结构力学(Ⅱ)第4版

本书特色

本书遵循教育部教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。

内容简介

本套书分Ⅰ、Ⅱ两册，是在2006年第1版《结构力学（Ⅰ、Ⅱ）》（普通高等教育“十一五”重量规划教材）、2013年第2版和2018年第3版的基础上修订而成的。
第Ⅰ册共10章，内容包括：绪论、平面体系的几何组成分析、静定梁和静定刚架的受力分析、三铰拱和悬索结构的受力分析、静定桁架和组合结构的受力分析、虚功原理和结构的位移计算、力法、位移法、渐近法和近似法、影响线及其应用；第Ⅱ册共3章，内容包括：矩阵位移法（附有用C语言编制的平面刚架静力分析程序结构）、结构的动力计算、结构的稳定计算。
本套书采用“条理化”的论述方式，图文并茂，一目了然。本次修订着重于增强课程思政、工程联系和信息化支持，同时精炼纸质教材内容，力争打造成一部适应新时代要求、内容更新、教师好用、学生易读的教学用书。
本套书可作为普通高等学校宽口径的“大土木”专业（包括建筑工程、路桥、岩土工程、水利工程、城市地下工程和建筑安装等）的教材，也可供有关工程技术人员参考。为便于教师讲授，本套书配有电子课件，教师可通过http://www.cmpedu.com（机工教育服务网）注册后免费下载使用。

前言

第4版前言
本套书第1版于2006年8月出版，是以萧允徽老师为代表的老一辈结构力学教学团队总结三十余年教学经验，秉持“四个基本”原则（见第1版前言）编写的教师好用、学生好学的教材，被遴选为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”。第2版、第3版分别于2013年2月、2018年8月出版，主要从“三个加强”（见第3版前言）方面入手，新增数字资源在线支持，该系列教材被重庆大学校史馆选作“立德树人”主题展板。第4版是对前三版的扩展和升级，被遴选为“住房和城乡建设部‘十四五’规划教材”。
在对经典教材传承与发扬的指导思想下，本次修订未对第3版的基本框架和内容做重大调整，而是从国家对新工科人才培养的规划、实际工程对课堂教学的重塑、新时代教育信息技术的融入三个方面出发，进行“三增一精”的修订。具体修订内容如下：
一、增强思政元素。根据党的二十大精神以及中共中央、国务院《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》，在正文中有机融入课程思政；在原有“历史回顾”“趣味力学”等优质教学资源基础上，增加拓展阅读内容。采用纸媒与数字资源结合的形式，多方位呈现、展示思政元素。
二、增强工程联系。每章至少设置一道与实际工程相关的例题，让学生从工程中悟力学，从力学中见工程。考虑当前工程中电算普遍，但电算过程中荷载与结构模型简化的基础仍为力学，故加强了力学概念和通用方法的阐释，同时弱化非必要和近淘汰的计算技巧等内容。
三、增强信息化支持。将本教学团队在混合式教学中取得的部分成果纳入教材，并结合自研的“结构力学智能交互平台”，助力教师日常在线或混合式教学应用场景的智慧化升级，并尽量满足学生个性化定制自学及其对力学知识深入探究的兴趣。同时，在静定结构、超静定结构及动力学部分设置三个翻转任务，通过综合训练提升学生的电算分析能力。
四、精炼纸质教材内容。信息化时代学生的阅读和学习习惯愈发电子化，纸质教材宜转身为弥合知识碎片化等信息技术冲击所带来的不利影响的组织基架，起到提纲挈领的作用。故将判断题、单项选择题、填空题均移入数字资源。为照顾学生学习习惯，第4版恢复为常规的16开版式。
本次修订承蒙华南理工大学魏德敏教授精心审阅，谨此致谢。
为帮助读者深入学习结构力学，还配套出版有《结构力学辅导》（机械工业出版社出版，文国治主编），供读者学习参考。
恳请专家及其他读者对本套书不足之处给予批评和指正。
编者
2023年5月于重庆大学
第3版前言
第3版前言
本套书第1版于2006年8月出版，被遴选为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”。第2版于2013年2月出版，对第1版从八个方面进行了修订和完善。第3版是第1版和第2版的升级版。
本次修订的着眼点和着力点为“三个加强”——加强力学基础理论与土木工程应用相结合，加强自然科学教育与人文素质教育相结合，加强传统教学方式与现代教学手段相结合。
本版对原第2版的章节编排及其具体内容未做大的变动和修改，而主要是在新增数字资源在线支持，力求融图、文、声、像为一体方面做了一些新的探索，其具体做法是：于每章末设置“数字资源页”，引入数字资源，并列出明细菜单，方便读者扫描，讲求实效。
章末所附“数字资源页”内容，由“基本部分”和“特色栏目”两部分组成：
1.基本部分
（1）本章回顾：基本内容归纳与解题方法提示。
（2）思辨试题：为加深基本概念理解，培养学生思辨能力，编写有思考题128个，判断题174个，单选题138个，填空题155个，均附有题目解析和答案。
（3）自测试卷：为加强基本功训练和分阶段检测学习效果，给学生提供了“静定梁及静定刚架内力图的绘制自测题（含答案）3套，《结构力学》（Ⅰ）期末自测题（含答案）3套和《结构力学》（Ⅱ）期末自测题（含答案）3套”。
（4）动画演示：在“第12章 结构的动力计算”中，对每个例题所求出的体系主振型均给出相应的动画演示。
（5）难题解析：选择有关基本分析方法和基本计算方法的部分难题，通过视频进行重点讲解。
2.特色栏目
（1）“专家论坛”：注重学术性、可读性和前瞻性。
紧密结合各章内容的学习，特别编辑了我国力学界、工程界8位专家、教授关于力学在土木工程中的重要作用、广泛应用及发展前景的深刻见解和精辟论述，奉献给读者，以期激励莘莘学子拓宽视野，启迪思维，开创未来。
（2）“知识拓展”：注重启发性和应用性。
对第Ⅱ册（专题部分）所学有关基本知识做适当的拓展和延伸，向读者介绍我国相关科研成果在国家工程设计规范和规程编制中的实际应用。
（3）“趣味力学”：注重知识性和趣味性。
从日常生活、艺术创作和工程实例中，揭示力学的知识性和趣味性，从而增强年轻读者联系实际学习和研究力学课题的兴趣和能力。
本版由萧允徽和张来仪担任主编。参加修订和编写工作的还有：刘纲、文国治、陈名弟、王达诠。具体编写分工（以“数字资源”内容分）为：文国治、刘纲编写“本章回顾”；文国治、王达诠编写“思辨试题”“自测试卷”“难题解析”；陈名弟编写“动画演示”；萧允徽编写“专家论坛”“知识拓展”；刘纲编写“趣味力学”。全书由萧允徽和张来仪负责统稿，封面和“数字资源页”版面由萧力设计。
本版再次承蒙西安建筑科技大学刘铮教授精心审阅，谨此致谢。
本版所设“专家论坛”，得到重庆大学李开禧、张希黔、李英民、李正良、杨庆山、华建民、黄国庆等专家、教授的大力支持和热情参与，在此表示由衷感谢；同时，通过在“专家论坛”中选编和学习“谈计算力学”一文，表达对我国著名力学家、教育家钱令希院士的缅怀之情。
为帮助读者深入学习结构力学，还配套编写出版有《结构力学辅导》一书（文国治主编，刘纲副主编，机械工业出版社出版），供读者学习参考。
恳请专家及其他读者对本套书不足之处给予批评和指正。
编者
2018年5月
第2版前言
本版是在第1版《结构力学（Ⅰ、Ⅱ）》（普通高等教育“十一五”国家级规划教材）的基础上，根据教育部2008年审定的《结构力学课程教学基本要求（A类）》以及全国土木工程专业指导委员会2011年10月制定的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》，并认真总结近七年来的教学实践经验修订而成的。
本次修订工作，仍遵循第1版关于“四个基本”的编写原则，并保持第1版原有的鲜明特色，在以下几个方面进行了修订、完善和探索。
（1）为了加强本课程与专业课程以及工程实际的紧密联系，改写和充实了第1章绪论的内容。
（2）为了弥补第1版在培养学生对内力图绘制正误性判断能力上的不足，在第3章中强调了对静定结构内力图的校核。
（3）为了加深对变形图的正确理解，凡绘制各插图中的变形曲线时，均力求更能符合变形规律和反映变形特征；同时，通过贯穿于第6～9章中相关的例题和习题，着意培养学生勾绘变形曲线的能力。
（4）为了加强矩阵位移法基本原理的介绍，并与后续相关课程相衔接，改写了第11章；同时，考虑到目前程序编制的发展趋势，改用C语言编写了附录A中的平面刚架静力分析程序。
（5）为了贯彻“少而精”的原则，更方便本科教学，对于第13章第3节，即“13.3 确定临界荷载的能量法”一节，进行了重新编写，精选其中一种解法，而删去对多种解法的介绍及综述。
（6）为了论述更加严密和便于阅读了解，对一些文字和例题进行了修改和调整。
（7）为了更好地体现各个插图对诠释文中内容的作用，对所有插图的名称和标注，重新进行了规范和必要修改。
（8）为了更好地发挥“板书式”排版方式其“图文并茂，一目了然”的优点，本次修订对教材版式也做了进一步的完善。
本版由萧允徽、张来仪担任主编。参加修订工作的还有：文国治、王达诠（第Ⅰ册）和陈名弟（第Ⅱ册）。
本版再次承蒙西安建筑科技大学刘铮教授精心审阅，谨致谢意。
本版封面照片是编者自摄的重庆朝天门长江大桥（该桥为我国自行设计和建造的“世界**钢桁架拱桥”）。
欢迎专家及其他读者继续批评和指正。
编者
2013年1月
第1版前言
本套书是按照教育部审定的《结构力学课程教学基本要求》新编的教材，适用于普通高等学校宽口径的“大土木”专业（包括建筑工程、路桥、岩土工程、水利工程和建筑安装等），也可供有关工程技术人员参考。
为培养高素质创新型专门人才，本套书的编写坚持“基本概念的阐述要准确，基本原理的论证要透彻，基本方法的分析要具体，基本能力的培养要加强”的编写原则，在学习、继承的基础上，结合编者多年来从事结构力学教学、科研的实践，力求为读者提供一部内容精炼、版式新颖、教师好用、学生易读的新教材。本套书在以下几方面做了一些新的探索：
（1）专门为教师上课，特别是采用多媒体教学，设计了“板书式”（书横排，强调文、图、公式紧密结合）的排版方式，图文并茂，一目了然，以利于教师使用和学生理解。
（2）刻意依次编排推理层次，纲目清晰，采用多层次并对小节次也多冠以标题的“条理化”的论述方式，以突出结构变形行为的因果关系和逻辑环链。
（3）精选措辞，务求准确覆盖力学概念的内涵。
（4）丰富示例，用以验证理论的工程实用价值，为后续深化认识奠定坚实的基础。
（5）适当引入新的科研成果，以充实和更新教材内容，使力学原理和计算更贴近和反映工程实际。
本套书由萧允徽、张来仪主编，萧允徽、张来仪、陈名弟、王达诠共同编写完成。
本套书承蒙西安建筑科技大学刘铮教授和重庆大学张汝清教授精心审阅，提出了许多宝贵的意见，对提高书的质量起了重要作用。
本套书的编写得到重庆大学教材建设基金的资助，同时还得到了重庆大学土木工程学院及建筑力学教研室同仁的大力支持。赵更新、游渊、文国治为各章编写了思考题和习题，黎娟、刘纲绘制了插图。
藉本套书出版之际，编者在此一并致以衷心的谢忱。
限于编者水平，书中可能还存在不少问题，恳请读者批评指正。
编者
2006年7月

节选