کتاب تئوری مقدماتی سازه ها - بدیعی

کتاب تئوری مقدماتی سازه ها، تألیف مجید بدیعی توسط انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی به چاپ رسیده است.

تئوری سازه ها، شاخه ای است تخصصی از علم مکانیک که در آن سازه های مهندسی تحت تأثیر عوامل مختلف خارجی و محیطی مانند بارگذاری، نشست و تغییر درجه حرارت، چه از حیث پایداری و چه از لحاظ تحلیل نیروها و تغییراتِ شکل مورد بررسی قرار می ‌گیرند.

محور اصلی این کتاب را برگردان کاملی از کتاب معروف پروفسور Yuan - Hsieh یعنی تئوری مقدماتی سازه ها تشکیل می دهد، و عنوان کتاب نیز بر همین اساس انتخاب شده است، هر چند در تدوین آن از کتاب های دیگری نیز که اسامی آن ها در فهرست منابع آمده، استفاده شده است. از فصل 18 به بعد تحت عنوان پیوست هایی تنظیم شده است که با اضافه کردن این مطالب، محتوای کتاب هرچه بیشتر با ریزمواد درس تحلیل سازه ها در دانشگاه های سراسر کشورمنطبق شده باشد. از دیگر ویژگی های مهم این کتاب می توان به روند منطقی و بیان ساده، ارائه و حل مسائل متعدد و متنوع در انتهای فصول و هم چنین در سر تا سر کتاب و معرفی تدریجی نقش ماتریس ها اشاره کرد. کتاب مذکور متشکل از 17 فصل می باشد که عبارتند از: 1‐ کلیات 2‐ پایداری و معینی سازه ها 3‐ تیرهای معین 4‐ خرپاهای معین 5‐ قاب های صلب و سازه های مرکب معین 6‐ خطوط تاثیر برای سازه های معین 7‐ بارهای متمرکز در حال حرکت: ملاک هایی برای تعیین مقادیر ماکزیمم 8‐ تغییرات شکل ارتجاعی سازه ها 9‐ تحلیل سازه های نامعین به روش تغییرات شکل سازگار 10‐ تحلیل سازه های نامعین با استفاده از روش حداقل کار 11‐ خطوط تاثیر مربوط به سازه های نامعین 12‐ تحلیل تیرها و قاب های صلب نامعین به روش شیب ‐ افت 13‐ مقدمه ‌ای بر روش پخش لنگر: پخش لنگر بدون انتقال نقاط اتصال 14‐ پخش لنگر با انتقال نقاط اتصال 15‐ تحلیل ماتریسی سازه ها با استفاده از روش اجزاء محدود قسمت اول: روش نیرو 16‐ تحلیل ماتریسی سازه ها با استفاده از روش اجزاء محدود قسمت دوم: روش جا به جایی 17‐ تحلیل در ارتباط با عضوهای غیر منشوری

مولف در فصول اول و دوم، هدف از درس تئوری سازه ها، تقسیم بندی تئوری سازه ها، عکس العمل های تکیه گاهی، معادلات وضعیت یا احداث، پایداری کلی سازه و ... را شرح می دهد. در فصول سوم و چهارم، مخاطب را با تحلیل تیرهای معین، اصل کار مجازی و تحلیل تیرها، روابط بین بار، نیروی برشی و گشتاور خمشی، تحلیل خرپاهای مرکب، انواع متداول خرپاهای پل و شیروانی و ... آشنا می کند. در فصول پنجم و ششم، به معرفی اتصالات صلب، تحلیل قاب های معین، مفهوم خط تأثیر، سیستم تیر و کف، ترسیم خطوط تأثیر با ابزار گوناگون و ... می پردازد. در فصول هفتم و هشتم، ملاک های مربوط به تعیین مقدار ماکزیمم تابعی با نمودارهای مختلف خط تأثیر، انحنا و خط ارتجاع، قضیه کاستیلیانو، روش تیر مزدوج و ... را بررسی می کند. در فصول نهم و دهم، به تحلیل تیرهای نامعین، قاب های صلب و خرپاهای نامعین و ... با روش های مختلف می پردازد. در فصول یازدهم و دوازدهم، مخاطب را با اصول ترسیم خطوط تأثیر، معادلات اصلی و مراحل تحلیل شیب ‐ افت، فرموله کردن و ... آشنا می کند. در فصول سیزدهم و چهاردهم، به معرفی گشتاور گیرداری، سختی، ضریب پخش، سختی تعدیل یافته، گشتاور گیرداری ناشی از اتصالات و ... می پردازد. در فصول پانزدهم و شانزدهم، مفاهیم اصلی سازه ها، تعادل، ماتریس تبدیل، فرموله کردن روش کلی جا به جایی، روش مستقیم خطی و ... را بررسی می کند و نهایتاً در فصل هفدهم، ماتریس های انعطاف پذیر دورانی یک تیر و سختی دورانی آن، ضریب سختی و انتقال برای پخش لنگر، معادلات تعمیم یافته شیب ‐ افت و ... را شرح می دهد.

 

فهرست

1‐ کلیات 2‐ پایداری و معینی سازه ها 3‐ تیرهای معین 4‐ خرپاهای معین 5‐ قاب های صلب و سازه های مرکب معین 6‐ خطوط تاثیر برای سازه های معین 7‐ بارهای متمرکز در حال حرکت: ملاک هایی برای تعیین مقادیر ماکزیمم 8‐ تغییرات شکل ارتجاعی سازه ها 9‐ تحلیل سازه های نامعین به روش تغییرات شکل سازگار 10‐ تحلیل سازه های نامعین با استفاده از روش حداقل کار 11‐ خطوط تاثیر مربوط به سازه های نامعین 12‐ تحلیل تیرها و قاب های صلب نامعین به روش شیب ‐ افت 13‐ مقدمه ‌ای بر روش پخش لنگر: پخش لنگر بدون انتقال نقاط اتصال 14‐ پخش لنگر با انتقال نقاط اتصال 15‐ تحلیل ماتریسی سازه ها با استفاده از روش اجزاء محدود قسمت اول: روش نیرو 16‐ تحلیل ماتریسی سازه ها با استفاده از روش اجزاء محدود قسمت دوم: روش جا به جایی 17‐ تحلیل در ارتباط با عضوهای غیر منشوری پیوست 1: تعیین تغییر شکل تیرها و قاب های معین به روش لنگر سطح پیوست 2: تعیین تغییر مکان خرپاهای معین به دو روش جبری و ترسیمی پیوست 3: تحلیل تیرهای سراسری با استفاده از قضیۀ سه لنگری پیوست 4: خلاصه ای از جبر ماتریسی پیوست 5: خواص هندسی سطوح پیوست 6: گشتاورهای گیرداری پیوست 7: فرمول های تیرهای یک دهانه پیوست 8: دیاگرام های نیروی برشی و گشتاور خمشی و منحنی تغییر شکل تیرها پیوست 9: نیروهای عکس العمل و گشتاورهای خمشی در تیرهای سراسری با دهانه های مساوی پیوست 10 پیوست 11: جدول تبدیل آحاد پاسخ به مسائل انتخابی فهرست راهنما فهرست منابع

برشی از متن کتاب

1‐ کلیات 1‐1 سازه های مهندسی کلمه سازه دارای معانی مختلفی است. منظور کلی از یک سازه مهندسی عبارت است از صرفا هر آن چه که ساخته شده باشد. سازه های اصلی مورد نظر مهندسان راه و ساختمان عبارتند از پل ‌ها، ساختمان ‌ها، دیوارها، سدها، برج ها و سازه های پوسته ای. سازه هایی از این قبیل، از یک یا چندین عضو یا جزء صلب و به گونه ای تشکیل شده‌ اند که کل سازه و نیز اجزای آن در جریان بارگذاری و باربرداری (برداشتن بار)، قادر به حفظ پایداری خود، بدون هیچ گونه تغییر قابل ملاحظه ‌ای در شکل هندسی خواهند بود. در طرح یک سازه ملاحظات متعددی بایستی در نظر گرفته شود، که از آن جمله دو هدف اصلی زیر باید بایستی تامین گردد: 1‐ سازه بایستی منظوری را که از آن انتظار می‌ رود، برآورده سازد (وظیفه). 2‐ سازه بایستی بتواند بارهای وارده را به نحو اطمینان بخشی تحمل نماید (ایمنی). 1‐2 هدف تئوری سازه ها طرح یک سازه به طور کامل شامل مراحل زیر می شود: 1‐ تهیه یک نقشه کلی: نقشه کلی یک سازه از بین چندین وضعیت ممکن است انتخاب می شود. نکته مهم عبارت است از هدفی که به منظور آن سازه بنا می‌ شود. این مرحله شامل انتخاب نوع و یا اصلاحا تیپ سازه، انتخاب مصالح و نیز برآوردی آزمایشی از هزینه ‌ها می ‌شود که بر اساس یک تحلیل منطقی از طرح محاسباتی اولیه صورت می ‌گیرد. مرحله فوق ممکن است هم چنین انتخاب بهترین محل و یا انتطباق دادن سازه را به محلی که از قبل تعیین شده است، نیز در بر گیرد. در این مرحله بایستی به زیبایی سازه نیز توجه شود، زیرا ظاهر خوب برای یک سازه را می ‌توان به طور معقول و بدون هزینه اضافی تامین کرد. ...

ترجمه و تدوین: مجید بدیعی انتشارات: دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی