本書從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題及概念入手,以基于線彈性和小變形前提的分枝點失穩(wěn)為重點介紹各類構(gòu)件的經(jīng)典解析理論和方法;其次,介紹結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的數(shù)值方法、非彈性穩(wěn)定和極值點失穩(wěn)算法;作為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論成果應(yīng)用,介紹橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的穩(wěn)定設(shè)計理念和方法。全書內(nèi)容共設(shè)11章,包括穩(wěn)定問題概論,分枝點失穩(wěn)臨界荷載的計算方法、中心壓桿的屈曲、壓彎桿件的屈曲、剛架和桁架的屈曲、薄壁桿件理論與彎扭屈曲、梁的側(cè)向屈曲、拱的平面和側(cè)向屈曲、薄板的屈曲、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定線彈性分析的有限元法、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定極限承載力分析的有限元法等內(nèi)容。
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論,作為結(jié)構(gòu)力學分支和結(jié)構(gòu)分析設(shè)計的主要內(nèi)容之一,關(guān)注的是結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性問題、構(gòu)建結(jié)構(gòu)或構(gòu)件穩(wěn)定性的分析理論和方法以及提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施。結(jié)構(gòu)喪失平衡的穩(wěn)定性即失穩(wěn),將導致結(jié)構(gòu)局部失效甚至整體瞬間倒塌,造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡,形成災(zāi)難性事故。因此,結(jié)構(gòu)工程師非常重視結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題。
隨著科學計算和分析手段的進步,基于有限元等數(shù)值法分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題非常方便,也使數(shù)值分析成為當下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的主流分析手段,但是,基于解析法的簡化分析法仍是構(gòu)件穩(wěn)定分析與檢算的主要方法,現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和方法中隱含了大量傳統(tǒng)穩(wěn)定理論解析法的研究成果,為強化對不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不同失穩(wěn)狀態(tài)及其計算方法的理性認識、夯實結(jié)構(gòu)工程學科學生的專業(yè)和力學基礎(chǔ),提升分析工程問題和創(chuàng)新能力,結(jié)構(gòu)工程學科一般將《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論》作為研究生力學基礎(chǔ)課和必修課程。
自國家恢復(fù)研究生招生后,曾慶元院士針對當時橋梁專業(yè)研究生培養(yǎng)的需要,于1980-1981年編寫了“結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論”講義,內(nèi)容主要包括穩(wěn)定的概念、能量原理、力素平衡法,柱、剛架、桁架、薄壁構(gòu)件、梁和拱等基本構(gòu)件的穩(wěn)定性分析方法及其在橋梁工程中的應(yīng)用。重點針對第一類穩(wěn)定問題介紹各類結(jié)構(gòu)的解析計算方法,兼顧數(shù)值計算發(fā)展和讀者編程計算的需要,講義中編入了曾慶元院士學術(shù)成果——形成系統(tǒng)矩陣的“對號入座”法則。筆者自2008年開始講授本課程,對原講義內(nèi)容進行了擴充和修訂,增加了薄壁結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)理論、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有限元數(shù)值分析方法、板的穩(wěn)定分析等內(nèi)容。至今,該講義在中南大學已使用了40年。
盛興旺,1985年長沙鐵道學院鐵道工程專業(yè)本科畢業(yè),1988年5月橋隧道專業(yè)碩士畢業(yè)后留校任教至今,2000年中南大學橋隧工程專業(yè)獲博士學位。主要從事橋梁結(jié)構(gòu)行為及設(shè)計理論研究。主持了近10多項縱向和30多項橫向項目,主持設(shè)計了40多座橋梁,獲省部級科技獎2項次;發(fā)表論文80余篇,編制教材2部,主講《橋梁工程》等7門課程,指導研究生80余名。 文穎,中南大學土木工程學院橋梁工程系副教授,碩士生導師,重載鐵路工程結(jié)構(gòu)#重點實驗室副主任,中國力學學會會員。主要從事大跨度柔性橋梁結(jié)構(gòu)靜、動力穩(wěn)定性研究,提出了大跨度橋梁穩(wěn)定極限承載力簡化分析的顯式增量割線剛度方法,顯著提高長大橋梁非線性分析效率;提出系統(tǒng)ping穩(wěn)運動穩(wěn)定性分析的位移變分法,實現(xiàn)了高速鐵路車橋系統(tǒng)失穩(wěn)臨界車速計算理論突破。主持國家自然科學基金2項,湖南省科技計劃項目、中國博士后科學基金面上項目等省部級項目3項,參與國家自然科學基金高鐵聯(lián)合基金重點項目研究,作為主要參與者完成國家自然科學基金以及鐵道部重點項目各1項。發(fā)表論文22篇,SCI收錄4篇,EI收錄12篇,ISTP收錄1篇,出版著作3部。獲省級科技進步獎2項,其中一等獎1項,三等