本書是結(jié)構(gòu)力學(xué)的專題應(yīng)用，主要討論矩陣位移法、影響線及其應(yīng)用、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定四大專題內(nèi)容。緊扣結(jié)構(gòu)力學(xué)課程來(lái)源工程、反哺工程的特點(diǎn)，本書以工程案例作為導(dǎo)入，采用感性入手、理性探究的教學(xué)理念進(jìn)行撰寫和組織，有機(jī)融入課程思政案例，注重理論知識(shí)與工程應(yīng)用的結(jié)合，內(nèi)容豐富、全面，敘述詳盡，非常適用于結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的一線教學(xué)，既可作為土木工程、鐵道工程等專業(yè)的教材，又可兼作其他專業(yè)學(xué)生、教師及有關(guān)工程技術(shù)人員參考用書。
本書為國(guó)家一流本科課程配套教材，為新形態(tài)教材，配套有63個(gè)微課視頻、63個(gè)教學(xué)課件、習(xí)題答案等教學(xué)資源，適合作為土木工程、鐵道工程等專業(yè)的教材。
隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)步推進(jìn)，國(guó)家越來(lái)越需要大量的高層次土木工程創(chuàng)新型專業(yè)人才。如果把土木工程專業(yè)知識(shí)比作一幢大廈，那么結(jié)構(gòu)力學(xué)課程便是這座大廈的基石。根據(jù)高等學(xué)校力學(xué)基礎(chǔ)課程指導(dǎo)分委員會(huì)提出的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程基本要求，該課程主要分為基本部分和專題部分。本書為結(jié)構(gòu)力學(xué)的專題應(yīng)用，主要討論了矩陣位移法、影響線及其應(yīng)用、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定四大專題內(nèi)容。
本書緊扣結(jié)構(gòu)力學(xué)課程來(lái)源工程、反哺工程的特點(diǎn)，以工程案例作為導(dǎo)入，采用感性入手、理性探究的教學(xué)理念進(jìn)行組織和編寫，有機(jī)融入課程思政案例，注重理論知識(shí)與工程應(yīng)用的結(jié)合，完全能夠適應(yīng)以強(qiáng)化工程能力與創(chuàng)新能力為特點(diǎn)的新工科建設(shè)。本書內(nèi)容豐富、全面，敘述詳盡，課后不僅包括思考與討論、習(xí)題，還包括工程案例分析類的拓展思考，非常適合結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的一線教學(xué)。本書既可作為土木工程、鐵道工程等專業(yè)的教材，又可兼作其他專業(yè)學(xué)生、教師及有關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。
本書由北京交通大學(xué)曹艷梅、徐艷秋主編，其中徐艷秋編寫了矩陣位移法、影響線及其應(yīng)用兩個(gè)專題，曹艷梅編寫了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定兩個(gè)專題。
由于編者能力有限，本書不足之處在所難免，敬請(qǐng)專家讀者批評(píng)指正。
編者
2025年3月于北京交通大學(xué)
曹艷梅，副教授，碩士生導(dǎo)師，北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院橋梁系。徐艷秋，北京交通大學(xué)土建學(xué)院副教授。
專題1矩陣位移法
11概述
12結(jié)構(gòu)的離散
121坐標(biāo)系
122結(jié)點(diǎn)整體碼、單元碼、結(jié)點(diǎn)局部碼
123結(jié)點(diǎn)整體位移編碼、單元定位向量
13單元分析
131單元桿端力向量及桿端位移向量
132局部坐標(biāo)系下單元?jiǎng)偠染仃?br />133單元?jiǎng)偠染仃嚨淖鴺?biāo)轉(zhuǎn)換
134整體坐標(biāo)系下單元?jiǎng)偠染仃?br />14整體分析
141建立結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)力列向量
142建立結(jié)點(diǎn)位移協(xié)調(diào)方程
143建立結(jié)點(diǎn)平衡方程
144組集原始剛度矩陣
145引入邊界條件，求出未知結(jié)點(diǎn)位移
146求解單元桿端力
15計(jì)算實(shí)例
專題2影響線及其應(yīng)用
21影響線的概念
22靜力法作影響線
221單跨靜定梁的影響線
222多跨靜定梁的影響線
223間接荷載作用下的影響線
224桁架的軸力影響線
23機(jī)動(dòng)法作影響線
24影響線的工程應(yīng)用
241工程中常用活載圖示
242利用影響線求量值
243最不利荷載位置的確定
244內(nèi)力包絡(luò)圖
25超靜定結(jié)構(gòu)影響線及工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用
251靜力法
252機(jī)動(dòng)法
253工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用
專題3結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)
31結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的特點(diǎn)
311動(dòng)力荷載與靜力荷載的區(qū)別
312動(dòng)力分析與靜力分析的區(qū)別
32動(dòng)力荷載的分類
33體系的動(dòng)力自由度
34單自由度體系運(yùn)動(dòng)方程的建立
341動(dòng)靜法
342重力的影響
343剛度法和柔度法
344拓展舉例
35單自由度體系的自由振動(dòng)
351自由振動(dòng)的概念和初始條件
352無(wú)阻尼自由振動(dòng)
353結(jié)構(gòu)的自振頻率
354有阻尼自由振動(dòng)
355結(jié)構(gòu)阻尼比的確定
36單自由度體系在簡(jiǎn)諧荷載作用下的受迫振動(dòng)
361受迫振動(dòng)的全解
362受迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)
363動(dòng)力放大系數(shù)及相頻特性
364結(jié)構(gòu)最大動(dòng)位移和最大動(dòng)內(nèi)力的計(jì)算
365結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理念
37一般周期荷載作用下單自由度體系的動(dòng)力響應(yīng)
38任意荷載作用下單自由度體系的受迫振動(dòng)
381脈沖荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)
382任意荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)Duhamel積分
39多自由度體系運(yùn)動(dòng)方程的建立
391剛度法
392柔度法
310多自由度體系的自振頻率和振型
3101剛度法確定自振頻率
3102剛度法確定振型
3103柔度法確定自振頻率和振型
3104工程舉例
311多自由度體系位移解表達(dá)式
312振型的正交性及其應(yīng)用
3121振型的正交性
3122振型正交性的應(yīng)用
313多自由度無(wú)阻尼體系受迫振動(dòng)分析
3131簡(jiǎn)諧荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
3132任意荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析振型疊加法
314多自由度有阻尼體系的受迫振動(dòng)分析
3141Rayleigh阻尼及結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析
3142Rayleigh阻尼待定常數(shù)的確定
315工程應(yīng)用地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
專題4結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定
41結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念
42結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞的類型
421第一類穩(wěn)定問題（分支點(diǎn)失穩(wěn)）
422第二類穩(wěn)定問題（極值點(diǎn)失穩(wěn)）
423跳躍失穩(wěn)
43臨界荷載的確定
431靜力法確定臨界荷載
432能量法確定臨界荷載
44組合壓桿的穩(wěn)定性
441剪切變形對(duì)臨界荷載的影響
442綴條式組合壓桿的穩(wěn)定計(jì)算
443綴板式組合壓桿的穩(wěn)定計(jì)算
附錄A主要符號(hào)表
參考文獻(xiàn)
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