《土木工程專業(yè)英語》陳瑛-邵永波主編-全文經(jīng)典翻譯

《土木工程專業(yè)英語》陳瑛-邵永波主編-全文經(jīng)典翻譯Chapter1.StructuralMechanics結構力學1.1ClassificationandBehaviorofStructuralSystemsandElements系統(tǒng)結構和元素的分類和作用1.2DeterminateandIndeterminateStructures靜定和超靜定結構1.3 StructuralDynamics結構動力學Chapter2.StructuralMaterial土木工程材料2.1MaterialsforConcreteandMixProportion砼材料及配比2.2PropertiesofConcrete砼的性能2.3SteelMaterials鋼材料2.4StructuralSteelShapes型鋼Chapter3.StructuralDesignconcepts結構設計3.1LoadconditionsandLoadPaths負載條件和加載路徑3.2LimitStateDesign極限狀態(tài)設計Chapter4.ConcreteStructure鋼筋混凝土結構4.1FlexuralBehaviorofReinforcedConcreteBeam鋼筋混凝土梁的彎曲性能4.2ShearandDiagonalTensioninReinforcedConcreteBeam鋼筋混凝土梁的剪切和斜拉Theframehasrigidjointsthataremadebetweenverticalandhorizontalmembers.Thisjointrigidityimparts(給予)ameasureofstabilityagainstlateralforces.Inaframedsystembothbeamsandcolumnsarebentorbowed（彎如弓的）asaconsequenceoftheactionoftheloadonthestructure.框架的垂直和水平直接有剛性連接，這樣的節(jié)點給予了一定程度上的穩(wěn)定性抵抗側向作用力。在一個框架的系統(tǒng)張，梁和柱的彎曲或弓形彎如弓的形狀都是結構上負載的作用效果。Trusses桁架Trussesarestructuralmembersmadebyassemblingshort,straightmembersintotriangulatedpatterns.Theresultant（組合的,合成的）structureisrigidasaresultoftheexact（精確的)waytheindividuallineelementsarepositionedrelativetooneanother.Somepatterns(e.g.apatternofsquaresratherthantriangles)donotnecessarilyyieldastructurethatisrigid(unlessjointsaretreatedinthesamewayasinframedstructures).Atrusscomposedofdiscreteelementsisbentinanoverallwayundertheactionofanappliedtransverseloadinginmuchthesamewaythatabeamisbent.Individualtrussmembers,however,arenotsubjecttobendingbutareonlyeithercompressedorpulledupon.桁架結構構件是通過短直桿組裝成三角形的圖案。組合的結果的精確方式相對于彼此的位置的各行元素的結構是剛性的。不一定會產(chǎn)生某些剛性的模型（例如，一個模型的平方不一定是三角形圖案）（除非在框架結構中相同的處理）。由分立元件組成的桁架在大致相同的方式，彎曲梁所施加的橫向載荷的作用下，在一個整體方式的彎曲。個人桁架構件，不能彎曲只能壓縮或拉后。Arches拱門Anarchisacurved,line-formingstructuralmemberthatspansbetweentwopoints.Theexactshapeofthecurveandthenatureoftheloadingarecriticaldeterminantsastowhethertheresultantassemblyisstable.Whenshapesareformedbysimplystackingrigidblockelements,theresultantstructureisfunctionalandstableonlywhentheactionoftheloadistoinducein-planeforcesthatcausethestructuretocompressuniformly.Structuresofthistypecannotcarryloadsthatinduceelongationsoranypronouncedtypeofbowinginthemember(theblockssimplypullapartandfailureoccurs).Thestrengthofablockstructureisdueexclusivelytothepositioningofindividualelements,sinceblocksaretypicallyeithersimplyrestedoneonanotherormortaredtogether.Thepositioningis,inturn,dependentontheexacttypeofloadinginvolved.Theresultantstructureisthusrigidonlyunderveryparticularcircumstances.圓拱一個拱形的彎曲線形成的結構部件，兩點之間的跨越。曲線的精確性質(zhì)和性質(zhì)是所得到的組件是否是穩(wěn)定的關鍵決定因素。當通過簡單地堆疊剛性塊體元件的形狀形成的結構是功能性的和穩(wěn)定的，又有當負載的作用是誘導面內(nèi)的力量時才導致結構的均勻壓縮。這種類型的結構不能進行負載誘導伸長或任何明顯的拉伸（只需拉開塊發(fā)生故障）。嵌段結構的強度是由于單個元素導致的，由于塊通常是在躺在另一個上或砂漿砌在一起。只有在非常特殊的情況下，所得到的的結構才是剛性的。Therigidarchisfrequentlyusedinmodernbuilding.Itiscurvedsimilarlytoblockarchesbutismadeofonecontinuouspieceofdeformedrigidmaterial.Ifrigidarchesareproperlyshaped,theycancarryaloadtosupportswhilebeingsubjectonlytoaxialcompression,andnobendingoccurs.Therigidarchisbetterabletocarryvariationsinthedesignloadingthanisitsblockcounterpartmadeofindividualpieces.Manytypesofrigidarchesexistandareoftencharacterizedbytheirsupportconditions(fixed,two-hinged,three-hinged).現(xiàn)代建筑中常用的剛性拱，同樣是彎曲的阻止拱，但它是由一塊連續(xù)變形的剛性材料制成的。如果制成剛性拱的形狀，它們可以承受的負載支座僅受軸向壓縮的同時并沒有發(fā)生彎曲。剛性拱是能夠更好地進行變化的塊對應的單件制成的。存在許多類型的剛性拱的特點常常是它們的支持條件（固定，雙絞鏈、三鉸鏈）WallsandPlates墻板Wallsandflatplatesarerigidsurface-formingstructures.Aload-bearingwallcantypicallycarrybothverticalloadsandlateralloads(wind,earthquake)alongitslength.Resistancetoout-of-planeforcesinblockwallsismarginal.Aflatplateistypicallyusedhorizontallyandcarriesloadsbybendingtoitssupports.Platestructuresarenormallymadeofreinforcedconcreteorsteel.墻板墻壁和平板表面形成的結構是剛性的。承重墻通?？梢赃M行沿其長度的垂直荷載和側向荷載（風。地震）。砌塊墻的平面的抵抗力是微不足道的。通常用于平板進行水平和通過彎曲其支持負載。板結構通常是由鋼筋混凝土或剛組成的。Horizontalplatescanalsobemadebyassemblingpatternsofshort,rigidlineelements.Three-dimensionaltriangulationschemesareusedtoimpartstiffnesstotheresultantassembly.水平板也可以通過組裝短，剛性線的模式。三維三角形測量設計是用來賦予所得到的組件的剛度的。Long,narrowrigidplatescanalsobejoinedalongtheirlongedgesandusedtospanhorizontallyinbeam-likefashion.Thesestructures,calledfoldedplates,havethepotentialforspanningfairlylargedistances.長，狹窄的剛性板也可以加入和使用到時尚的水平跨越梁中。這些結構，被稱為折疊的板，有可能跨越相當大的距離。CylindricalShellsandVaults柱形殼和拱頂Cylindricalbarrelshellsandvaultsareexamplesofsinglycurved-platestructure.Abarrelshellspanslongitudinallysuchthatthecurveisperpendiculartothedirectionofthespan.Whenfairlylong,abarrelshellbehavesmuchlikeabeamwithacurvedcrosssection.Barrelshellsareinvariablymadeofrigidmaterials(e.g.,reinforcedconcreteorsteel).Avault,bycontrast,isasinglycurvedstructurethatspanstransversely.Avaultcanbeconceivedofasbasicallyacontinuousarch.柱形殼和拱頂圓柱型的筒和拱頂都是單獨的弧形板式結構的例子。一個鏡筒外殼跨越縱向曲線垂直的方向的弧度。當足夠長的時候，每筒外殼采用的弧形截面梁很像。筒，炮彈等都提出了硬質(zhì)材料（如鋼筋混凝土或鋼）。相反的，儲藏庫是一個單獨的弧形結構，橫向跨越。儲藏庫可以設想基本是是一個連續(xù)的拱。SphericalShellsandDomes球殼和圓頂Awidevarietyofdoublycurvedsurfacestructuresareinuse.Theseincludestructuresthatareportionsofspheresandthosethatformwarpedsurface(e.g,thehyperbolicparaboloid).Thenumberofshapespossibleisactuallyboundless.Probablythemostcommondoublycurvedstructuresisthesphericalshell.Itisconvenienttothinkofthisstructureasarotatedarch.Thisanalogy,however,isactuallymisleadingwithrespecttohowthestructureactuallycarriesloadsbecauseofthefactthatloadingsincludecircumferentialforcesinsphericalshellswhichdonotexistinarches.Domedstructurescanbemadeofstackedblocksoracontinuousrigidmaterial(reinforcedconcrete).Shellsanddomesareveryefficientstructurescapableofspanninglargedistancesusingaminimumofmaterial.球形殼各種各樣的雙曲面結構都在使用中，這些包括球部和它所形成的扭曲的表面的結構（例如，雙曲拋物線）。一些可能的形狀實際上是無限的。也許最常見的雙曲面結構是球殼。它認為這種結構的旋轉(zhuǎn)拱很方便。但是，這個比喻實際上是誤導了結構是如何進行負載的。因為，載荷包括切線力在球殼中不存在拱門。圓頂結構，可以由層疊塊或連續(xù)的剛性材料（鋼筋混凝土）組成。殼頂結構是非常有效的，它能夠用最少的材料覆蓋很大的距離。Cables（索）Cablesareflexiblestructuralelements.Theshapetheyassume（takeon）underaloadingdependsonthenatureandmagnitudeoftheload.Whenacableissimplepulledonateitherend,itassumesastraightshape.Thistypeofcableisoftencalledatie-rod.Whenacableisusedtospanbetweentwopointsandcarryanexternalpointloadorseriesofpointloads,itdeformsintoashapemadeupofaseriesofstraight-linesegments.Whenacontinuousload（distributedload,）iscarried,thecabledeformsintoacontinuouslycurvingshape.Theself–weightofthecableitselfproducessuchacatenarycurveSuspensioncablescanbeusedtospanextremelylargedistances索索是可彎曲的結構元件。它們呈現(xiàn)加載的形狀取決于負載的性質(zhì)和嚴重程度。當很簡單地拉索的任一端時，它假定了直板造型。這種類型的索通常被稱為轉(zhuǎn)向橫拉桿。當索用于跨越兩個點之間并進行外部負載或一系列的點荷載，變形的形狀由一系列的直線段。當進行連續(xù)負載（分布荷載），索變形成了連續(xù)彎曲的形狀。索本身的自重產(chǎn)生這樣的懸鏈線，吊索可用于跨越非常大的距離。Membranes,Tents,andNets膜、帳篷、網(wǎng)Amembraneisathin,flexiblesheet.Acommontentismadeofmembranessurfaces.Bothsimpleandcomplexformscanbecreatedusingmembranes.Forsurfacesofdoublecurvature,suchasasphericalsurface,however,theactualsurfacewouldhavetobemadeasanassemblyofmuchsmallersegments,sincemostmembranesaretypicallyavailableonlyinflatsheets.Afurtherimplicationofusingaflexiblemembranetocreatethesurfaceisthatiteitherhastobesuspendedwiththeconvexsidepointingdownwardor,ifusedwiththeconvexsidepointingupward,supplementedbysomemechanismtoitsshape.Pneumatic,orair-inflated,structures.Theshapeofthemembraneismaintainedbytheinternalairpressureinsidethestructure.Anothermechanismistoapplyexternaljackingforcesthatstretchthemembraneintothedesiredshape.Variousstressed-skinstructuresareofthisgeneraltype.Theneedtopretensiontheskin,however,imposesvariouslimitationsontheshapethatcanbeformed.Sphericalsurfaces,forexample,areverydifficulttopretensionbyexternaljackingforces,whileothers,suchasthehyperbolicparaboloid,canbehandledwithcomparativeease.膜、帳篷、網(wǎng)是一個薄的膜，柔性板，一個常見的帳篷是由膜表面構成的。既簡單又復雜的形式可以創(chuàng)建使用膜。對于雙曲率，如球面的表面。但是實際的表面將要作為一個組件的更小的段，因為大多數(shù)膜通常僅適用于平板。用一柔性膜片創(chuàng)建表面的再一個含義是，它要么必須暫停與凸側朝向下方，或者，如果使用凸側朝上，通過一些機制來補充其形狀。充氣式膜結構的膜形狀是由內(nèi)部的結構的內(nèi)部氣壓。另一種機制是應用外部抬升力，拉伸膜成所需的形狀。強調(diào)皮膚的各種結構的這種通用類型，然而，需要預拉伸皮膚施加各種條件的限制，可以形成的形狀。球的表面，是非常困難的外部頂力，但是其他的，如雙曲拋物面可以比較容易處理。Netsareveryanalogoustomembraneskins.Byallowingthemeshopeningtovaryasneeded,awidevarietyofsurfaceshapescanbeformed.Anadvantageofusingcrossedcablesisthatthepositioningofthecablesmitigatesflutteringduetowindsuctionsandpressures.Inaddition,tensionforcesaretypicallyinducedintothecablesbyjackingdevices,sothatthewholesurfaceisturnedintoatypeofstretchedskin.Thisalsogivestheroofstabilityandresistancetoflutter.網(wǎng)是非常類似的膜皮，通過使網(wǎng)眼根據(jù)需要進行變化，各種各樣的表面形狀可以形成。使用交叉索的一個優(yōu)點是，使索的定位減輕由于風的吸力和壓力產(chǎn)生的飄動。此外，張力通常誘導索頂裝置，使整個表面變成一種類型的伸展。這也給了頂板穩(wěn)定性和抗顫性。1.22.BasicIssuesintheAnalysisandDesignofStructures結構分析與設計中的基本問題

1FundamentalStructuralPhenomena1.基本結構現(xiàn)象Structurecomponentscouldbreakapartordeformbadly.Theforcescausingoverturningorcollapsecomefromthespecificenvironmental(e.g.,wind,earthquakes,occupancies)orfromtheself-weightoftheformitself.Thesesameappliedloadingsproduceinternalforceinastructurethatstressthematerialusedandmaycauseittofailordeform.Thereareseveralfundamentalwaysinwhichfailurecanoccur.結構組件可以破壞或嚴重變形，由力的作用造成的傾覆或來自特定的環(huán)境（例如，風，地震，占用）再或者是本身的自重的形式。這些相同的應用負荷產(chǎn)生的內(nèi)力在一個結構中使用的材料可能會導致其變形或失敗。有幾個基本的方法，其中可能會發(fā)生故障。Afirstsetofconcernsdealswiththeoverallstabilityofawork.Asawholeunit,astructuremightoverturn,slide,ortwistaboutitsbase,particularlywhensubjectedtohorizontallyactingwindorearthquakeforces.Slidingunderitsownweight.Overturningortwistingneednotbecausedonlybyhorizontallyactingforces.Aworkmightsimplybeoutofbalanceunderitsownself-weightandoverturning.Theuseofwide,rigidfoundationshelpspreventoverturning,asdoestheuseofspecialfoundationelementssuchaspilescapableofcarryingtensionforces.第一組關注處理工作的整體穩(wěn)定性。作為一個整體單元，結構可能會傾覆，滑移，扭轉(zhuǎn)。尤其是當風或地震的水平作用時，其自身重量下滑，翻倒或扭轉(zhuǎn)不只是引起水平作用力。在自身的重量和傾覆的作用下，可能只是失去了平衡。使用寬，剛性的基礎，有助于防止傾覆，不使用例如能夠攜帶張力樁的特殊要數(shù)。Asecondsetofconcernsdealswithinternal,orrelational,stability.Ifthepartsofastructurearenotproperlyarrangedinspaceorinterconnectedappropriately,anentireassembly(組裝)cancollapseinternally.Collapsesofthistypeinvariablyinvolvelargerelativemovementswithinthestructureitself.Assembliesmaybeinternallystableunderoneloadingconditionandunstableunderanother.Horizontallyactingwindorearthquakeforces,inparticular,causecollapsesofthiskind.Thereareseveralbasicmechanisms-walls,frameaction,crossbracing–formakinganassemblyinternallystable.第二組關于處理內(nèi)部關系穩(wěn)定。如果有部分的結構空間組合不合理，或真?zhèn)€組裝不合理，可以適當?shù)叵嗷ミB接，內(nèi)部折疊。這種類型導致的坍塌總是涉及大型結構本身的相對運動。組件可能是一個裝載條件下內(nèi)部穩(wěn)定和不穩(wěn)定的根據(jù)項。水平因素風或地震尤其會使其坍塌。有幾個基本的機制墻壁，框架動作，交叉支撐組件的內(nèi)部穩(wěn)定。Athirdsetofconcernsdealswiththestrengthandstiffnessofconstituentelements.Therearemanystructureissuesthatrevolvearoundthestrengthofcomponentpartsofastructure.Thesefailures,whichmayormaynotleadtototalcollapse,maybecausedbyexcessivetension,compression,bending,shear,torsional,bearingforces,ordeformationsthataredevelopedinternallyinthestructureasaconsequenceoftheappliedloadings.Associatedwitheachforcestateareinternalstressesthatactuallyexistwithinthefabricofthematerialitself.Bycarefullydesigningcomponentsinresponsetotheforcestatepresent,theactualstressesdevelopedinthecomponentscanbecontrolledtosafelevels.第三組的關注處理的強度和剛度的結構元素。很多結構圍繞一個結構組成部分的強度問題。這些故障可能會導致全面崩潰，可能是由于過度緊張，壓縮，彎曲，剪切，扭轉(zhuǎn)，軸承，或變形，在結構內(nèi)部開發(fā)的應用負荷的后果。每個受力狀態(tài)，實際上存在于物質(zhì)材料本身的內(nèi)應力。通過仔細地設計組件的受力狀態(tài)，開發(fā)組件的實際應力可以被控制到安全水平。2.StructuralStability結構穩(wěn)定性AFundamentalconsiderationindesigningastructureisthatofassuringitsstabilityunderanytypeofpossibleloadingcondition.Allstructuresundergosomeshapechangesunderload.Inastablestructuredeformationsinducedbytheactionoftheloadtendtorestorethestructuretoitsoriginalshapeaftertheloadhasbeenremoved.Inanunstablestructure,thedeformationsinducedbyaloadaretypicallymassiveandoftentendtocontinueincreasingaslongastheloadisapplied.Anunstablestructuredoesnotgenerateinternalforcesthattendtorestorethestructuretoitsoriginalconfiguration.Unstablestructuresquiteoftencollapsecompletelyandinstantaneouslyasaloadisappliedtothem.Itisthefundamentalresponsibilityofthestructuraldesignertoassurethataproposedstructuredoesindeedformastableconfiguration.設計結構的最基本需要考慮的問題，是任何類型的可能負載的條件下確保其穩(wěn)定性。所有的結構進行一些穩(wěn)定結構的變形引起的負載的作用下的形狀變化，趨向于回訪到初始形狀的結構已經(jīng)被刪除。在不穩(wěn)定的結構中，由負載引起的變形通常是大規(guī)模的，并且常常施加載荷時，只要繼續(xù)增加。一個不穩(wěn)定的結構不會產(chǎn)生內(nèi)部的力量，往往恢復到原來的配置結構。經(jīng)常不穩(wěn)定結構完全折疊和瞬間作為負載被施加到它們身上。它的基本結構設計師的責任，以確保建議的結構確實形成一個穩(wěn)定的配置。Stabilityisacrucialissueinthedesignofstructuresthatareassembliesofdiscreteelements.Forexample,thepost-and-beamstructureillustratedinfigure1.2aisapparentlystable.Anyhorizontalforce,however,tendstocausedeformationsofthetypeindicatedinfigure1.2b.clearly,thestructurehasnocapacitytoresisthorizontalload,nordoesithaveanymechanismthattendstorestoreittoitsinitialshapeafterthehorizontalloadisremoved.Thelargechangesinanglethatoccurbetweenmemberscharacterizeanunstablestructurethatisbeginningtocollapse.Thisparticularstructurewillcollapsealmostinstantaneouslyunderload.Consequently,thisparticularpatternofmembersisreferredtoasacollapsemechanism.穩(wěn)定是一個至關重要的問題，在設計分立元件的組件結構。例如，梁柱結構示意圖1.2a所示顯然是穩(wěn)定的。然而，在任何水平方向的力往往會造成在圖1.2b的不同變形。結構清楚，有沒有能力抵抗水平荷載，也沒有任何機制，傾向于恢復到其初始形狀，水平荷載后刪除。出現(xiàn)大的變化角度特征不穩(wěn)定的結構開始崩潰。這種特殊的結構將在負載下瞬間崩潰。因此，這個特定的圖案被稱為“崩潰機制”Therearereallyonlyafewfundamentalwaysofconvertingaself-standingstructureofthegeneraltypeshowninfigure1.2afronanunstabletoastableconfiguration.Theseareillustaratedinfigure1.2d.thefirstistoaddadiagonalmembertothestructure.Thestructurecannotnowundergotheparallelogramindicatedinfigure1,2bwithoutadramaticreleaseinthelengthofthediagonalmember(thiswouldnotoccurifthediagonalwereadequatelysizedtotaketheforcesinvolved).Anothermethodusedtoassurestabilityisthroughshearwalls.Thesearerigidplanarsurfaceelementsthatinherentlyresistshapechangesofthetypeillustrated.Areinforcedconcreteormasonrywallcanbeusedasashearwall.Eitherafullorapartialwallcanbeused(therequiredextentofapartialwalldependsonthemagnitudesoftheforcesinvolved).Afinalmethodusedtoachievestabilityisthroughstoppingthelargeangularchangesbetweenmembersthatareassociatedwithcollapsebyassuringthatthenatureofthenatureoftheconnectionsbetweenmembersissuchthattheirangularrelationshipremainsaconstantvalueunderanyloading.Thisisdonebymakingarigidjointbetweenmembers.Thisisaverycommonformofjoint.真的只有一項獨立的通用型數(shù)字1.2a不穩(wěn)定的一個穩(wěn)定的配置結構轉(zhuǎn)換的一些基本方法。這些在圖1.2d上。成為第一個是增加一個對角構件的結構。結構現(xiàn)在不能接受對角線的長度（如果對角線有足夠大的力量，這種情況不會發(fā)生）沒有一個戲劇性的釋放b圖1,2所示的平行四邊形。用來保證穩(wěn)定性的另一種方法是通過剪力墻。這些平面的表面是剛性的元素本質(zhì)上所示類型的抗蝕劑形狀的變化?？捎糜阡摻罨炷粱虼u石墻作為剪力墻。完整或部分的壁可用于（部分壁所需的程度上依賴于所涉及的力的大?。?。用于實現(xiàn)穩(wěn)定的最后一種方法是通過停止大角度變化，確保結構之間的連接的性質(zhì)就是這樣原理的性質(zhì)，它們的角的關系仍然是一個恒定值。這是通過成員之間的剛性連接，是一個非常普遍的形式的聯(lián)合。Thereare,ofcourse,variantsonthesebasicmethodsofassuringstability.Stillmoststructurescomposedofdiscreteelementsrelyononeortheotherofthesebasicapproachesforstability.Morethanoneapproachcanbeusedinastructure(e.g.astructurehavingbothrigidjointsandadiagonal),butameasureofredundancyisobviouslyinvolved.當然，在這些基本的方法保證穩(wěn)定的變體。仍然由分立元件組成的結構依賴于一個或另一個穩(wěn)定這兩種基本方法。在一個結構中，可以使用一個以上的方法（例如，具有兩個剛性接頭和對角線結構），但顯然這涉及一定程度的冗余。1.2DeterminateandIndeterminateStructures

靜定和超靜定結構1.2DeterminateandIndeterminateStructures靜定與超靜定結構1.2.1StaticallyDeterminateStructures超靜定結構Structuresaresaidtobestaticallydeterminatewhentheforcesandreactionsproducedbyagivenloadingcanbecalculatedusingonlytheequationsofequilibrium.ThesimplysupportedbeamshowninFigure1.3isstaticallydeterminate.Wecansolveforthethreeunknownreactionsusingtheequationsofequilibriumandthencalculatetheinternalforcessuchasbendingmoment,shearforce,andaxialforceatanygivenlocationalongthelengthofthebeam.結構被稱為靜定時的力和反應的一個給定的荷載產(chǎn)生可以只使用平衡方程計算。簡支梁在圖1.3所示是靜定。我們可以解決三未知的反應，利用平衡方程，然后計算等內(nèi)力彎矩，剪切力，和在任何給定的位置沿梁的長度的軸向力。1.2.3ForceMethod力法Theforcemethod(alsocalledtheflexibilitymethod)isusedtocalculateinternalforcesandreactionsinstaticallyindeterminatestructuresduetoloadsandimposeddeformations.力法（又稱彈性法）是用來計算內(nèi)力和反應靜不定結構因荷載和施加變形。在力法的步驟Thestepsintheforcemethod在力法的步驟（1）Determinethedegreeofstaticalindeterminacyofthestructure.Parameternwillbeusedtodenotethedegreeofindeterminacy.（1）確定靜不定結構的程度。參數(shù)n可以用來表示不確定性的程度。(2)Transformthestructureintoastaticallydeterminatesystembyreleasinganumberofstaticalconstraintsequaltothedegreeofstaticalindeterminacy,n.Thisisaccomplishedbyreleasingexternalsupportconditionscreatinginternalhinges.Thesystemthusformediscalledtheprimarysystem.Numberthereleasedconstraintsfrom1ton.（2）通過釋放一些靜態(tài)約束等于靜不定度的結構轉(zhuǎn)化為靜定系統(tǒng)，這是通過釋放外部支持條件，創(chuàng)建內(nèi)部鉸鏈。由此形成的系統(tǒng)稱為原發(fā)性系統(tǒng)。編號從1到N的釋放的約束（3）Foragivenreleasedconstraintj,introduceanunknownredundantforceXjcorrespondingtothetypeanddirectionofthereleasedconstraint.（3）基本體系沿多余未知力方向的位移應與原結構位移相同（4）Applythegivenloadingorimposeddeformationtotheprimarysystem.Calculatedisplacementsduetothegivenloadingateachofthereleasedconstraintsintheprimarysystem.ThesedisplacementsarecalledΔ1P,Δ2P,ΔnP..,.（4）將給定的加載或主系統(tǒng)的附加變形。計算的位移由于在原系統(tǒng)在每個發(fā)布約束給定載荷。這些位移被稱為Δ1P，2PΔ，ΔNP..，（5）Foragivenreleasedconstraintj,applyaunitloadXj=1totheprimarysystem.CalculatedisplacementsduetoXj=1ateachofthereleasedconstraintsintheprimarysystem.Thesedisplacementsarecalled（5）對于一個給定的發(fā)布約束J，申請單位負載XJ=1到主系統(tǒng)。計算的位移由于XJ=1在每個釋放的約束在主系統(tǒng)。這些位移被稱為，，(6)SolveforredundantforcesX1throughXnbyimposingthecompatibilityconditionsoftheoriginalstructure.Theseconditionstransformtheprimarysystembacktotheoriginalstructurebyfindingthecombinationofredundantforcesthatmakedisplacementateachofthereleasedconstraintsequaltozero.TheconditionsareexpressedmathematicallyasfollowThisisasystemofnlinearequationsinnunknows,Thedisplacementsarwallknow.TheunknowforcesareXj.Itcanthusbeseenthatthenameofforcemethodwasgiventothismethodbecauseitsprimarycomputationaltaskistocalculateunknownforces,i.e.,theredundantforcesX1throughXn.（6）解決多余力X1到XN利用原結構的相容性條件。這些條件將原系統(tǒng)回到原來的結構的發(fā)現(xiàn)使位移在每個發(fā)布約束等于零冗余力量的結合。條件的數(shù)學表達如下這是一個N未知數(shù)的線性方程系統(tǒng)，位移ARW都知道。未知的力量是XJ。由此可以看出，力方法的名稱分配給該方法由于其計算的基本任務是計算未知的力量，即，多余的力X1到Xn。(7)CalculateforceSatagivenlocationinthestructureusingthefollowingcombinationwherequantitiesXjhavebeencalculatedfromthenbynsystemofequationsgiveninStep6,S0istheforceduetothegivenloadorimposeddeformationintheprimarysystem,andX0istheforceduetoXjappliedtotheprimarysystem.ForceScanbebendingmoment,shear,axialforce,orreaction.（7）計算力的結構中在某一位置使用下列組合在大量XJ已經(jīng)從n的n系統(tǒng)方程計算了六，S0力是由于負載或施加的變形的主要系統(tǒng)，和x0是力由于XJ施加到主系統(tǒng)。力的可彎曲，剪切，軸向力，或反應。1.2.4TheclassicalDisplacementMethod經(jīng)典的位移的方法Theforcemethodisamethodforcalculatingtheresponseofstaticallyindeterminatestruresbywhichtheunknowsareforcequantities(theredundantforceX1,X2...,Xn)andtheequationsusedtosolvefortheunknowsarebasedongeometricalconditions(compatibilityconditionsatthelocationofeachredundantforce).Itispossibletoconsiderananalogousmethodforcalculatingtheresponseofstaticallyindeterminatestructuresinwhichtheunknownsaredisplacementquantitiesandtheequationsusetosolvefortheunknownsarebasedonstaticalconditions(equilibriumconditions).力法是一種計算響應靜不定結構的未知力量（多余力的X1，X2……，xn）和方程來求解未知量是基于幾何條件（在每一個多余的力的位置的相容性條件）?？梢钥紤]類似的方法計算響應的靜不定結構的未知位移量和方程求解的未知數(shù)是使用基于靜態(tài)條件下（平衡條件）。themethodisreferredtoastheclassicaldisplacementmethod.Itishelpfultooutlinethemajorelementsofthemethod.Itisassumedthatthejointsofthestructuredonotundergotranslationaldisplacement.該方法被稱為傳統(tǒng)的位移法。它有助于輪廓的方法的主要元素。它是假定的結構節(jié)點不發(fā)生平動位移。(1)Foragivenstructureandloading,considerthejointstobefullyfixedagainstrotation（1）對于一個給定的結構和加載，考慮關節(jié)得到充分固定在旋轉(zhuǎn)(2)Calculatethemomentsineachmemberofthestructureduetothegivenloads,assumingfullfixityatjoints.Thesemomentsarecalledfixed-endmoments.（2）計算結構的每一成員由于負載的時刻，假設固定節(jié)點。這些時刻被稱為固定端彎矩。(3)Calculatethemomentsiattheendsofeachmemberduetounitdisplacementsofthejoints.（3）計算時刻的IAT的每一個成員由于接頭的兩端單元位移。（4）Expressthetotalmomentateachendofagivenmemberasthesumofthefixed-endmomentsandtheproductofunknownjointdisplacementstimesthemomentsproducedbyunitjointdisplacementscalculatedinStep3.（4）表示的總的時刻在一給定成員每一端為固定端的時刻和未知節(jié)點位移時間單元節(jié)點位移在步驟3中計算產(chǎn)生的矩的乘積的總和。(5)Generateanequationofmomentequilibriumateachjoint.（5）產(chǎn)生在各關節(jié)的力矩平衡方程。(6)Solvethesystemofequationsfortheunknownjointdisplacements.（6）求解未知節(jié)點位移方程組。(7)CalculatethememberendmomentsusingtheexpressionsderivedinStep4andthevaluesofjointdisplacementscalculatedinStep6.（7）使用在步驟4中得到表達和節(jié)點位移在步驟6中計算值的構件端彎矩計算。（8）Calculateallremainingforcesinthestructure(shearforcesandaxialforces).（8）計算結構中的所有剩余的部隊（剪力和軸力）。Fputationalcomplexityprohibitiveforstructureswithmorethanthreeunknownforces.力的方法可以解決所有的靜不定結構，計算的復雜性，高昂的結構與三多個未知的力量。Classicaldisplacementmethodallowsasolutionbasedonamember-by-memberprocedure,ratherthanonethatrequiresconsiderationofthestructureasawhole;basedonthepre-solutionofstandardcasesofintermediate媒介物loadanddisplacementreducethenumberofunknownsinagivensolution.傳統(tǒng)的位移法允許基于構件的構件程序的解決方案，而不是一個需要考慮的結構作為一個整體；基于中間媒介物載荷與位移的標準的情況下，預解在一個給定的溶液減少未知數(shù)的個數(shù)。1.2.5MomentDistributionMethod力矩分配法Themomentdistributionmethodisusedforstaticallyindeterminatebeamsandframesbysimplehandcalculations.Thisisbasicallyaniterative(迭代的)process.Theprocedureinvolvesartificiallyrestrainingtemporarilyallthejointsagainstrotationandwritingdownthefixedendmomentsforallthemembers.Thejointsarethenreleasedonebyoneinsuccession連續(xù).Ateachreleasedjointtheunbalancedmomentsaredistributedtoalltheendsofthemembersmeetingatthatjoint.力矩分配法用于靜不定梁和框架通過簡單的手工計算。這基本上是一個迭代過程（迭代的）。該過程涉及人為地抑制暫時所有接頭和旋轉(zhuǎn)的固定端的時刻寫下所有的成員。接頭然后釋放一個個相繼連續(xù)。在每個節(jié)點不平衡彎矩釋放在聯(lián)合分布于會員大會結束一切。Acertainfractionofthesedistributedmomentsarecarriedovertothefarendsofmembers.Thereleasedjointisagainrestrainedtemporarilybeforeproceedingtothenextjoint.Thesamesetofoperationsarecarriedoutateachjointtillallthejointsarecompleted.Thiscompletesonecycleofoperations.Theprocessisrepeatedanumberoftimesorcyclestillthevaluesobtainedarewithinthedesiredaccuracy.一定比例的這些分布的矩進行了構件的遠端。釋放接頭又得到了暫時的抑制后再進行下一節(jié)。一組相同的操作在每個節(jié)點到所有節(jié)點進行完成。這就完成了一個周期的操作。這個過程是重復的次數(shù)或周期直到得到的值是在所需的精度。Figure1.5indicatesabasicproblemofmomentdistribution.Thequestionis,givenaunitmomentappliedtojointA,whatmomentsareproducedineachofthemembers.Onewaytoproceedistosolvetheproblemforaunitjointrotationandthenscaletheresultingsolutionforaunitmoment.ForaunitrotationthemomentineachmemberatjointAisjustitsstiffnesskI=(4EI/L)i.The(1.2.3公式)whichiscalledthejointstiffness.ForanappliedunitmomentthissolutionscalessothatthemomentineachmeberatjointAis(1.2.4公式)thisiscalledthedistributionfactorofmemberiatjoinA.Thatismemberdistributionfactor=memberstiffness/jointstiffness圖1.5顯示的彎矩分布的一個基本問題。問題是，給定一個適用于節(jié)點及單元的時刻，什么時刻都在每一成員的產(chǎn)生。的方式來進行，以解決單位共同旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的解決方案規(guī)模單位的時刻的問題。對一個單位在每個旋轉(zhuǎn)力矩會員在關節(jié)是其剛度ki＝（4ei／L）——（1.2.3公式），稱為關節(jié)僵硬。因為從單元轉(zhuǎn)動這個解決方案的尺度，每個成員在關節(jié)力矩（1.2.4公式）這就是所謂的分布因子的成員在加入我。這是成員的分配系數(shù)=構件剛度/關節(jié)僵硬TheprobleminFigure1.6canbesolved.First,thecenterjointisfixed(therotationissettozero)whichgivestheso-calledfixed-endmomentsolutionforbeamontherightandnoresponseinthebeamontheleft.Thissolutionisvalidexceptthatitrequiresanexternalmomenttobeappliedtothecenterjoint.thefinalsolutionisconstructedbyreleasingorbalancingthecenterjointwhichisequivalenttoapplyingaclockwsiemomentofwl2/12tothisjoint.Usingtheideaofdistributionandcarryover,thesolutioniscompletedinthisfigure.Notethatthesignconventionusedimpliesthatacounter-clocwisemomentontheendofamemberispositive.Caremustthenbeexercisedindrawingthefinalmomentdiagramwhichusesadifferentadifferentsigncovention.圖1.6的問題是可以解決的。第一，中心節(jié)點是固定的（旋轉(zhuǎn)設置為零），梁的右側和左側梁沒有反應了，所謂的固定端彎矩的解決方案。該方案是有效的，它除了需要應用于中心joint.the最終解的外部力矩是通過釋放或平衡中心聯(lián)合相當于應用wl2/12clockwsie時刻本聯(lián)合建造。使用分布式的思想和攜帶，解決的辦法是在圖中完成。注意，使用的符號規(guī)定意味著在一個部件的端clocwise時刻計數(shù)器是積極的。然后，必須使用不同的符號繪制不同的最后一刻圖執(zhí)行公約。1.3StructuralDynamics結構動力學;1.3.1EquationsofMotionforLinearSingle-Degree-of–Freedom運動方程的線性單自由度Theessentialphysicalpropertiesofalinearlyelasticstructuralsystemsubjectedtoexternaldynamicloadingareitsmass,stiffnessproperties,andenergyabsorptioncapabilityordamping.Theprincipleofdynamicanalysismaybeillustratedbycinsideringasimplesingle-storeystructureasshowninFigure1.7.Thestructureissubjectedtoatime-varyingforcef(t).kisthespringcinstantthatrelatesthelateralstoreydeflectionxtothestoreyshearforce,andhedashpotrelatesthedampingforcetothevelocitybyadampingcoefficientc.Ifthemass,m,isassumedtoconcentrateatthebeam,thestructurebecomesasingle-degree-of-freedom(SDOF)system.Theequationofmotionofthesystemmaybewrittenas(1.3.1公式).一個線性彈性結構體系進行了外部動力荷載的基本物理特性是它的質(zhì)量，剛度，和能量吸收能力或阻尼。動態(tài)分析的原理，可以通過一個簡單的單層結構，考慮在figure1.7.the結構顯示了受到時變力F（t）。K是彈簧常數(shù)，涉及橫向偏轉(zhuǎn)X層的層高的剪切力，和他鍋涉及阻尼力速度的