本书从结构稳定问题及概念入手,以基于线弹性和小变形前提的分枝点失稳为重点介绍各类构件的经典解析理论和方法;其次,介绍结构稳定分析的数值方法、非弹性稳定和极值点失稳算法;作为结构稳定理论成果应用,介绍桥梁结构设计中重要的稳定设计理念和方法。全书内容共设11章,包括稳定问题概论,分枝点失稳临界荷载的计算方法、中心压杆的屈曲、压弯杆件的屈曲、刚架和桁架的屈曲、薄壁杆件理论与弯扭屈曲、梁的侧向屈曲、拱的平面和侧向屈曲、薄板的屈曲、结构稳定线弹性分析的有限元法、结构稳定极限承载力分析的有限元法等内容。
结构稳定理论,作为结构力学分支和结构分析设计的主要内容之一,关注的是结构平衡状态的稳定性问题、构建结构或构件稳定性的分析理论和方法以及提高结构稳定性的措施。结构丧失平衡的稳定性即失稳,将导致结构局部失效甚至整体瞬间倒塌,造成巨大的经济损失和人员伤亡,形成灾难性事故。因此,结构工程师非常重视结构的稳定性问题。
随着科学计算和分析手段的进步,基于有限元等数值法分析复杂结构的稳定性问题非常方便,也使数值分析成为当下结构稳定分析的主流分析手段,但是,基于解析法的简化分析法仍是构件稳定分析与检算的主要方法,现行的结构设计规范和方法中隐含了大量传统稳定理论解析法的研究成果,为强化对不同结构构件的不同失稳状态及其计算方法的理性认识、夯实结构工程学科学生的专业和力学基础,提升分析工程问题和创新能力,结构工程学科一般将《结构稳定理论》作为研究生力学基础课和必修课程。
自国家恢复研究生招生后,曾庆元院士针对当时桥梁专业研究生培养的需要,于1980-1981年编写了“结构稳定理论”讲义,内容主要包括稳定的概念、能量原理、力素平衡法,柱、刚架、桁架、薄壁构件、梁和拱等基本构件的稳定性分析方法及其在桥梁工程中的应用。重点针对第一类稳定问题介绍各类结构的解析计算方法,兼顾数值计算发展和读者编程计算的需要,讲义中编入了曾庆元院士学术成果——形成系统矩阵的“对号入座”法则。笔者自2008年开始讲授本课程,对原讲义内容进行了扩充和修订,增加了薄壁结构扭转理论、结构稳定的有限元数值分析方法、板的稳定分析等内容。至今,该讲义在中南大学已使用了40年。
盛兴旺,1985年长沙铁道学院铁道工程专业本科毕业,1988年5月桥隧道专业硕士毕业后留校任教至今,2000年中南大学桥隧工程专业获博士学位。主要从事桥梁结构行为及设计理论研究。主持了近10多项纵向和30多项横向项目,主持设计了40多座桥梁,获省部级科技奖2项次;发表论文80余篇,编制教材2部,主讲《桥梁工程》等7门课程,指导研究生80余名。 文颖,中南大学土木工程学院桥梁工程系副教授,硕士生导师,重载铁路工程结构#重点实验室副主任,中国力学学会会员。主要从事大跨度柔性桥梁结构静、动力稳定性研究,提出了大跨度桥梁稳定极限承载力简化分析的显式增量割线刚度方法,显著提高长大桥梁非线性分析效率;提出系统ping稳运动稳定性分析的位移变分法,实现了高速铁路车桥系统失稳临界车速计算理论突破。主持国家自然科学基金2项,湖南省科技计划项目、中国博士后科学基金面上项目等省部级项目3项,参与国家自然科学基金高铁联合基金重点项目研究,作为主要参与者完成国家自然科学基金以及铁道部重点项目各1项。发表论文22篇,SCI收录4篇,EI收录12篇,ISTP收录1篇,出版著作3部。获省级科技进步奖2项,其中一等奖1项,三等