上篇工程力学部分1

第一章绪论1

第一节工程力学的研究对象及其任务1

第二节工程力学的力学模型和研究方法2

一、工程力学的力学模型2

二、工程力学的研究方法3

第三节杆件变形的基本形式4

本章小结5

课后练习题5

第二章静力学基本知识6

第一节力、力系、荷载6

一、力6

二、力系7

三、荷载7

第二节静力学公理8

一、二力平衡公理8

二、加减平衡力系公理9

三、力的平行四边形法则9

四、作用与反作用公理10

第三节力矩与力偶10

一、力矩10

二、力偶12

三、力偶矩12

四、力偶的三要素13

五、力偶的基本性质13

六、力的平移定理13

第四节约束和约束反力15

一、柔体约束15

二、光滑接触面约束15

三、光滑圆柱铰链约束16

四、固定端约束17

五、链杆约束18

第五节物体的受力分析18

一、受力图18

二、单个物体的受力分析19

三、物体系统的受力分析20

本章小结22

课后练习题22

第三章平面力系的合成与平衡26

第一节平面汇交力系26

一、平面汇交力系合成与平衡的几何法26

二、平面汇交力系合成与平衡的解析法28

第二节平面力偶系31

一、平面力偶系的合成31

二、平面力偶系的平衡条件32

第三节平面一般力系的简化33

一、平面一般力系向作用面内任意一点的简化33

二、平面一般力系的简化结果分析34

第四节平面一般力系的平衡条件及应用36

一、平衡条件和平衡方程36

二、平衡方程的应用37

三、物体系统的平衡39

四、静定与超静定问题42

本章小结43

课后练习题44

第四章轴向拉伸与压缩52

第一节轴向拉（压）时横截面上的内力52

一、轴力的计算53

二、轴力图55

第二节轴向拉（压）时截面上的应力55

一、应力的概念55

二、轴向拉（压）时横截面上的正应力56

三、轴向拉（压）时斜截面上的应力57

第三节轴向拉（压）时的变形计算59

一、纵向变形和横向变形59

二、胡克定律59

第四节材料在拉伸和压缩时的力学性能60

一、材料拉伸时的力学性能61

二、材料压缩时的力学性能63

三、两类材料力学性能的比较65

第五节轴向拉（压）时的强度计算65

一、许用应力与安全系数65

二、强度条件66

三、强度条件的应用66

第六节应力集中的概念68

一、应力集中的概念68

二、应力集中对构件强度的影响68

本章小结69

课后练习题69

第五章剪切和挤压74

第一节概述74

第二节剪切和挤压的实用计算75

一、剪切的实用计算75

二、挤压的实用计算76

第三节剪切胡克定律与切应力互等定理79

一、剪切胡克定律79

二、切应力互等定理79

本章小结80

课后练习题80

第六章扭转82

第一节扭转的概念82

一、扭转的受力特点和变形特点82

二、外力偶矩的计算82

第二节圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩83

一、扭矩的计算83

二、扭矩图84

第三节圆轴扭转时横截面上的应力86

第四节圆轴扭转时的强度计算90

第五节矩形截面杆扭转时的应力简介91

一、非圆截面杆扭转问题的概述91

二、矩形截面杆的扭转92

本章小结94

课后练习题94

第七章截面的几何性质98

第一节重心和静矩98

一、重心98

二、静矩101

三、静矩和形心101

四、组合图形的静矩和形心位置计算102

第二节惯性矩、极惯性矩和惯性积104

一、惯性矩及简单图形的惯性矩104

二、极惯性矩106

三、惯性积106

第三节惯性矩的平行移轴公式108

一、平行移轴公式108

二、组合图形惯性矩计算109

本章小结111

课后练习题111

第八章梁的内力114

第一节梁的弯曲114

一、弯曲变形的概念114

二、平面弯曲的概念115

第二节梁的内力——剪力和弯矩115

一、剪力和弯矩的概念115

二、剪力和弯矩的正负号规定116

三、计算剪力和弯矩的规律118

第三节剪力图和弯矩图119

一、剪力图和弯矩图119

二、剪力图和弯矩图的绘制步骤120

第四节剪力图、弯矩图的作图规律124

一、剪力、弯矩与荷载集度间的关系124

二、剪力图和弯矩图的规律125

第五节叠加法绘制弯矩图128

一、叠加原理128

二、叠加法绘制弯矩图128

本章小结131

课后练习题131

第九章梁的应力及强度计算135

第一节纯弯曲梁横截面上的正应力135

一、纯弯曲时正应力公式推导136

二、弯曲正应力公式的适用条件138

第二节梁横截面上的切应力139

一、矩形截面梁横截面上的切应力140

二、工字形截面梁的切应力140

三、圆形截面梁横截面上的最大切应力141

第三节梁的抗弯强度计算143

一、弯曲正应力的强度计算143

二、梁的切应力强度校核147

第四节提高梁抗弯强度的措施148

一、降低最大弯矩值的措施148

二、选择合理的截面形状149

第五节梁的应力状态151

一、应力状态的概念151

二、平面应力状态的数解法——斜截面上的应力计算公式152

三、平面应力状态的图解法——应力圆法154

四、梁的主应力迹线156

五、应力现象分析157

本章小结159

课后练习题159

第十章组合变形164

第一节组合变形的概念164

一、组合变形的概念164

二、组合变形的解题方法164

第二节斜弯曲165

一、正应力计算165

二、正应力强度条件166

第三节偏心压缩（拉伸）168

一、单向偏心压缩（拉伸）时的正应力计算168

二、双向偏心压缩（拉伸）时的正应力计算169

第四节截面核心的概念171

本章小结172

课后练习题173

第十一章压杆稳定175

第一节压杆稳定的概念175

第二节临界力和临界应力176

一、欧拉公式176

二、欧拉公式的适用范围177

三、临界应力总图178

第三节压杆的稳定计算179

一、压杆的稳定条件179

二、压杆的稳定计算182

三、提高压杆稳定性的措施185

本章小结186

课后练习题186

下篇结构力学部分188

第十二章绪论188

第一节结构力学的研究对象及其任务188

一、结构的概念188

二、结构的分类188

三、结构力学的研究对象189

四、结构力学的任务190

第二节结构的计算简图190

一、计算简图的概念190

二、结构的简化190

三、荷载的简化193

四、示例193

第三节杆件结构的分类194

一、梁194

二、拱194

三、刚架194

四、桁架195

五、组合结构195

本章小结196

课后练习题196

第十三章平面体系的几何组成分析199

第一节几何组成分析的基本概念199

一、几何不变体系与几何可变体系199

二、自由度199

三、瞬变体系200

四、约束200

第二节几何不变体系的基本组成规则201

一、三刚片规则202

二、两刚片规则202

三、二元体规则203

第三节几何组成分析方法及示例203

一、几何可变体系203

二、几何组成分析方法及示例204

第四节结构的静力学特征与几何组成的关系206

本章小结207

课后练习题208

第十四章静定梁和静定平面刚架212

第一节单跨静定梁212

一、单跨静定梁的形式212

二、支座反力和内力的计算213

三、内力图的绘制215

四、叠加法作弯矩图219

第二节多跨静定梁220

一、多跨静定梁的几何组成和受力特点220

二、多跨静定梁的内力分析221

第三节静定平面刚架223

一、静定平面刚架的类型及受力特点223

二、静定平面刚架的内力分析224

本章小结229

课后练习题230

第十五章三铰拱236

第一节三铰拱的受力特点236

第二节三铰拱的支座反力和内力的计算237

一、支座反力的计算237

二、内力的计算238

三、内力图的绘制240

第三节三铰拱压力线及合理拱轴线242

一、压力线及合理拱轴线的概念242

二、几种常见的合理拱轴线242

本章小结244

课后练习题244

第十六章静定平面桁架及组合结构247

第一节桁架的组成和分类247

一、桁架的概念247

二、桁架的分类249

第二节平面桁架的数解法250

一、结点法250

二、截面法253

三、截面法和结点法的联合应用254

第三节桁架外形与受力性能的比较255

一、平行弦桁架256

二、抛物线形桁架256

三、三角形桁架256

第四节组合结构257

本章小结258

课后练习题259

第十七章静定结构的位移计算263

第一节结构位移概述263

一、位移概述263

二、计算结构位移的目的264

三、结构位移计算基础264

第二节虚功原理及虚功方程265

一、功的概念及其计算265

二、实功和虚功266

三、虚功原理267

四、虚功方程268

五、虚功原理的应用269

第三节单位荷载法269

一、单位荷载法269

二、结构位移的计算公式270

第四节静定结构在荷载作用下的位移计算272

一、积分法272

二、图乘法279

第五节温度改变、制造误差、支座位移引起的结构位移计算292

一、温度改变引起的位移292

二、制造误差引起的位移294

三、支座位移引起的结构位移295

第六节弹性结构的互等定理297

一、功的互等定理297

二、位移互等定理298

三、反力互等定理299

四、反力与位移互等定理299

本章小结300

课后练习题300

第十八章力法305

第一节超静定结构概述305

一、超静定结构305

二、超静定结构的类型306

三、超静定结构的超静定次数307

第二节力法的几个基本点309

一、力法的基本思路309

二、力法的基本未知量309

三、力法的基本结构309

四、力法的基本方程310

五、力法的基本原理310

第三节力法典型方程312

第四节荷载作用下各种超静定结构的力法计算313

一、力法的解题步骤313

二、力法计算举例314

第五节对称性的利用320

一、结构的对称性和荷载的对称性320

二、对称性利用之一：选取对称的基本结构进行计算321

三、对称性利用之二：选取半边结构进行计算323

第六节温度改变和支座位移时超静定结构的内力计算325

一、温度变化时的内力计算325

二、支座位移时的内力计算327

第七节超静定结构的位移计算和最后内力图的校核328

一、超静定结构的位移计算328

二、超静定结构最后内力图的校核330

第八节超静定结构与静定结构的比较332

本章小结333

课后练习题333

第十九章超静定拱的计算338

第一节两铰拱的计算338

第二节无铰拱的计算341

一、弹性中心法341

二、系数和自由项的简化342

三、内力计算343

第三节温度改变和混凝土收缩对无铰拱的影响345

一、温度改变的影响345

二、混凝土收缩的影响346

第四节支座移动对无铰拱的影响347

本章小结348

课后练习题348

第二十章位移法及应用350

第一节位移法适用范围及基本概念350

第二节位移法基本未知量和基本体系的确定352

一、结点独立角位移的确定352

二、结点独立线位移的确定352

三、位移法的基本体系352

第三节等截面直杆转角位移方程355

一、两端固定的等截面直杆356

二、一端固定一端铰支的等截面直杆356

三、一端固定一端滑动的等截面直杆356

第四节位移法典型方程358

第五节位移法的应用360

一、仅有结点独立角位移的结构360

二、仅有结点独立线位移的结构362

三、既有独立结点角位移又有独立线位移的结构363

本章小结365

课后练习题365

第二十一章力矩分配法369

第一节力矩分配法的适用范围及其基本概念369

一、转动刚度（S）369

二、分配系数（μ）370

三、传递系数（C）370

第二节单结点的力矩分配法371

第三节多结点的力矩分配法374

本章小结380

课后练习题380

第二十二章影响线及其应用384

第一节影响线的概念384

第二节我国公路和铁路的标准荷载制385

第三节静力法绘制单跨静定梁的影响线386

一、简支梁的影响线386

二、外伸梁的影响线388

三、内力图与内力影响线的区别389

第四节机动法绘制多跨静定梁的影响线389

一、机动法的基本原理390

二、机动法绘制多跨静定梁影响线390

第五节结点荷载作用下的影响线391

第六节影响线的应用392

一、利用影响线求固定荷载作用下的量值392

二、利用影响线确定最不利荷载位置394

第七节简支梁的绝对最大弯矩398

第八节简支梁的内力包络图400

第九节连续梁的影响线及其应用简介402

本章小结403

课后练习题403

附录408

附录一课后练习题参考答案408

附录二土木工程力学课程参考教学要求427

附录三型钢表431

参考文献441 2100433B