本書(shū)從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問(wèn)題及概念入手,以基于線彈性和小變形前提的分枝點(diǎn)失穩(wěn)為重點(diǎn)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(diǎn)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(jì)中重要的穩(wěn)定設(shè)計(jì)理念和方法。全書(shū)內(nèi)容共設(shè)11章,包括穩(wěn)定問(wèn)題概論,分枝點(diǎn)失穩(wěn)臨界荷載的計(jì)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(xué)分支和結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)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(wèn)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(dǎo)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(jì)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(wèn)題。
隨著科學(xué)計(jì)算和分析手段的進(jìn)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(wèn)題非常方便,也使數(shù)值分析成為當(dāng)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(jiǎn)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(jì)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(qiáng)化對(duì)不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不同失穩(wěn)狀態(tài)及其計(jì)算方法的理性認(rèn)識(shí)、夯實(shí)結(jié)構(gòu)工程學(xué)科學(xué)生的專業(yè)和力學(xué)基礎(chǔ),提升分析工程問(wèn)題和創(chuàng)新能力,結(jié)構(gòu)工程學(xué)科一般將《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論》作為研究生力學(xué)基礎(chǔ)課和必修課程。
自國(guó)家恢復(fù)研究生招生后,曾慶元院士針對(duì)當(dāng)時(shí)橋梁專業(yè)研究生培養(yǎng)的需要,于1980-1981年編寫(xiě)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(diǎn)針對(duì)第一類穩(wěn)定問(wèn)題介紹各類結(jié)構(gòu)的解析計(jì)算方法,兼顧數(shù)值計(jì)算發(fā)展和讀者編程計(jì)算的需要,講義中編入了曾慶元院士學(xué)術(shù)成果——形成系統(tǒng)矩陣的“對(duì)號(hào)入座”法則。筆者自2008年開(kāi)始講授本課程,對(duì)原講義內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)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(xué)已使用了40年。
盛興旺,1985年長(zhǎng)沙鐵道學(xué)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(xué)橋隧工程專業(yè)獲博士學(xué)位。主要從事橋梁結(jié)構(gòu)行為及設(shè)計(jì)理論研究。主持了近10多項(xiàng)縱向和30多項(xiàng)橫向項(xiàng)目,主持設(shè)計(jì)了40多座橋梁,獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)2項(xiàng)次;發(fā)表論文80余篇,編制教材2部,主講《橋梁工程》等7門(mén)課程,指導(dǎo)研究生80余名。 文穎,中南大學(xué)土木工程學(xué)院橋梁工程系副教授,碩士生導(dǎo)師,重載鐵路工程結(jié)構(gòu)#重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員。主要從事大跨度柔性橋梁結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力穩(wěn)定性研究,提出了大跨度橋梁穩(wěn)定極限承載力簡(jiǎn)化分析的顯式增量割線剛度方法,顯著提高長(zhǎng)大橋梁非線性分析效率;提出系統(tǒng)ping穩(wěn)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析的位移變分法,實(shí)現(xiàn)了高速鐵路車橋系統(tǒng)失穩(wěn)臨界車速計(jì)算理論突破。主持國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng),湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目等省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng),參與國(guó)家自然科學(xué)基金高鐵聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目研究,作為主要參與者完成國(guó)家自然科學(xué)基金以及鐵道部重點(diǎn)項(xiàng)目各1項(xiàng)。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(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng),其中一等獎(jiǎng)1項(xiàng),三等