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绪论1

拓展与实训4

职业能力训练4

模块一 约束反力分析与计算6

单元1 刚体静力学6

单元概述6

学习目标6

重点难点6

1.1 刚体静力学基本知识7

1.1.1 刚体的概念7

1.1.2 力的概念7

1.1.3 刚体静力学公理7

1.2 荷载的分类及简化9

1.2.1 荷载的概念及分类9

1.2.2 工程常见荷载的简化9

1.3 约束与约束反力10

1.3.1 约束与约束反力的概念10

1.3.2 工程中常见的约束与约束反力10

1.4 受力分析与受力图13

1.4.1 结构计算简图13

1.4.2 受力分析方法13

1.4.3 受力分析与受力图实例14

拓展与实训17

职业能力训练17

项目模拟训练18

单元2 平面汇交力系20

单元概述20

学习目标20

重点难点20

2.1 平面汇交力系的构成21

2.1.1 基本概念21

2.1.2 工程实例21

2.2 平面汇交力系的合成22

2.2.1 合力投影定理22

2.2.2 求解平面汇交力系解析法23

2.2.3 平面汇交力系的平衡条件24

2.3 平面汇交力系实例25

拓展与实训28

职业能力训练28

项目模拟训练29

单元3 平面力偶系31

单元概述31

学习目标31

重点难点31

3.1 力对点之矩及合力矩定理32

3.1.1 基本概念32

3.1.2 力对点之矩32

3.1.3 合力矩定理32

3.2 力偶构成及基本性质34

3.2.1 力偶的概念34

3.2.2 力偶矩的计算34

3.2.3 力偶的基本性质35

3.3 平面力偶系的合成与平衡35

3.3.1 平面力偶系合成35

3.3.2 平面力偶系平衡条件36

3.4 平面力偶系平衡问题实例36

拓展与实训37

职业能力训练37

项目模拟训练38

单元4 平面一般力系39

单元概述39

学习目标39

重点难点39

4.1 平面一般力系的概念40

4.1.1 基本概念40

4.1.2 工程实例40

4.2 平面一般力系向一点的简化40

4.2.1 力的平移定理40

4.2.2 简化方法及结果41

4.3 平面一般力系平衡条件与平衡方程43

4.3.1 平面一般力系的平衡条件43

4.3.2 平面一般力系的平衡方程44

4.4 平面一般力系平衡问题实例44

4.4.1 单个刚体的平衡问题44

4.4.2 静定问题与超静定问题46

4.4.3 物体系统的平衡问题47

4.5 平面平行力系平衡问题50

4.5.1 平面平行力系的平衡方程50

4.5.2 平面平行力系实例50

拓展与实训51

职业能力训练51

项目模拟训练52

模块二 杆件对象的工程设计55

单元5 轴向拉伸与压缩55

单元概述55

学习目标55

重点难点55

5.1 弹性变形体静力分析56

5.1.1 变形固体及其基本假设56

5.1.2 内力与应力57

5.1.3 变形与应变58

5.1.4 杆件的变形形式58

5.2 拉-压杆的内力与内力图60

5.2.1 拉-压杆计算简图60

5.2.2 拉-压杆内力计算与内力图60

5.2.3 拉-压杆的应力63

5.3 拉-压杆的变形及计算64

5.3.1 纵向变形及横向变形65

5.3.2 胡克定律66

5.3.3 材料在拉-压时的力学性能67

5.4 拉-压杆的强度设计问题71

5.5 剪切与挤压的设计计算73

5.5.1 剪切问题的计算73

5.5.2 挤压问题的计算74

5.5.3 应力集中的概念76

拓展与实训77

职业能力训练77

项目模拟训练78

单元6 扭转81

单元概述81

学习目标81

重点难点81

6.1 扭转问题概念82

6.1.1 扭转的概念82

6.1.2 扭转问题工程实例82

6.2 扭矩与扭矩图82

6.2.1 扭矩82

6.2.2 扭矩图84

6.3 圆轴扭转时的应力与强度计算84

6.3.1 圆轴扭转时的应力85

6.3.2 金属材料圆轴扭转实验86

6.3.3 扭转的强度计算90

6.4 截面的几何性质92

6.4.1 形心和静矩92

6.4.2 截面的惯性矩和惯性积96

拓展与实训98

职业能力训练98

项目模拟训练98

单元7 弯曲100

单元概述100

学习目标100

重点难点100

7.1 梁平面弯曲的概念101

7.1.1 工程实例与计算简图101

7.1.2 静定梁的基本形式102

7.2 梁的内力——剪力与弯矩103

7.2.1 剪力与弯矩的概念103

7.2.2 剪力图与弯矩图106

7.2.3 应用叠加法绘制内力图111

7.3 梁的弯曲应力113

7.3.1 弯曲正应力及强度条件113

7.3.2 提高梁抗弯强度的措施120

7.3.3 弯曲切应力及强度条件122

拓展与实训125

职业能力训练125

项目模拟训练125

模块三 组合分析与稳定计算131

单元8 应力状态131

单元概述131

学习目标131

重点难点131

8.1 应力状态构成分类132

8.2 平面应力状态分析132

8.2.1 斜截面上的应力133

8.2.2 主应力与主平面133

8.2.3 最大剪应力及所在平面136

8.2.4 梁的主应力及主应力迹线138

拓展与实训139

职业能力训练139

项目模拟训练140

单元9 组合变形强度计算141

单元概述141

学习目标141

重点难点141

9.1 组合变形的工程概念142

9.1.1 基本概念142

9.1.2 工程实例142

9.2 斜弯曲142

9.2.1 斜弯曲梁的内力及应力143

9.2.2 斜弯曲梁的强度分析143

9.3 偏心拉-压145

9.3.1 偏心拉-压杆的内力及应力145

9.3.2 截面核心146

拓展与实训147

职业能力训练147

项目模拟训练149

单元10 压杆稳定151

单元概述151

学习目标151

重点难点151

10.1 压杆稳定的工程概念152

10.1.1 基本概念152

10.1.2 压杆稳定问题的分类153

10.2 细长压杆临界力的欧拉公式154

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界力154

10.2.2 其他杆端约束下细长压杆的临界力156

10.3 压杆临界力的计算157

10.3.1 临界应力157

10.3.2 欧拉公式的适用范围158

10.3.3 抛物线公式158

10.4 压杆稳定的工程计算159

10.4.1 安全因数法159

10.4.2 折减因数法159

10.4.3 压杆的稳定条件160

10.4.4 提高压杆稳定性的措施162

拓展与实训162

职业能力训练162

项目模拟训练163

模块四 静定结构的力学分析165

单元11 平面杆件体系的几何组成分析165

单元概述165

学习目标165

重点难点165

11.1 几何组成分析基本概念166

11.1.1 几何不变体系和几何可变体系166

11.1.2 几何组成分析的目的166

11.1.3 刚片、自由度及约束的概念166

11.2 几何不变体系的组成规则168

11.2.1 基本组成规则168

11.2.2 瞬变体系170

11.2.3 几何组成分析实例171

11.3 静定结构与超静定结构173

11.3.1 基本概念173

11.3.2 超静定次数的确定方法173

拓展与实训174

职业能力训练174

项目模拟训练175

单元12 静定结构的内力计算177

单元概述177

学习目标177

重点难点177

12.1 静定梁178

12.1.1 单跨静定梁178

12.1.2 多跨静定梁181

12.2 静定平面刚架186

12.2.1 工程概念186

12.2.2 内力计算186

12.3 三铰拱190

12.3.1 工程概念190

12.3.2 三铰拱的内力计算191

12.3.3 合理拱轴线194

12.4 静定平面桁架195

12.4.1 工程概念195

12.4.2 内力计算197

12.4.3 梁式桁架受力性能的比较201

12.5 静定平面组合结构202

12.5.1 工程概念202

12.5.2 内力计算202

拓展与实训203

职业能力训练203

项目模拟训练203

单元13 静定结构位移计算206

单元概述206

学习目标206

重点难点206

13.1 概述207

13.1.1 结构的变形及位移207

13.1.2 位移计算的目的207

13.2 结构位移计算的单位荷载法及图乘法208

13.2.1 位移计算模型及计算公式208

13.2.2 图乘法214

13.3 互等定理220

13.3.1 功的互等定理220

13.3.2 位移的互等定理221

13.3.3 反力互等定理221

13.3.4 反力位移互等定理222

拓展与实训222

职业能力训练222

项目模拟训练222

模块五 超静定结构求解方法225

单元14 力法225

单元概述225

学习目标225

重点难点225

14.1 力法基本原理226

14.1.1 力法的基本体系226

14.1.2 力法的基本未知量228

14.1.3 力法的基本方程230

14.1.4 力法的典型方程231

14.2 超静定梁和超静定刚架233

14.2.1 用力法计算超静定梁233

14.2.2 用力法计算超静定刚架236

14.3 超静定桁架和超静定组合结构240

14.3.1 用力法计算超静定桁架240

14.3.2 用力法计算铰结排架243

14.3.3 用力法计算超静定组合结构244

14.4 结构对称性的利用245

14.4.1 对称结构与对称荷载245

14.4.2 对称结构的计算248

拓展与实训251

职业能力训练251

项目模拟训练252

单元15 位移法255

单元概述255

学习目标255

重点难点255

15.1 位移法的基本原理256

15.1.1 位移法的概念256

15.1.2 位移法的基本未知量259

15.1.3 位移法的基本体系260

15.1.4 位移法的典型方程260

15.2 位移法计算超静定结构实例262

15.2.1 位移法的计算步骤262

15.2.2 无结点线位移结构的计算262

15.2.3 有结点线位移结构的计算266

15.2.4 对称结构的计算269

拓展与实训271

职业能力训练271

项目模拟训练271

单元16 力矩分配法274

单元概述274

学习目标274

重点难点274

16.1 力矩分配法基本原理275

16.1.1 力矩分配法的思路275

16.1.2 单结点力矩分配法277

16.2 力矩分配法计算实例280

16.2.1 连续梁的计算280

16.2.2 无侧移刚架的计算285

拓展与实训287

职业能力训练287

项目模拟训练288

单元17 影响线290

单元概述290

学习目标290

重点难点290

17.1 影响线工程示例291

17.2 静力法绘制简支梁的影响线291

1 7.2.1 反力影响线292

17.2.2 剪力影响线292

17.2.3 弯矩影响线293

17.3 机动法绘制简支梁的影响线295

17.3.1 基本原理295

17.3.2 绘制实例295

17.4 影响线的应用298

17.4.1 利用影响线求量值298

17.4.2 最不利荷载位置的确定300

17.5 简支梁的内力包络图及绝对最大弯矩303

17.5.1 简支梁的内力包络图304

17.5.2 绝对最大弯矩305

拓展与实训307

职业能力训练307

项目模拟训练308

附录310

附录A 常用截面几何性质310

附录B 型钢规格表312

附录C 工程术语324

附录D 参考答案335

参考文献337