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高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬

高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬

出版社：清華大學(xué)出版社出版時間：2020-09-01
開本： 其他 頁數(shù)： 336
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高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬 版權(quán)信息

高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬 本書特色

本教材分為上、下兩篇，教材在認(rèn)真總結(jié)了自己多年的教學(xué)成果基礎(chǔ)上，充分吸納當(dāng)前課程的課改成果編寫而成，建議先學(xué)習(xí)著從以下幾個方面了解圖書信息。 一是教材編寫過程中學(xué)生知識體系的構(gòu)建和能力的培養(yǎng)過程與方法；二是教學(xué)過程積累和制作的大量的微課、視頻、動畫、圖片、ppt以及案例資源；三是課程建設(shè)過程中建設(shè)的與教材對應(yīng)的課程教學(xué)網(wǎng)站，資源非常豐富；四是課程制作的大量力學(xué)趣味小實驗，以及同學(xué)們利用身邊的簡單素材自己動手進行試驗，將抽象的知識進行形象的演示，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，鍛煉學(xué)生的動手能力。

高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬 內(nèi)容簡介

本教材結(jié)合“面向職場的課程體系建設(shè)”教改成果和學(xué)生的實際需求編寫而成，全書共分土木工程力學(xué)基本認(rèn)知、影響線及其應(yīng)用等15章內(nèi)容,每章均有單元學(xué)習(xí)目標(biāo)章節(jié)小結(jié)、實驗與討論、習(xí)題。本書打破傳統(tǒng)教材的知識框架的封閉性，強化理論與實踐的結(jié)合，增加實驗與討論環(huán)節(jié)，采用互聯(lián)網(wǎng)+的形式，配有教學(xué)微課、動畫和課程網(wǎng)站等教學(xué)資源，突出重難點的教學(xué)。本書以上適用于建筑、橋梁、市政、道路、水利、設(shè)計等專業(yè)的教學(xué)，也可作為工程技術(shù)人員的參考書。

高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬 目錄

上篇 模塊 1認(rèn)知工程力學(xué) ………………………………………………… 3 1.……………………………… 4 1工程力學(xué)的研究對象與任務(wù) 1.1土木工程與力學(xué) …………………………………… 1.2工程力學(xué)的研究對象 ……………………………… 41. 1.3工程力學(xué)的任務(wù) …………………………………… 1.4工程力學(xué)的主要研究方法和課程的學(xué)習(xí)方法 …… 6 1.4 1.5 1. 1.2荷載的分類 ………………………………………………… 6 1.1荷載的概念 ………………………………………… 1.2荷載的分類 ………………………………………… 7 2. 1.3剛體和變形固體的概念 …………………………………… 8 1.1剛體 ………………………………………………… 83. 1.2變形固體 …………………………………………… 1.4結(jié)構(gòu)的計算簡圖與實驗?zāi)Ｐ?……………………………… 9 1.1計算簡圖 …………………………………………… 94. 1.2實驗?zāi)Ｐ?…………………………………………… 4.12 模塊小結(jié) …………………………………………………………14 實驗與討論 ………………………………………………………14 習(xí)題 ………………………………………………………………15 2.6 3.8 模塊 2靜力學(xué)基礎(chǔ) ………………………………………………… 17 1力的基本知識 ……………………………………………… 2.18 2.1基本概念 …………………………………………… 1.18 2.2靜力學(xué)基本公理 …………………………………… 1.19 2.………………………………… 22 2力在直角坐標(biāo)軸上的投影 2.1力在平面直角坐標(biāo)軸上的投影 …………………… 2.22 2.2合力投影定理 ……………………………………… 24 2. 2.3力矩 ………………………………………………………… 24 2.1力矩的概念 ………………………………………… 3.24 2.2合力矩定理 ………………………………………………………………… 25 3. 2.4力偶 ………………………………………………………………………………… 26 2.1力偶的概念 ………………………………………………………………… 26 4. 2.2力偶的性質(zhì) ………………………………………………………………… 27 4. 2.5約束與約束反力 …………………………………………………………………… 28 6物體的受力分析與受力圖 …………………………………………………………模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………36 實驗與討論 ………………………………………………………………………………37 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………38 2.33 模塊 3平面一般力系的簡化與平衡 ……………………………………………………… 42 1平面一般力系的簡化 ……………………………………………………………… 3.43 3.1力系等效與簡化的概念 …………………………………………………… 3.2力的平移定理 ……………………………………………………………… 43 1.43 1. 3平面匯交力系的簡化 ……………………………………………………… 4平面力偶系的簡化 ………………………………………………………… 5平面一般力系的簡化 ……………………………………………………… 46 1.44 1.45 1. 3.6平面一般力系的簡化結(jié)果分析 …………………………………………… 1.47 2平面一般力系的平衡 ……………………………………………………………… 3.48 3.1平面一般力系的平衡條件與平衡方程 …………………………………… 48 2. 3.2幾種特殊平面力系的平衡方程 …………………………………………… 2.51 3簡單剛體系統(tǒng)的平衡問題 …………………………………………………………模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………55 實驗與討論 ………………………………………………………………………………56 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………57 3.53 模塊 4平面圖形的幾何性質(zhì) ……………………………………………………………… 59 1計算平面圖形的形心 ……………………………………………………………… 4.60 4.2面積矩 ……………………………………………………………………………… 63 4.1面積矩的定義 ……………………………………………………………… 63 2. 4.2面積矩與形心位置坐標(biāo)的關(guān)系 …………………………………………… 2.63 4.3計算面積矩 ………………………………………………………………… 2.63 3慣性矩 ……………………………………………………………………………… 4.64 4.1慣性矩的定義 ……………………………………………………………… 64 2簡單圖形對形心軸的慣性矩 ……………………………………………… 64 3. 4平行移軸公式和組合截面的慣性矩 ……………………………………………… 4.66 4.1平行移軸公式 ……………………………………………………………… 4.66 4.2組合截面的慣性矩 …………………………………………………………67 4.模塊小結(jié) ………………………………………………………………………………… 69 Ⅴ 實驗與討論 ………………………………………………………………………………70 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………70 模塊 5分析桿件的內(nèi)力 …………………………………………………………………… 72 5.1桿件的基本變形及其特點 ………………………………………………………… 72 5.1軸向拉伸與壓縮 …………………………………………………………… 73 1. 5.2剪切 ………………………………………………………………………… 5.3扭轉(zhuǎn) ………………………………………………………………………… 5.4平面彎曲 …………………………………………………………………… 74 1. 5.2內(nèi)力與截面法 ……………………………………………………………………… 75 5.1內(nèi)力的概念 ………………………………………………………………… 75 2. 5.2截面法 ……………………………………………………………………… 75 2. 5.3分析軸向拉伸和壓縮桿件內(nèi)力 …………………………………………………… 76 1.73 1.74 5.1計算軸力 …………………………………………………………………… 77 3. 5.2軸力圖 ……………………………………………………………………… 3.78 5.………………………………………………………………… 80 4分析扭轉(zhuǎn)軸的內(nèi)力 5.1功率、轉(zhuǎn)速與外力偶矩之間的關(guān)系 ……………………………………… 80 4. 5.2扭矩和扭矩圖 ……………………………………………………………… 4.80 5分析梁的內(nèi)力 ……………………………………………………………………… 5.82 5.1梁的內(nèi)力 …………………………………………………………………… 82 5. 5.2剪力圖和彎矩圖 …………………………………………………………… 5.85 5.3彎矩、剪力和載荷集度間的關(guān)系及其應(yīng)用 ……………………………… 90 5. 5.4用疊加法畫彎矩圖 ………………………………………………………… 5.94 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………98 實驗與討論 ………………………………………………………………………………99 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………99 模塊 6計算軸向拉 (壓)桿的強度與變形 ………………………………………………… 103 6.1工程中的軸向受拉 (壓)構(gòu)件 …………………………………………………… 103 2工程中的軸向受拉 (壓)構(gòu)件的應(yīng)力 …………………………………………… 6.104 6.3軸向受拉 (壓)構(gòu)件的變形 ……………………………………………………… 106 6.……………………………………………… 109 4材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性質(zhì) 6.1材料在拉伸時的力學(xué)性質(zhì) ……………………………………………… 109 4. 6.2材料在壓縮時的力學(xué)性質(zhì) ……………………………………………… 4.111 6.3塑性材料和脆性材料的比較 …………………………………………… 112 4. 6.4許用應(yīng)力與安全系數(shù) …………………………………………………… 113 4. 6.5軸向拉 (壓)桿件的強度條件 …………………………………………………… 114 6應(yīng)力集中的概念 ………………………………………………………………… 6.116 6.7連接件的實用計算 ……………………………………………………………… 117 6.1剪切的概念及工程實例 ………………………………………………… 117 7. 2剪切的實用計算 ………………………………………………………… 3擠壓的實用計算 ………………………………………………………… 119 7. 6.4實用計算舉例 ……………………………………………………………120 7.模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………123 實驗與討論 ………………………………………………………………………………124 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………126 7.118 模塊 7計算扭轉(zhuǎn)的強度與剛度 …………………………………………………………… 128 7.1工程中的受扭構(gòu)件 ……………………………………………………………… 128 2計算圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力與變形 ………………………………………………… 7.129 7.1橫截面上的應(yīng)力 ………………………………………………………… 129 2. 2計算極慣性矩和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù) ………………………………………… 3圓桿扭轉(zhuǎn)時的變形 ……………………………………………………… 131 2.131 2. 7.4切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律 ……………………………………… 2.131 7.…………………………………………… 132 3圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度條件與剛度條件 7.1圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度條件 ………………………………………………… 132 3. 7.2圓軸扭轉(zhuǎn)時的剛度條件 ………………………………………………… 3.133 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………134 實驗與討論 ………………………………………………………………………………134 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………135 模塊 8計算梁的強度與剛度 ……………………………………………………………… 136 8.…………………………………………………………… 137 1梁橫截面上的正應(yīng)力 8.1試驗觀察與分析 ………………………………………………………… 137 1. 8.2正應(yīng)力計算公式 ………………………………………………………… 1.138 8.3正應(yīng)力公式的使用條件 ………………………………………………… 138 1. 2梁橫截面上的切應(yīng)力 …………………………………………………………… 8.138 8.1矩形截面梁橫截面上的切應(yīng)力 ………………………………………… 2.138 8.2其他截面梁的切應(yīng)力 …………………………………………………… 139 2. 8.3計算梁的強度 …………………………………………………………………… 141 8.1*大應(yīng)力 ………………………………………………………………… 3.141 8.2梁的強度條件 …………………………………………………………… 141 3. 8.3提高梁彎曲強度的措施 ………………………………………………… 3.144 4計算梁的變形和剛度 …………………………………………………………… 8.146 8.1撓度和轉(zhuǎn)角 ……………………………………………………………… 146 4. 8.2梁的撓曲線近似微分方程 ……………………………………………… 4.147 8.3積分法計算梁的位移 …………………………………………………… 148 4. 8.4疊加法求撓度和轉(zhuǎn)角 …………………………………………………… 4.149 Ⅶ 8.5校核梁的剛度 …………………………………………………………… 151 4. 8.5梁的主應(yīng)力和主應(yīng)力軌跡線 …………………………………………………… 152 8.1應(yīng)力狀態(tài)的概念和分類 ………………………………………………… 152 5. 8.2梁上任一點應(yīng)力狀態(tài)的分析 …………………………………………… 153 5. 8.3梁內(nèi)主應(yīng)力及主應(yīng)力跡線 ……………………………………………… 5.155 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………156 實驗與討論 ………………………………………………………………………………157 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………159 模塊 9計算壓桿的穩(wěn)定性 ………………………………………………………………… 161 1穩(wěn)定問題的提出 ………………………………………………………………… 9.161 9.1工程中的穩(wěn)定問題 ……………………………………………………… 161 1. 9.2壓桿的穩(wěn)定平衡與不穩(wěn)定平衡 ………………………………………… 1.163 2細(xì)長中心壓桿的臨界力 ………………………………………………………… 9.165 1兩端鉸支細(xì)長壓桿 ……………………………………………………… 2其他支承形式壓桿的臨界力 …………………………………………… 2.165 2.165 3壓桿的臨界應(yīng)力、臨界總應(yīng)力圖 ………………………………………………… 9.166 9.1臨界應(yīng)力 ………………………………………………………………… 9.2歐拉公式的適用范圍 …………………………………………………… 167 3.166 3. 9.3超出比例極限時壓桿的臨界應(yīng)力 ……………………………………… 167 3. 9.4計算壓桿的穩(wěn)定性 ……………………………………………………………… 170 9.1穩(wěn)定條件 ………………………………………………………………… 170 4. 9.2計算壓桿的穩(wěn)定性 ……………………………………………………… 4.173 9.…………………………………………………………177 5提高壓桿穩(wěn)定性的措施 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………179 實驗與討論 ………………………………………………………………………………179 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………180 下篇 模塊 10分析平面體系的幾何組成 ……………………………………………………… 185 10.…………………………………………………………… 185 1幾何組成分析的目的 2計算體系的自由度 ……………………………………………………………… 10.186 10.3幾何不變體系的簡單組成規(guī)則 ………………………………………………… 188 10.1二元體規(guī)則 …………………………………………………………… 188 3. 10.2兩剛片規(guī)則 …………………………………………………………… 189 3. 10.3三剛片規(guī)則 …………………………………………………………… 3.189 10.4瞬變體系 ……………………………………………………………… 190 3. 10.4幾何組成分析示例 ……………………………………………………………… 190 5幾何構(gòu)造與靜定性的關(guān)系 ………………………………………………………模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………194 實驗與討論 ………………………………………………………………………………194 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………195 10.193 模塊 11計算靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 …………………………………………………………… 196 11.1計算靜定梁的內(nèi)力 ……………………………………………………………… 197 11.1靜定梁的類型 ………………………………………………………… 11.2靜定梁內(nèi)力符號規(guī)定 ………………………………………………… 198 1. 11.3內(nèi)力與外荷載的關(guān)系 ………………………………………………… 11.4計算單跨靜定梁的內(nèi)力 ……………………………………………… 200 1. 11.5計算多跨靜定梁的內(nèi)力 ……………………………………………… 201 1. 11.2計算靜定剛架的內(nèi)力 …………………………………………………………… 204 11.1剛架的特點 …………………………………………………………… 204 2. 11.2計算剛架的內(nèi)力 ……………………………………………………… 1.197 1.199 2.205 11.……………………………………………………… 206 3計算靜定平面桁架的內(nèi)力 11.1桁架的特點 …………………………………………………………… 206 3. 11.2計算桁架的內(nèi)力 ……………………………………………………… 3.207 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………211 實驗與討論 ………………………………………………………………………………211 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………212 模塊 12計算靜定結(jié)構(gòu)的位移 …………………………………………………………… 215 12.………………………………………………………………………… 216 1虛功原理 12.1廣義力與廣義位移 …………………………………………………… 216 1. 12.2變形體的虛功原理 …………………………………………………… 1.217 2結(jié)構(gòu)位移計算的一般公式 ……………………………………………………… 12.218 12.1單位荷載法 …………………………………………………………… 218 2. 12.2單位荷載的設(shè)置 ……………………………………………………… 2.219 3計算荷載作用下靜定結(jié)構(gòu)的位移 ……………………………………………… 12.220 12.3.1計算靜定梁、靜定剛架的位移 ………………………………………… 220 12.2計算靜定桁架的位移 ………………………………………………… 3.224 4計算支座移動時靜定結(jié)構(gòu)的位移 ………………………………………………模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………225 實驗與討論 ………………………………………………………………………………226 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………227 12.225 13.1超靜定結(jié)構(gòu)概述 ………………………………………………………………… 230 模塊 13力法計算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力 ……………………………………………………… 229 Ⅸ 13.1超靜定結(jié)構(gòu)的特點 …………………………………………………… 230 1. 13.2超靜定次數(shù)的確定 …………………………………………………… 1.230 2力法的基本原理 ………………………………………………………………… 13.232 13.1基本結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………… 232 2. 13.2基本未知量 …………………………………………………………… 13.3基本方程 ……………………………………………………………… 232 2. 13.4典型方程 ……………………………………………………………… 2.232 2.233 13.………………………………………………………… 235 3力法的計算步驟和示例 13.1力法的計算步驟 ……………………………………………………… 235 3. 13.2力法的應(yīng)用舉例 ……………………………………………………… 3.235 4對稱性的利用 …………………………………………………………………… 13.237 13.1對稱結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………… 237 4. 13.2正對稱荷載和反對稱荷載 …………………………………………… 13.3半結(jié)構(gòu)法 ……………………………………………………………… 241 4.238 4. 13.5計算超靜定結(jié)構(gòu)的位移和校核*后內(nèi)力圖 …………………………………… 243 13.1計算超靜定結(jié)構(gòu)的位移 ……………………………………………… 5.243 13.2校核超靜定結(jié)構(gòu)*后內(nèi)力圖 …………………………………………245 5.模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………247 實驗與討論 ………………………………………………………………………………247 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………247 模塊 14位移法計算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力 …………………………………………………… 250 14.1位移法的基本原理 ……………………………………………………………… 251 14.……………………………………………………………… 253 2位移法的典型方程 14.1基本未知量 …………………………………………………………… 253 2. 14.2基本結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………… 2.255 14.3基本方程 ……………………………………………………………… 256 2. 14.4典型方程 ……………………………………………………………… 257 2. 14.3位移法的計算步驟和示例 ……………………………………………………… 259 4對稱性的利用 ……………………………………………………………………模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………271 實驗與討論 ………………………………………………………………………………271 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………272 14.268 模塊 15力矩分配法計算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力 ……………………………………………… 275 1力矩分配法的基本概念 ………………………………………………………… 15.275 15.2用力矩分配法計算連續(xù)梁和無結(jié)點線位移剛架 ………………………………283 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………289 實驗與討論 ……………………………………………………………………………… 289 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………290 模塊 16繪制與應(yīng)用結(jié)構(gòu)影響線 ………………………………………………………… 291 1影響線概述 ……………………………………………………………………… 16.292 16.1工程中提出的問題 …………………………………………………… 292 1. 16.2影響線的概念 ………………………………………………………… 292 1. 2繪制影響線 ……………………………………………………………………… 16.293 16.1靜力法繪制影響線 …………………………………………………… 293 2. 16.2機動法繪制影響線 …………………………………………………… 296 2. 3影響線的應(yīng)用 …………………………………………………………………… 16.299 16.1利用影響線求量值 …………………………………………………… 299 3. 16.2鐵路和公路的標(biāo)準(zhǔn)荷載制 …………………………………………… 3.301 16.3求荷載的*不利位置 ………………………………………………… 3.302 16.…………………………………………304 4簡支梁的內(nèi)力包絡(luò)圖和絕對*大彎矩 模塊小結(jié) …………………………………………………………………………………309 實驗與討論 ………………………………………………………………………………309 習(xí)題 ………………………………………………………………………………………310 參考文獻 ………………………………………………………………………………………313 附錄 1主要符號表 …………………………………………………………………………314 附錄 2型鋼規(guī)格表 (GB/T706—2016)…………………………………………………… 315
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高等職業(yè)教育土木建筑大類專業(yè)系列規(guī)劃教材工程力學(xué)基礎(chǔ)/周立軍 楊紅芬 作者簡介

周立軍，男，43歲，日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院副院長，建筑與土木工程碩士，副教授，一級建造師，山東省陽光服務(wù)平臺評標(biāo)專家。2011年度、2012年度被評為山東省建筑業(yè)技師崗位培訓(xùn)優(yōu)秀教師；為國家制圖員考評員；日照市建筑工程質(zhì)量評審專家。多次被評為優(yōu)秀黨員、優(yōu)秀教師和優(yōu)秀教育工作者。

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