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钢结构的平面内稳定(童根树)与钢结构的平面外稳定(童根树)
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钢结构的平面内稳定(童根树) 本书通过简单模型系统地阐述了判断结构稳定性的基本原理、方法和过 程。通过压杆弹性稳定性的研究，介绍了轴力作用后构件刚度的变化，钢结 构构件截面的弹塑性性能，截面发生塑性流动的现象，压杆弹塑性失稳的数 值积分方法，各种变分原理和基于变分原理的近似解析法和有限单元法；详 细讲述了框架稳定、剪切失稳、剪切失稳和弯曲失稳的相互作用，变截面构 件的弹性和弹塑性稳定，双重抗侧力结构体系的稳定性，框架结构分类，压 弯杆的稳定性，框架柱按照整层失稳进行平面内稳定计算的方法，非线性分 析基础，框架结构几何和材料非线性分析的拖动坐标法，非线性分析单元刚 度矩阵的刚体检验，增量-迭代计算的广义刚度参数法。对拱的稳定性也进 行了研究。 本书可作为结构工程专业的硕士和博士研究生教材，前13章可以作为本 科生选修课教材。其中很多章节涉及《钢结构设计规范》部分内容的理论背 景，还包含了大量钢结构设计规范没有纳入、在实际工程中却经常遇到的内 容，可供工程技术人员和广大师生参考。 前言 第1章 绪论 1.1 平衡的稳定性准则及平衡稳定性的基本概念 1.1.1 静力准则 1.1.2 能量准则 1.1.3 光滑表面上钢球的平衡稳定性 1.1.4 静力准则的扰动和能量准则的变分的关系，大变形理论 1.1.5 小变形理论 1.1.6 势能驻值原理和*小势能原理的区别及联系 1.2 屈曲后性质 1.2.1 不稳定分枝失稳的例子 1.2.2 不对称分枝现象 1.2.3 Von Mises桁架一跳跃屈曲 1.3 有缺陷结构体系的稳定性分析 1.3.1 具有对称稳定屈曲后性能的结构体系 1.3.2 具有对称不稳定后屈曲性能的结构体系 1.3.3 具有不对称屈曲后性能的体系 1.3.4 有缺陷体系下的势能驻值原理和*小势能原理 1.4 失稳的类型及其实验验证 1.4.1 失稳类型的总结 1.4.2 稳定性的实验验证 1.5 本书的学习要求 参考文献 第2章 杆件的弹性稳定 2.1 理想轴压杆的屈曲 2.1.1 两端铰支轴心压杆的屈曲 2.1.2 任意支承条件下的轴压杆 2.2 有初始弯曲的压杆 2.3 有弯矩或横向荷载作用的压杆 2.4 Elastica问题 2.5 带轴压力杆件的转角一位移方程 2.6 带拉力杆件的转角位移方程 2.7 杆件的轴压(拉)刚度 2.8 有侧移失稳及轴力等效负刚度的概念 2.9 轴压杆的切线刚度矩阵 参考文献 第3章 钢截面的弹塑性性能 3.1 钢材的弹塑性性质 3.2 钢构件内的残余应力 3.3 截面在压力和弯矩作用下的弹塑性性能和极限承载力 3.4 双向弯矩和轴力联合作用下截面的极限承载力 参考文献 第4章 压杆的弹塑性稳定 4.1 理想直压杆的弹塑性弯曲失稳：切线模量理论和双模量理论 4.2 Shanley模型——经过改进的阐述 4.2.1 理想Shanley模型 4.2.2 有初始弯曲Shanley模型的分析 4.3 理想直杆的弹塑性屈曲一残余应力的影响 4.4 真实压杆的弹塑性稳定 4.5 真实压杆的计算长度系数 4.6 设计公式的构建 4.7 强度问题和稳定问题的区别和联系 参考文献 第5章 能量原理和基于能量原理的数值计算方法 5.1 稳定问题的变分原理 5.1.1 有限变形下的应变 5.1.2 初应力问题的变分原理 5.1.3 初应力物体的屈曲问题 5.2 压杆弯曲失稳的正统能量原理 5.3 压杆弯曲失稳的Ritz法 5.4 压杆弯曲失稳的Galerkin法：一种加权残数法 5.4.1 Galerkin法 5.4.2 Galerkin法与虚位移原理 5.5 有限单元法一Ritz法的应用 参考文献 第6章 框架的弹性稳定(1) …… 第7章 框架的弹性稳定(2) …… 第8章 格构式压杆和Timoshenko梁的稳定性 …… 第9章 压弯构件的平面内稳定 …… 第10章 双重抗侧力结构的稳定性 …… 第11章 楔刑变截面压杆的稳定性 …… 第12章 工业厂房框架的稳定性 …… 第13章 增强结构稳定性的支撑 …… 第14章 非线性分析基础 …… 第15章 平面框架的非线性分析——拖动坐标法 …… 第16章 圆弧拱平面内弯曲失稳 …… 附录A 单轴对称工字型截面的剪应力和横向正应力及其影响 参考文献 钢结构的平面外稳定(童根树) 本书论述了薄壁构件稳定理论的现状，系统介绍了薄壁构件线性理论，均匀受力下薄壁构件的弯扭屈曲，介绍了板件的线性屈曲理论，截面的屈曲以及工字钢梁腹板在各种应力状态下的屈曲。由简单到复杂，推导了薄壁梁的总势能和弯扭失稳的平衡微分方程，介绍了简支梁和悬臂梁的临界弯矩，发展了薄壁构件弯扭屈曲的一般理论。研究了侧向支撑梁和柱的屈曲，特别是论述了隅撑一檩条支撑体系对梁或柱的支撑作用，设置水平隅撑的钢吊车梁的稳定性，与吊车桥架相互支撑的吊车梁的稳定性，两跨连续吊车梁的稳定性等等。论述了薄壁构件弹塑性弯扭非线性分析的刚体检验，发展了非线性分析理论和弹塑性非线性分析的有限元方法和程序，提供了两种最常用薄壁梁柱节点中梁柱之间翘曲位移的传递规律。对变截面梁的弯扭屈曲提出了计算公式，特别对上翼缘有楼板刚性铺板支撑的梁的畸变屈曲进行了理论分析，提出了设计建议和构造措施。 第1章 绪论 1.1 薄壁构件的工程应用 1.2 薄壁构件的弯扭失稳 1.3 薄壁构件稳定理论的研究现状 1.4 本书的主要内 容 参考文献 第2章 任意开口薄壁构件的线性理论 2.1 引言 2.2 任意开口薄壁截面构件的弯曲 2.3 薄壁截面构件的约束扭转 2.4 开口薄壁截面构件的约束扭转 2.5 开口薄壁截面构件的弯曲和扭转联合作用 2.6 横向正应力对薄壁构件强度的影响 2.7 次翘曲 2.8 闭口薄壁截面构件弯曲时的剪应力及其剪切中心 2.9 闭口薄壁截面构件的自由扭转和翘曲变形 2.10 闭口薄壁截面构件的约束扭转 2.11 开口和闭口薄壁截面梁抗扭计算算例 2.12 工字形梁端部的翘曲加强 参考文献 第3章 压杆和压弯杆的弯扭失稳 3.1 轴压杆的扭转失稳 3.2 单轴对称截面压杆的弯扭屈曲 3.3 无对称轴截面压杆的弯扭屈曲 3.4 单轴对称截面压弯杆的弯扭屈曲 3.5 任意截面双向压弯构件的二阶弹性分析 参考文献 第4章 板件和薄壁截面的线性屈曲理论及其应用 4.1 板件屈曲的平衡微分方程 4.2 纵向均匀受压板件的屈曲 4.3 板屈曲问题的总势能及其变分 4.4 能量法应用举例 4.5 截面的局部屈曲 4.6 工字钢梁腹板的剪切屈曲 4.7 吊车梁腹板局部承压应力分析 4.8 局部荷载作用下工字梁腹板的弹性屈面分析 4.9 工字梁腹板在轮压荷载作用下的弹性屈曲 第5章 受弯薄壁构件的弯扭屈曲理论 5.1 引言 5.2 板件有限元屈曲分析的结论 5.3 薄壁截面梁的弯扭屈曲理论的推导 5.4 平衡微分方程及其边界条件 5.5 简支梁的临界弯矩 5.6 不等端弯矩作用下简支梁的弯扭屈曲 参考文献 附录A 工字形截面梁横向正应力的截面积分 第6章 工字形截面悬臂梁的弹性稳定 6.1 引言 6.2 悬臂梁总势能的不同表达形式 6.3 总势能差异对应于不同的荷截作用方式 6.4 双轴对称截面悬臂梁的临界荷截 参考文献 第7章 开口薄壁构件弯扭曲一般理论 7.1 引言 7.2 任意开口薄壁构件的非线性理论 7.3 薄壁构件几何非线性问题假想荷载法 7.4 壳体理论的推导方法 参考文献 第8章 侧向支撑梁的屈曲 8.1 引言 8.2 跨中侧向支撑梁的屈曲 8.3 均匀受力相互支撑的平行梁系的屈曲 8.4 由剪切膜相互支撑的平行梁系的屈曲 8.5 隅撑－檩条件系支撑的梁的弯扭屈曲 参考文献 第9章 简支吊车梁的弹性稳定 9.1 引言 9.2 纯弯下平行梁系的屈面 9.3 跨中集中力作用下平行梁系的屈面 9.4 平行梁系临界弯矩相关关系的近似表达式 9.5 均布荷载作用下平行梁系的稳定性 9.6 水平隅撑支撑的简支梁的屈曲 9.7 钢梁的弹塑性稳定系数 参考文献 第10章 连续染在移动荷载下的屈曲 10.1 引言 10.2 计算公式的提出 10.3 荷载作用的不利位置 10.4 连续吊车梁稳定性计算的实现 10.5 采用连续吊车梁的效益分析 第11章 侧向支撑压杆的弯扭屈曲 11.1 引言 11.2 偏心支撑的双轴对称截面压杆的弯扭屈曲 11.3 斜平面内侧向支撑压杆的屈曲 11.4 K形支撑的塔架主角钢压杆计算长度 11.5 檩条一隅撑体系支撑的压杆的弯扭屈曲 11.6 由剪切膜相互支撑的压弯杆的屈曲 参考文献 第12章 薄壁构件的非线性有限元理论 12.1 引言 12.2 非线性有限元的基本理论 12.3 薄壁构件的非线性有限无理论 12.4 弹性屈面问题－特征值法 参考文献 附录A 刚度矩阵中的系数矩阵 附录B 薄壁构件非线性分析的总势能补充项的推导 第13章 翘曲位移在标准梁柱节点的传递 13.1 引言 13.2 梁与柱强轴相连时节点的翘曲位移传递分析 13.3 梁与柱弱轴相连时节点的翘曲位移传递分析 参考文献 第14章 翘曲位移在斜向加劲梁柱点的传递 14.1 引言 14.2 双力矩作用下梁柱截面扭转变形分析 14.3 梁柱节点处双力矩和翘曲自由度关系的推导 14.4 解析法和其他分析方法结果的比较 14.5 程序实现方法 参考文献 附录A 工字形截面歪曲变形时翼缘的扭矩 第15章 工字形截面构件的非线性有限元分析 15.1 引言 15.2 几何非线性问题的迭代策略 15.3 应力－应变关系的求解 15.4 空间坐标转换 15.5 算法实现的步骤 15.6 算例分析 参考文献 第16章 楔形变截面梁的弹性弯扭屈曲 16.1 楔形变截面构件的应力 16.2 楔形变截面梁弯扭屈曲时的线性应变能 16.3 楔形变截面梁弯扭屈曲时的非线性应变能 16.4 楔形变截梁段的弯扭屈曲 参考文献 第17章 框架梁负弯矩区下翼缘的屈曲 17.1 引言 17.2 弹性畸弯屈曲 17.3 阻止畸变失稳的构造措施 17.4 有轴力作用的梁 参考文献 |
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