本書是結構力學的專題應用，主要討論矩陣位移法、影響線及其應用、結構動力學、結構的彈性穩(wěn)定四大專題內容。緊扣結構力學課程來源工程、反哺工程的特點，本書以工程案例作為導入，采用感性入手、理性探究的教學理念進行撰寫和組織，有機融入課程思政案例，注重理論知識與工程應用的結合，內容豐富、全面，敘述詳盡，非常適用于結構力學課程的一線教學，既可作為土木工程、鐵道工程等專業(yè)的教材，又可兼作其他專業(yè)學生、教師及有關工程技術人員參考用書。
本書為國家一流本科課程配套教材，為新形態(tài)教材，配套有63個微課視頻、63個教學課件、習題答案等教學資源，適合作為土木工程、鐵道工程等專業(yè)的教材。
隨著我國基礎建設的持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)步推進，國家越來越需要大量的高層次土木工程創(chuàng)新型專業(yè)人才。如果把土木工程專業(yè)知識比作一幢大廈，那么結構力學課程便是這座大廈的基石。根據高等學校力學基礎課程指導分委員會提出的結構力學課程基本要求，該課程主要分為基本部分和專題部分。本書為結構力學的專題應用，主要討論了矩陣位移法、影響線及其應用、結構動力學、結構的彈性穩(wěn)定四大專題內容。
本書緊扣結構力學課程來源工程、反哺工程的特點，以工程案例作為導入，采用感性入手、理性探究的教學理念進行組織和編寫，有機融入課程思政案例，注重理論知識與工程應用的結合，完全能夠適應以強化工程能力與創(chuàng)新能力為特點的新工科建設。本書內容豐富、全面，敘述詳盡，課后不僅包括思考與討論、習題，還包括工程案例分析類的拓展思考，非常適合結構力學課程的一線教學。本書既可作為土木工程、鐵道工程等專業(yè)的教材，又可兼作其他專業(yè)學生、教師及有關工程技術人員的參考用書。
本書由北京交通大學曹艷梅、徐艷秋主編，其中徐艷秋編寫了矩陣位移法、影響線及其應用兩個專題，曹艷梅編寫了結構動力學、結構的彈性穩(wěn)定兩個專題。
由于編者能力有限，本書不足之處在所難免，敬請專家讀者批評指正。
編者
2025年3月于北京交通大學
曹艷梅，副教授，碩士生導師，北京交通大學土木建筑工程學院橋梁系。徐艷秋，北京交通大學土建學院副教授。
專題1矩陣位移法
11概述
12結構的離散
121坐標系
122結點整體碼、單元碼、結點局部碼
123結點整體位移編碼、單元定位向量
13單元分析
131單元桿端力向量及桿端位移向量
132局部坐標系下單元剛度矩陣
133單元剛度矩陣的坐標轉換
134整體坐標系下單元剛度矩陣
14整體分析
141建立結構的結點力列向量
142建立結點位移協調方程
143建立結點平衡方程
144組集原始剛度矩陣
145引入邊界條件，求出未知結點位移
146求解單元桿端力
15計算實例
專題2影響線及其應用
21影響線的概念
22靜力法作影響線
221單跨靜定梁的影響線
222多跨靜定梁的影響線
223間接荷載作用下的影響線
224桁架的軸力影響線
23機動法作影響線
24影響線的工程應用
241工程中常用活載圖示
242利用影響線求量值
243最不利荷載位置的確定
244內力包絡圖
25超靜定結構影響線及工程結構應用
251靜力法
252機動法
253工程結構應用
專題3結構動力學
31結構動力分析的特點
311動力荷載與靜力荷載的區(qū)別
312動力分析與靜力分析的區(qū)別
32動力荷載的分類
33體系的動力自由度
34單自由度體系運動方程的建立
341動靜法
342重力的影響
343剛度法和柔度法
344拓展舉例
35單自由度體系的自由振動
351自由振動的概念和初始條件
352無阻尼自由振動
353結構的自振頻率
354有阻尼自由振動
355結構阻尼比的確定
36單自由度體系在簡諧荷載作用下的受迫振動
361受迫振動的全解
362受迫振動的穩(wěn)態(tài)響應
363動力放大系數及相頻特性
364結構最大動位移和最大動內力的計算
365結構振動控制理念
37一般周期荷載作用下單自由度體系的動力響應
38任意荷載作用下單自由度體系的受迫振動
381脈沖荷載作用下的動力響應
382任意荷載作用下的動力響應Duhamel積分
39多自由度體系運動方程的建立
391剛度法
392柔度法
310多自由度體系的自振頻率和振型
3101剛度法確定自振頻率
3102剛度法確定振型
3103柔度法確定自振頻率和振型
3104工程舉例
311多自由度體系位移解表達式
312振型的正交性及其應用
3121振型的正交性
3122振型正交性的應用
313多自由度無阻尼體系受迫振動分析
3131簡諧荷載作用下的結構響應分析
3132任意荷載作用下的結構響應分析振型疊加法
314多自由度有阻尼體系的受迫振動分析
3141Rayleigh阻尼及結構動力響應分析
3142Rayleigh阻尼待定常數的確定
315工程應用地震作用下的結構響應分析
專題4結構的彈性穩(wěn)定
41結構穩(wěn)定性的概念
42結構失穩(wěn)破壞的類型
421第一類穩(wěn)定問題（分支點失穩(wěn)）
422第二類穩(wěn)定問題（極值點失穩(wěn)）
423跳躍失穩(wěn)
43臨界荷載的確定
431靜力法確定臨界荷載
432能量法確定臨界荷載
44組合壓桿的穩(wěn)定性
441剪切變形對臨界荷載的影響
442綴條式組合壓桿的穩(wěn)定計算
443綴板式組合壓桿的穩(wěn)定計算
附錄A主要符號表
參考文獻
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