內容簡介
本書依據高等職業教育培養技術技能型人才的目標要求，圍繞知識的應用能力，用項目對能力進行反復訓練，整合理論知識和實踐知識，內容簡明扼要，通俗易懂，圖文配合緊密。
全書共分為12個項目，內容涵蓋了理論力學的靜力學、材料力學和結構力學的主要內容，包括緒論，靜力學基本知識，構件的受力分析，平面體系的幾何組成分析，靜定結構的平衡計算，桿件變形(包括軸向拉伸與壓縮、剪切與扭轉、彎曲、組合變形)的分析，壓桿穩定的分析，靜定結構的內力分析，靜定結構的位移計算，超靜定結構的內力計算等。附錄中包含平面圖形的幾何性質及型鋼表等內容。每個項目都有一定數量的強化習題，部分項目附有習題參考答案。
本書可作為高等職業院校、成人高校、繼續教育學院和民辦高校的土建類各專業的教材，如建筑工程技術、工程監理、基礎工程技術、工程管理、工程造價等相關專業，也可作為專升本考前復習、自學輔導用書，還可作為有關工程技術人員的參考用書。
前 言
本書在編寫過程中從高職建筑工程技術專業培養目標(施工員、質量員、安全員)和學生的實際出發，突出高等職業教育特色，依據職業活動體系的規律，采取以項目為載體、以工作任務為驅動、以學生為主體的思路組織教材內容，打破了原有教材體系的章節框架局限，將建筑力學基本理論進行重新整合，組織開發一體化課程教材，使學生在學習過程中能夠有的放矢，并能消除力學中枯燥理論知識與實際工程運用之間的溝壑，給學生提供良好的課內和課外學習材料，無論對學生掌握知識技能還是將來適應相關崗位工作都大有裨益。
本書著力體現以綜合職業能力培養為目標，以典型工作任務為載體的高職教育一體化課程特色，根據典型工作任務和工作過程設計，對傳統靜力學、材料力學和結構力學的內容進行了精選，將與建筑工程有關的力學內容融為一體。教材內容以必需、夠用為度，重點內容是建筑力學的基本理論和基本知識。旨在使學生建立建筑力學基本思想，能夠利用建筑力學知識指導施工員等相關職業崗位工作，并且通過進一步的學習和實踐，積累崗位發展能力，為從施工員崗位向項目經理和工程師崗位上升奠定理論和技能基礎。
本書由天津國土資源和房屋職業學院李泰松老師擔任主編，負責全書的統稿和項目3、項目10的編寫；中國人民解放軍軍事交通學院王艷紅(編寫項目1、項目2、項目4、項目5)和王美麗(編寫項目6、項目7、項目8、項目9)擔任副主編；天津國土資源和房屋職業學院高紅影老師(編寫項目11、項目12)參編。本書在編寫過程中得到了天津國土資源和房屋職業學院、中國人民解放軍軍事交通學院的大力支持，在此表示誠摯的謝意！
由于編者水平有限，本書難免有不足之處，敬請讀者批評指正。
編 者目 錄
緒論 1
一、建筑力學內容簡介 1
二、建筑力學的作用 1
三、學習建筑力學的目的 3
項目1 靜力學基本知識 5
項目概述 5
預備知識 5
1.1 基本概念 5
1.1.1 力的概念 5
1.1.2 力的表示方法 6
1.1.3 力系 6
1.2 剛體和變形體 7
1.3 靜力學公理 8
項目總結 10
項目強化 11
思考題 11
習題 11
項目2 構件的受力分析 13
項目概述 13
預備知識 13
2.1 約束與約束反力 13
2.1.1 約束和約束反力的概念 13
2.1.2 幾種常見約束及其約束反力 14
2.2 工程結構的計算簡圖及分類 18
2.2.1 結構計算簡圖 18
2.2.2 荷載的分類 21
2.2.3 桿系結構的分類 22
2.3 物體的受力分析與受力圖 24
2.3.1 脫離體和受力圖 24
2.3.2 畫受力圖的步驟及注意事項 24
典型任務 25
任務 構件的受力分析及受力圖 25
項目總結 29
項目強化 30
思考題 30
習題 31
項目3 平面體系的幾何組成分析 33
項目概述 33
預備知識 34
3.1 自由度和約束 34
3.1.1 剛片 34
3.1.2 自由度 34
3.1.3 約束 35
3.2 幾何不變體系的基本組成規則 37
3.2.1 二元體概念及規則 37
3.2.2 兩剛片規則 38
3.2.3 三剛片規則 38
3.3 靜定結構與超靜定結構 40
典型任務 40
項目總結 43
項目強化 44
習題 44
項目4 靜定結構的平衡計算 45
項目概述 45
預備知識 45
4.1 平面匯交力系 45
4.1.1 平面匯交力系的合成 46
4.1.2 平面匯交力系的平衡條件 48
4.2 平面力對點之矩與平面力偶 50
4.2.1 力對點之矩與合力矩定理 50
4.2.2 平面力偶 51
4.3 平面一般力系 54
4.3.1 平面一般力系的簡化 55
4.3.2 平面一般力系的平衡條件 59
4.4 物體系統的平衡 61
4.4.1 靜定與靜不定問題 61
4.4.2 物體系統的平衡 62
4.4.3 求解物系平衡問題的步驟 62
典型任務 63
任務一 力在坐標軸上的投影 63
任務二 平面力系向一點的簡化 63
任務三 平面力系的平衡問題 67
任務四 平面桿系結構的平衡計算 78
項目總結 81
項目強化 83
思考題 83
習題 85
項目5 桿件變形(軸向拉伸與壓縮)的分析與計算 91
項目概述 91
預備知識 91
5.1 材料力學基本概念 91
5.1.1 材料力學的任務 91
5.1.2 材料力學的變形及基本假設 93
5.1.3 桿件的內力、應力、變形與應變 93
5.2 軸向拉伸和壓縮時的內力與應力 96
5.2.1 軸向拉伸和壓縮的概念及實例 96
5.2.2 軸向拉伸和壓縮時的內力 97
5.2.3 軸向拉伸和壓縮時的應力 98
5.3 軸向拉伸和壓縮時的變形 101
5.3.1 絕對變形胡克定律 101
5.3.2 相對變形、泊松比 102
5.4 材料在軸向拉伸與壓縮時的力學性能 103
5.4.1 材料的拉伸和壓縮試驗 103
5.4.2 低碳鋼拉伸時的力學性能 104
5.4.3 其他金屬材料在拉伸時的力學性能 107
5.4.4 金屬材料在壓縮時的力學性能 107
5.4.5 幾種非金屬材料的力學性能 109
5.4.6 塑性材料和脆性材料的主要區別 110
5.5 軸向拉壓變形的強度條件 110
5.5.1 材料的極限應力 110
5.5.2 容許應力和安全系數 111
5.5.3 軸向拉(壓)桿的強度條件和強度計算 112
典型任務 113
任務一 計算桿件軸力及畫軸力圖 113
任務二 軸向拉壓桿件截面的應力計算 114
任務三 軸向拉壓桿件的變形計算 115
任務四 軸向拉壓桿件的強度計算 117
項目總結 121
項目強化 122
習題 122
項目6 桿件變形(剪切與扭轉)的分析與計算 125
項目概述 125
預備知識 125
6.1 剪切與擠壓的概念 125
6.1.1 剪切的概念 125
6.1.2 擠壓的概念 126
6.2 剪切與擠壓的實用計算 126
6.2.1 剪切的實用計算 126
6.2.2 擠壓的實用計算 127
6.3 剪切的胡克定律及剪應力互等定理 128
6.3.1 剪切胡克定律 128
6.3.2 剪應力互等定理 128
6.4 圓軸扭轉時的內力和應力 129
6.4.1 圓軸扭轉時的內力 129
6.4.2 圓軸扭轉時的應力 132
6.5 圓軸扭轉時的強度條件 133
典型任務 133
任務一 桿件剪切與擠壓的內力及強度計算 133
任務二 圓軸扭轉的內力及強度計算 136
項目總結 137
項目強化 139
習題 139
項目7 桿件變形(彎曲)的分析與計算 143
項目概述 143
預備知識 143
7.1 彎曲的基本概念 143
7.1.1 基本概念 143
7.1.2 單跨靜定梁的幾種形式 144
7.2 彎曲的內力 145
7.2.1 截面法求內力 145
7.2.2 簡易法求內力 146
7.2.3 用內力方程法繪制剪力圖和彎矩圖 147
7.2.4 微分關系法繪制剪力圖和彎矩圖 151
7.2.5 用疊加法畫彎矩圖 153
7.3 彎曲時的應力及強度計算 155
7.3.1 梁橫截面上的正應力 155
7.3.2 梁橫截面上的剪應力 156
7.3.3 梁的強度條件 158
7.4 彎曲的變形及剛度條件 161
7.4.1 撓度和轉角 161
7.4.2 用疊加法求梁的變形 162
7.4.3 梁的剛度條件 163
7.4.4 提高梁的剛度措施 163
典型任務 164
任務一 梁的正應力強度計算 164
任務二 梁的變形及剛度計算 173
項目總結 177
項目強化 178
習題 178
項目8 桿件變形(組合變形)的分析與計算 183
項目概述 183
預備知識 183
8.1 組合變形的概念與分析方法及計算原理 183
8.2 斜彎曲問題的應力和強度條件 184
8.2.1 斜彎曲的概念 184
8.2.2 斜彎曲時桿件的內力、應力的計算 185
8.2.3 斜彎曲時的強度條件 186
8.3 拉壓和彎曲組合變形的應力和強度條件 188
8.4 偏心拉壓的應力和強度條件 190
8.4.1 偏心拉壓的應力計算 190
8.4.2 截面核心 191
典型任務 192
任務一 斜彎曲的強度計算 192
任務二 拉伸(壓縮)和彎曲組合變形的強度計算 193
任務三 偏心拉伸(壓縮)的強度計算 194
項目總結 196
項目強化 197
習題 197
項目9 壓桿穩定的分析 201
項目概述 201
預備知識 201
9.1 壓桿穩定的概念 201
9.2 壓桿穩定的臨界力和臨界應力 202
9.2.1 細長壓桿臨界力計算公式——歐拉公式 202
9.2.2 歐拉公式的適用范圍 204
9.2.3 中長桿的臨界力計算——經驗公式、臨界應力總圖 205
9.3 壓桿的穩定計算 207
9.3.1 壓桿穩定條件 207
9.3.2 折減系數法 207
典型任務 209
任務一 壓桿臨界荷載與臨界應力的計算 209
任務二 壓桿穩定的實用計算 209
項目總結 211
項目強化 213
習題 213
項目10 靜定結構的內力分析 215
項目概述 215
預備知識 216
10.1 多跨靜定梁 216
10.1.1 多跨靜定梁的幾何組成特點 216
10.1.2 多跨靜定梁的內力分析 217
10.2 靜定平面剛架 218
10.2.1 靜定平面剛架的分類 219
10.2.2 剛架的主要結構特征 220
10.2.3 靜定平面剛架的內力分析 221
10.3 靜定平面桁架 222
10.3.1 桁架的定義及組成 222
10.3.2 靜定平面桁架的分類 223
10.3.3 靜定平面桁架的內力計算 224
10.4 三鉸拱 230
10.4.1 拱的分類與特點 230
10.4.2 三鉸拱的內力分析 232
10.4.3 三鉸拱的合理軸線 235
10.5 靜定組合結構 235
典型任務 236
任務一 靜定梁的內力計算和內力圖的繪制 236
任務二 靜定平面剛架的內力計算和內力圖的繪制 240
任務三 桁架的內力計算 245
任務四 三鉸拱的內力計算 249
任務五 靜定組合結構的內力分析 252
項目總結 253
項目強化 255
習題 255
項目11 靜定結構的位移計算 265
項目概述 265
預備知識 266
11.1 虛功原理及應用 266
11.1.1 虛功 266
11.1.2 變形體虛功原理 267
11.1.3 利用虛功原理求結構在荷載作用下的位移 268
11.2 靜定結構在支座移動時的位移計算 271
11.3 圖乘法 272
11.3.1 圖乘法原理 272
11.3.2 公式應用條件及注意問題 272
典型任務 275
任務一 利用圖乘法計算靜定梁的位移 275
任務二 利用圖乘法計算靜定平面剛架的位移 276
任務三 靜定平面桁架的位移計算 278
任務四 靜定結構支座移動時的位移計算 279
項目總結 280
項目強化 281
習題 281
項目12 超靜定結構的內力計算 283
項目概述 283
預備知識 283
12.1 超靜定結構概述 283
12.1.1 靜定結構和超靜定結構的特點 284
12.1.2 超靜定次數的確定及基本結構的取法 284
12.2 力法基本原理及典型方程 286
12.2.1 力法基本原理 286
12.2.2 力法典型方程 288
12.3 對稱結構力法方程的簡化 289
12.3.1 對稱基本結構的選取 290
12.3.2 半剛架法 292
12.4 位移法的基本概念及典型方程 293
12.4.1 位移法的基本概念 293
12.4.2 位移法的基本未知量 297
12.4.3 位移法典型方程 299
12.5 力矩分配法的基本概念及基本原理 301
12.5.1 基本概念 301
12.5.2 力矩分配法的基本原理 303
12.5.3 力矩分配法的計算步驟 303
典型任務 304
任務一 使用力法計算超靜定梁和平面剛架內力并繪制內力圖 304
任務二 力法計算對稱結構的內力并繪制內力圖 307
任務三 位移法計算梁和平面剛架的內力并繪制內力圖 309
任務四 力矩分配法計算連續梁和無側移剛架的內力并繪制內力圖 315
項目總結 317
項目強化 319
習題 319
附錄A 平面圖形的幾何性質 324
附錄B 型鋼表 341
附錄C 部分項目習題答案 353
參考文獻 363
