结构力学

总结编者多年的教学经验，力求做到文字精炼、表述严谨，层次分明，概念准确。

以“基本概念、基本原理、基本方程”为主线，以结构工程实际为背景，以培养学生的结构分析能力为目标，来安排全书的章节内容及相关实例、习题等。

兼顾土建类、水利类、农业工程类不同专业和其它学科专业的学时需求，内容选编上达到多学时专业要求的广度和深度，中、少学时在教学中可适度取舍。

本书为高等院校“十二五”精品规划教材，以普通高等院校培养和造就“厚基础、广适应”的复合型、应用型人才为宗旨，结合土建类、水利类、农业工程类相关专业培养目标和教学要求编写的，编写过程中注意吸取近年来出版的相关教材的长处，又尽量反映内蒙古农业大学、大连海洋大学和洛阳理工学院3所院校诸位编者多年来的教学经验，并力求做到文字精炼、表述严谨，层次分明，概念准确。为使本书具有较广的适应面，还注意到了土建类、水利类、农业工程类不同专业和其他学科专业的学时需求，内容选编上达到多学时专业要求的广度和深度，中、少学时在教学中可适度取舍。

本书的编写本着以“基本概念、基本原理、基本方程”的三基为主线；以结构工程实际为背景；以培养学生的结构分析能力为目标，来安排全书的章节内容及相关实例、习题等。本书主要内容包括绪论、平面体系的几何组成分析、静定结构的内力分析、结构的位移计算、力法、位移法、渐近法计算超静定结构、影响线及其应用、矩阵位移法、结构动力学简介。为便于学习，全书各章均附有小结、复习思考题和习题，以及部分习题答案。

参加本书编写工作的有：李平（第1章、第2章），周海龙（第3章），高潮（第4章），申向东（第5章），李红云（第6章），周海龙、伍迪（第7章），余报楚（第8章），梁莉（第9章），王海龙（第10章）。本书由申向东任主编，高潮、李平、李红云、伍迪任副主编。

本书在编写过程中，吸收、引用了部分国内优秀结构力学教材的观点、例题及习题。编者在此谨向这些教材的编著者深表感谢。

本书的编写和出版得到了中国水利水电出版社、大连海洋大学、内蒙古农业大学、洛阳理工学院的大力支持和帮助，谨在此表示衷心的感谢。

在编写过程中，编写者、编辑出版者虽夙兴夜寐、尽心尽力，但限于编者水平，书中难免有不少缺点错误，敬请读者批评指正。

前言

第1章 绪论 1
1.1 结构力学的研究对象和任务 1
1.1.1 结构和结构的分类 1
1.1.2 结构力学的研究对象 2
1.1.3 结构力学的研究任务 3
1.1.4 结构力学的学习方法 3
1.2 工程结构实例和计算简图 3
1.2.1 计算简图的定义及其选择原则 3
1.2.2 计算简图的简化要点 3
1.2.3 工程结构实例 6
1.3 平面杆件结构的分类 8
1.3.1 按结构组成和受力特点分类 8
1.3.2 按计算方法的特点分类 10
1.4 荷载的性质与分类 10
1.5 基本假设 10
本章小结 11
第2章 平面体系的几何组成分析 12
2.1 概述 12
2.2 几何组成分析的基本概念 12
2.2.1 自由度（Degree of freedom） 12
2.2.2 约束 13
2.2.3 多余约束 13
2.2.4 虚铰（瞬铰） 15
2.2.5 体系的计算自由度 15
2.3 几何不变体系的组成规则 16
2.3.1 规则一 两刚片规则 16
2.3.2 规则二 三刚片规则 17
2.3.3 规则三 二元体规则 17
2.4 瞬变体系与常变体系 18
2.5 几何组成分析的步骤、方法和示例 19
2.6 体系的几何组成与静力特性的关系 20
2.7 无穷远铰的几何组成规则 21
2.7.1 一个虚铰在无穷远处 21
2.7.2 两个虚铰在无穷远处 21
2.7.3 三个虚铰在无穷远处 22
本章小结 22
思考题 23
习题 23
习题参考答案 26
第3章 静定结构的内力分析 27
3.1 静定结构内力计算的一般原则 27
3.1.1 静定结构内力计算的一般概念 27
3.1.2 内力与荷载集度之间的三种关系 29
3.1.3 直杆弯矩图的叠加法 31
3.1.4 静定结构的内力图 32
3.2 多跨静定梁 37
3.2.1 多跨静定梁的几何组成分析 38
3.2.2 多跨静定梁的内力计算 39
3.2.3 多跨静定梁在间接荷载作用下的
内力计算 42
3.3 静定平面刚架 43
3.3.1 静定平面刚架的几何组成形式 43
3.3.2 静定平面刚架的力学特点 44
3.3.3 静定平面刚架的杆端内力的计算及
内力图绘制 45
3.4 三铰拱 55
3.4.1 概述 55
3.4.2 三铰拱的内力计算 57
3.4.3 三铰拱的合理拱轴线 63
3.5 静定平面桁架 66
3.5.1 概述 66
3.5.2 内力计算 68
3.5.3 平面梁式桁架受力性能的比较 74
3.6 静定组合结构 76
3.6.1 组合结构的概念 76
3.6.2 组合结构的内力计算 77
3.7 静定结构的静力特性 80
3.8* 零载法判别复杂体系的几何组成 82
本章小结 84
思考题 85
习题 87
习题参考答案 95
第4章 结构的位移计算 98
4.1 概述 98
4.1.1 结构位移的概念 98
4.1.2 结构位移产生的原因 98
4.1.3 计算结构位移的目的 99
4.1.4 结构位移计算的有关假设 99
4.2 变形体的虚功原理 100
4.2.1 虚功 100
4.2.2 刚体的虚功原理 101
4.2.3 变形体的虚功原理 106
4.3 计算结构位移的一般公式——单位
荷载法 108
4.4 静定结构在荷载作用下的位移计算 110
4.5 图乘法 114
4.5.1 图乘法的计算公式 114
4.5.2 图乘法的分段和叠加 115
4.6 静定结构在非荷载因素作用下的
位移计算 123
4.6.1 静定结构由于温度改变的
位移计算 123
4.6.2 静定结构由于支座移动引起的
位移计算 126
4.7 线弹性结构的互等定理 127
4.7.1 虚功互等定理 127
4.7.2 位移互等定理 128
4.7.3 反力互等定理 128
4.7.4 反力位移互等定理 129
4.8 空间刚架的位移计算公式 130
本章小结 131
思考题 131
习题 131
习题参考答案 133
第5章 力法 134
5.1 超静定结构概述 134
5.1.1 超静定结构的特性 134
5.1.2 求解超静定结构的一般方法 135
5.2 力法的基本概念 136
5.2.1 力法的基本思路 136
5.2.2 力法的基本体系 137
5.2.3 力法的基本方程 137
5.3 超静定次数的确定 138
5.4 力法的典型方程 140
5.5 力法的计算步骤和示例 142
5.5.1 超静定桁架结构 142
5.5.2 超静定梁 143
5.5.3 超静定刚架 145
5.5.4 超静定拱 147
5.5.5 求解步骤 150
5.6 对称性的利用 151
5.6.1 对称结构 151
5.6.2 对称荷载与反对称荷载 151
5.6.3 对称结构的计算 152
5.6.4 取半边结构计算 153
5.7 支座移动和温度改变时的计算 157
5.7.1 支座移动时的计算 157
5.7.2 温度内力的计算 159
5.8 超静定结构位移的计算 159
5.8.1 超静定结构在荷载作用下的
位移计算 159
5.8.2 超静定结构多因素位移计算公式 160
5.8.3 综合因素影响下的位移公式 162
5.8.4 超静定结构计算的校核 162
5.9 超静定结构的特性 164
本章小结 165
思考题 166
习题 167
习题参考答案 172
第6章 位移法 174
6.1 位移法的基本概念 174
6.2 基本未知量的确定 176
6.2.1 结点角位移 177
6.2.2 结点线位移 177
6.3 等截面杆件的刚度方程 178
6.3.1 正负规定 178
6.3.2 转角位移方程 179
6.4 位移法示例 182
6.4.1 无侧移刚架 183
6.4.2 有侧移刚架 186
6.4.3 对称结构 192
6.5 位移法的基本体系与典型方程 195
6.5.1 位移法的基本体系 195
6.5.2 位移法的典型方程 196
6.6 支座移动和温度改变时的计算 201
6.6.1 支座移动 201
6.6.2 温度变化 202
本章小结 204
思考题 205
习题 205
习题参考答案 210
第7章 渐近法计算超静定结构 213
7.1 力矩分配法的基本概念 213
7.1.1 转动刚度 213
7.1.2 传递系数 214
7.1.3 分配系数 214
7.1.4 单结点的力矩分配 216
7.2 力矩分配计算连续梁和无侧移刚架 219
7.3 力矩分配法和位移法的联合运用 226
7.4 无剪力分配法 228
7.5* 多层多跨刚架的近似计算方法 232
7.5.1 分层计算法 232
7.5.2 反弯点法 234
本章小结 236
思考题 237
习题 237
习题参考答案 241
第8章 影响线及其应用 242
8.1 影响线的基本概念 242
8.2 用静力法作影响线 242
8.3 机动法作影响线的基本原理 247
8.4 影响线的应用 251
8.5 简支梁内力包络图 255
8.6 用机动法作单跨静定梁的影响线 257
8.7 连续梁的内力包络图 259
本章小结 261
思考题 262
习题 262
习题参考答案 264
第9章 矩阵位移法 266
9.1 概述 266
9.2 单元刚度矩阵 267
9.2.1 桁架单元的刚度矩阵 268
9.2.2 连续梁单元的刚度矩阵 269
9.2.3 刚架单元的刚度矩阵 269
9.2.4 单元刚度矩阵的性质 271
9.3 单元刚度矩阵的坐标变换 272
9.3.1 平面桁架单元的坐标变换 272
9.3.2 平面刚架单元的坐标变换 274
9.4 整体分析 274
9.5 非结点荷载的处理 281
9.6 矩阵位移法示例 283
本章小结 286
思考题 286
习题 287
习题参考答案 287
第10章 结构动力学简介 289
10.1 概述 289
10.1.1 结构动力计算的研究内容 289
10.1.2 动力荷载的分类 289
10.2 动力自由度 290
10.2.1 质量集中法 291
10.2.2 广义坐标法 292
10.2.3 有限元法 293
10.3 单自由度体系的振动分析 294
10.3.1 单自由度体系的自由振动 294
10.3.2 单自由度体系的受迫振动 297
10.3.3 阻尼对振动的影晌 302
10.4 多自由度体系的振动分析 306
10.4.1 多自由度体系的自由振动 306
10.4.2 多自由度体系的受迫振动 318
本章小结 323
思考题 323
习题 324
习题参考答案 326
主要参考文献 328

1. 结构力学（Ⅱ）专题教程同步辅导及习题全解 [主编 黄淑森]
2. 结构力学（Ⅰ）基本教程同步辅导及习题全解 [主编 黄淑森]