1-3　力矩 11

1-3-1　力对点之矩 11

1-3-2　合力矩定理 13

1-4　力偶 14

1-4-1　力偶和力偶矩 14

1-4-2　力偶的性质 14

1-4-3　平面力偶系的合成 15

1-4-4　力向一点平移的结果 16

1-5　力作用下杆件的基本变形 17

1-5-1　杆件的几何特性 18

1-5-2　力作用下杆件的基本变形 18

第二章　力学模型 20

2-1　力学模型的概念 20

2-1-1　力学模型的建立 20

2-1-2　力学模型的分类 20

2-2　力学理论模型 21

2-2-1　受力物体的模型 21

2-2-2　受力的模型 22

2-3　力学计算模型 22

2-3-1　结构的平面简化 22

2-3-2　杆件的简化 23

2-3-3　结点的简化 23

2-3-4　支座的简化 24

2-3-5　荷载的简化 24

2-3-6　选取力学计算简图的原则和实例 24

结构篇 27

第三章　结构分析基础 27

3-1　结构的平衡分析 27

3-1-1　结构平衡的概念 27

3-1-2　整体平衡和局部平衡 27

3-1-3　力系平衡的基本原理——二力平衡 27

3-1-4　平面力偶系的平衡 28

3-2　结构的约束分析 30

3-2-1　结构约束的概念 30

3-2-2　约束的类型 30

3-3　结构受力分析 33

3-3-1　受力分析的方法 33

3-3-2　受力分析的步骤 33

3-3-3　单个物体的受力分析 33

3-3-4　简单结构的受力分析 34

3-4　结构的几何组成分析 37

3-4-1 几何组成分析的目的 37

3-4-2　几何不变体系的简单组成规则 38

3-4-3　瞬变体系的简单介绍 38

3-4-4　几何组成分析方法 39

3-4-5　静定结构和超静定结构 40

第四章　结构约束力计算 43

4-1　静力平衡方程 43

4-1-1　力系平衡的数学表达——静力平衡方程 43

4-1-2　平面受力的特殊情况及其平衡方程 44

4-1-3　空间受力平衡方程的简介 45

4-1-4　静力平衡方程数与结构静定性的关系 46

4-2　简单构件的约束力计算 48

4-2-1　简单构件约束力计算的方法 48

4-2-2　梁和柱的约束力计算 48

4-3　静定结构约束力计算 52

4-3-1　平面杆件结构的分类 52

4-3-2　静定结构约束力求解的一般原则 53

4-3-3　多跨静定梁的约束力计算 54

4-3-4　平面桁架的约束力计算 55

4-3-5　静定平面刚架的约束力计算 56

4-3-6　三铰拱的约束力计算 57

第五章　杆件和结构的内力计算 61

5-1　杆件和结构的内力 61

5-1-1　内力的概念 61

5-1-2　计算内力的基本方法 61

5-1-3　内力的分量 62

5-1-4　内力分量的正负号规定 62

5-1-5　杆件内力的变化和内力控制截面 63

5-2　柱的内力和轴力图 63

5-2-1　柱和轴向拉（压）杆的内力 63

5-2-2　轴力图 64

5-3　梁的内力与剪力图、弯矩图 66

5-3-1　梁与平面弯曲 66

5-3-2　梁的剪力和弯矩 67

5-3-3　梁的内力图——剪力图和弯矩图 69

5-4　绘制梁内力图的常用方法 71

5-4-1　控制面法作梁的内力图 71

5-4-2　叠加法作梁的内力图 75

5-5　静定结构的内力分析方法 82

5-5-1　静定结构内力分析方法 82

5-5-2　受弯结构作内力图的顺序 82

5-6　静定多跨梁的内力图 83

5-7　静定平面刚架的内力和内力图 86

5-7-1　刚架的特点 86

5-7-2　刚架中各杆的杆端内力 87

5-7-3　刚架的内力图 88

5-8　静定平面珩架的内力计算 93

5-8-1　桁架的特点 93

5-8-2　静定平面桁架内力计算的方法和原则 94

5-8-3　静定平面桁架的内力计算 96

5-9　三铰拱的内力计算简介 101

5-9-1　三铰拱的内力计算简介 101

5-9-2　三铰拱的合理拱轴线 103

5-10　静定结构的性质 105

第六章　材料的力学性能和杆件的失效 107

6-1　轴向荷载作用下材料的力学性能 107

6-1-1　材料的轴向拉伸试验 108

6-1-2　正应力和正应变 108

6-1-3　应力-应变曲线 109

6-1-4　胡克定律 111

6-1-5　材料失效的两种形式 111

6-1-6　塑性材料和脆性材料不同性能的比较 113

6-2　构件的失效及其分类 114

6-2-1　构件失效的概念 114

6-2-2　构件失效的种类 114

第七章　应力、强度失效和强度条件 116

7-1　强度失效和强度条件 116

7-1-1　强度失效、极限应力 116

7-1-2　许用应力、安全因数 116

7-2　截面的几何性质 117

7-2-1　截面的形心、组合截面形心 118

7-2-2　截面二次矩 121

7-2-3　平行移轴定理 121

7-2-4　组合图形的截面二次矩 122

7-2-5　惯性半径 123

7-3　基本变形时构件中的应力 125

7-3-1　切应力和切应变 125

7-3-2　基本变形时的应力分布 127

7-3-3　基本变形时的应力公式及其适用条件 130

7-3-4　弯曲正应力与弯曲切应力的比较 135

7-3-5　弯曲截面系数 135

7-4　基本变形时的强度条件 138

7-4-1　轴向拉（压）杆的强度条件和强度计算 138

7-4-2　剪切、挤压时的强度条件 140

7-4-3　梁的正应力强度条件和强度计算 142

7-4-4　梁的切应力强度条件介绍 145

7-5　主应力 147

7-6　提高梁抗弯强度的途径 149

7-6-1　选择合理的截面 149

7-6-2　合理安排梁的受力分布 150

7-6-3　采用变截面梁 150

7-7　组合变形的强度计算 151

7-7-1　组合变形的概念和举例 151

7-7-2　组合变形强度计算的思路 152

7-7-3　偏心受压 152

第八章　杆件的变形、刚度失效和刚度条件 158

8-1　轴向拉（压）变形 158

8-1-1　利用胡克定律计算变形 158

8-1-2　轴向拉（压）的刚度条件 160

8-2　梁弯曲时的变形 161

8-2-1　挠度和转角 162

8-2-2　各种梁在不同荷载作用下的变形 162

8-2-3　叠加法求梁的挠度 163

8-2-4　梁的刚度校核 164

8-2-5　提高梁的刚度的措施 165

8-3　静定结构在荷载作用下的位移计算 167

8-3-1　结构位移的概念 167

8-3-2　结构位移计算的目的 167

8-3-3　变形体的虚功原理 167

8-3-4　单位荷载法 168

8-3-5　图乘法 169

第九章　压杆屈曲失效和稳定条件 176

9-1　压杆的屈曲失效 176

9-1-1　压杆的屈曲失效 176

9-1-2　三类压杆的不同失效形式 177

9-2　压杆的临界荷载 177

9-2-1　压杆稳定的概念 177

9-2-2　三类杆的临界荷载 178

9-2-3　杆端约束对临界荷载的影响 180

9-2-4　柔度的概念 181

9-3　压杆的稳定条件和实用计算 184

9-3-1　压杆的稳定条件 184

9-3-2　安全因数和折减因数法 184

9-4　提高压杆稳定性的措施 187

第十章　超静定结构的解法 190

10-1　超静定结构的主要特征 190

10-1-1　超静定结构的主要特征 190

10-1-2　超静定结构的类型 191

10-1-3　超静定次数的确定 192

10-2　力法的基本原理 196

10-3　用力法计算超静定刚架 199

10-4　对称性利用简介 203

非常规荷载篇 210

第十一章 动力荷载对构件的影响分析 210

11-1　匀加速直线运动构件的应力 210

11-1-1　惯性力的概念 210

11-1-2　达朗贝尔原理与“动静法” 211

11-1-3　作匀加速直线运动构件内的动应力 211

11-1-4　匀速前进吊车突然刹车时吊绳内的动应力 214

11-2　构件受冲击时的应力 214

11-2-1 自由落体冲击 215

11-2-2　起吊重物匀速下降时吊车突然刹车的冲击 216

11-2-3　提高构件抗冲击能力的措施 216

第十二章 移动荷载对构件的影响分析 218

12-1　移动荷载和影响线 218

12-2　影响线作法 220

12-2-1　简支梁支座约束力的影响线 220

12-2-2　简支梁指定截面弯矩的影响线 220

12-2-3　简支梁指定截面剪力的影响线 222

12-2-4　机动法作连续梁的影响线 222

12-3　影响线的应用 224

12-3-1　利用影响线求固定荷载作用的量值 224

12-3-2　利用影响线确定荷载最不利分布和位置 227

12-4　简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩 228

12-4-1　简支梁内力包络图的概念 228

12-4-2　简支梁内力包络图的作法 229

12-4-3　绝对最大弯矩的概念 229

12-5　连续梁的最不利荷载组合 231

12-5-1　荷载组合的概念 231

12-5-2　最不利荷载组合概念 232

12-5-3　最不利荷载组合的方法简介 232

型钢规格表 234

练习参考答案 243

主要参考文献 249