21 世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材-有限单元法

21世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材有限单元法主编丁科陈月顺副主编童智能刘建军主审周金枝参编李磊张军参编李磊张军参编李磊张军内容简介本书主要介绍了有限元方法的基本理论和方法。全书按照由浅入深、由简单到复杂的原则，介绍了杆系结构、平面问题、空间轴对称问题、薄板弯曲问题、结构振动问题的有限元理论与分析方法。为了便于学生对相关知识的回顾与应用，书后附录还介绍了矩阵的基本知识、线性方程组的计算方法以及弹性理论的有关知识。本书着重于基本概念、原理和方法的阐述，并通过一定数量的例题和应用实例以加深学生对书中的内容的理解。每章之后均有一定量的习题，可供课外选用或参考。本书可以作为土木、水利、机械等工科专业本科学生学习有限元方法的教材，也可作为科技工作者的参考资料。图书在版编目(CIP)数据有限单元法/丁科，陈月顺主编.—北京：北京大学出版社，2006.1(21世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材)ISBN7-301-10435-9Ⅰ.有…Ⅱ.①丁…②陈…Ⅲ.有限单元法—高等学校—教材Ⅳ.0241.82中国版本图书馆CIP数据核字(2005)第158919号书名：有限单元法著作责任者：丁科陈月顺主编策划编辑：吴迪李昱涛责任编辑：黄平山标准书号：ISBN7-301-10435-9/TU·0020出版者：北京大学出版社地址：北京市海淀区成府路205号100871网址：电话：邮购部62752015发行部62750672编辑部62750667邮购部62752015电子信箱：[e-mail]排版者：北京东方人华北大彩印中心电话：62754190印刷者：发行者：北京大学出版社经销者：新华书店787毫米×1092毫米16开本11.25印张249千字2006年1月第1版2006年1月第1次印刷定价：17.00元《21世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材》专家编审委员会主任彭少民副主任(按拼音顺序排名)陈伯望金康宁李忱李杰罗迎社彭刚许成祥杨勤俞晓袁海庆周先雁委员(按拼音顺序排名)邓寿昌付晓灵何放龙何培玲李晓目李学罡刘杰刘建军刘文生罗章石建军许明严兵张泽平张仲先21世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材参编学校名单（按拼音排序，覆盖26个省市自治区）1安徽理工大学2北京建筑工程学院3北京联合大学4长春工程学院5长江大学6长沙理工大学7东南大学8广州大学9贵州大学10桂林工学院11合肥工业大学12河北工业大学13河北建筑工程学院14河南大学15黑龙江科技学院16湖南城市学院17湖南大学18湖南工程学院19湖南工学院20湖南科技大学21华北电力大学22华北水利水电学院23华东交通大学24华中科技大学25淮阴工学院26黄石理工学院27江汉大学28江苏大学29江西科技师范学院30九江学院31昆明理工大学32丽水学院33辽宁工程技术大学34内蒙古科技大学35南昌工程学院36南昌航空工业学院37南华大学38南京工程学院39南京林业大学40南阳理工学院41宁波工程学院42三峡大学43山东交通学院44山西大学45上海大学46石河子大学47石家庄铁道学院48四川理工学院49太原理工大学50天津工业大学51天津商学院52武汉大学53武汉工程大学54武汉工业学院55武汉科技大学56武汉科技学院57武汉理工大学58西安建筑科技大学59西安科技大学60西北农林科技大学61西南交通大学62西南林学院63湘潭大学64孝感学院65浙江科技学院66中国地质大学67中南大学68中南林学院69重庆大学70株洲工学院丛书总序我国高等教育发展迅速，全日制高等学校每年招生人数至2004年已达到420万人，毛入学率19%，步入国际公认的高等教育“大众化”阶段。面临这大规模的扩招，教育事业的发展与改革坚持以人为本的两个主体：一是学生，一是教师。教学质量的提高是在这两个主体上的反映，教材则是两个主体的媒介，属于教学的载体。教育部曾在第三次新建本科院校教学工作研讨会上指出：“一些高校办学定位不明，盲目追求上层次、上规格，导致人才培养规格盲目拔高，培养模式趋同。高校学生中‘升本热’、‘考硕热’、‘考博热’持续升温，应试学习倾向仍然比较普遍，导致各层次人才培养目标难于全面实现，大学生知识结构不够合理，动手能力弱，实际工作能力不强。”而作为知识传承载体的教材，在高等教育的发展过程中起着至关重要的作用，但目前教材建设却远远滞后于应用型人才培养的步伐，许多应用型本科院校一直沿用偏重于研究型的教材，缺乏针对性强的实用教材。近年来，我国房地产行业已经成为国民经济的支柱行业之一，随着本世纪我国城市化的大趋势，土木建筑行业对实用型人才的需求还将持续增加。为了满足相关应用型本科院校培养应用型人才的教学需求，从2004年10月北京大学出版社第六事业部就开始策划本套丛书，并派出10多位编辑分赴全国近30个省份调研了两百多所院校的课程改革与教材建设的情况。在此基础上，规划出了涵盖“大土建”六个专业——土木工程、工程管理、建筑学、城市规划、给排水、建筑环境与设备工程的基础课程及专业主干课程的系列教材。通过2005年1月份在湖南大学的组稿会和2005年4月份在三峡大学的审纲会，在来自全国各地几十所高校的知名专家、教授的共同努力下，不但成立了本丛书的编审委员会，还规划出了首批包括土木工程、工程管理及建筑环境与设备工程等专业方向的40多个选题，再经过各位主编老师和参编老师的艰苦努力，并在北京大学出版社各级领导的关心和第六事业部的各位编辑辛勤劳动下，首批教材终于2006年春季学期前夕陆续出版发行了。在首批教材的编写出版过程中，得到了越来越多的来自全国各地相关兄弟院校的领导和专家的大力支持。于是，在顺利运作第一批土建教材的鼓舞下，北京大学出版社联合全国七十多家开设有土木建筑相关专业的高校，于2005年11月26日在长沙中南林学院召开了《21世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材》（第二批）组稿会，规划了①建筑学专业；②城市规划专业；③建筑环境与设备工程专业；④给排水工程专业；⑤土木工程专业道路、桥梁、地下、岩土、矿山课群组近60多个选题。至此，北京大学出版社规划的“大土木建筑系列教材”已经涵盖了“大土建”的6个专业，是近年来全国高等教育出版界唯一一套完全覆盖“大土建”六个专业方向的系列教材，并将于2007年全部出版发行。我国高等学校土木建筑专业的教育，在国家教育部和建设部的指导下，经土木建筑专业指导委员会六年来的研讨，已经形成了宽口径“大土建”的专业发展模式，明确了土木建筑专业教育的培养目标、培养方案和毕业生基本规格，从宽口径的视角，要求毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作。业务范围涉及房屋建筑、隧道与地下建筑、公路II与城市道路、铁道工程与桥梁、矿山建筑等，并且制定一整套课程教学大纲。本系列教材就是根据最新的培养方案和课程教学大纲，由一批长期在教学第一线从事教学并有过多年工程经验和丰富教学经验的教师担任主编，以定位“应用型人才培养”为目标而编撰，具有以下特点：(1)按照宽口径土木工程专业培养方案，注重提高学生综合素质和创新能力，注重加强学生专业基础知识和优化基本理论知识结构，不刻意追求理论研究型教材深度，内容取舍少而精，向培养土木工程师从事设计、施工与管理的应用方向拓展。(2)在理解土木工程相关学科的基础上，深入研究各课程之间的相互关系，各课程教材既要反映本学科发展水平，保证教材自身体系的完整性，又要尽量避免内容的重复。(3)培养学生，单靠专门的设计技巧训练和运用现成的方法，要取得专门实践的成功是不够的，因为这些方法随科学技术的发展经常在改变。为了了解并和这些迅速发展的方法同步，教材的编撰侧重培养学生透析理解教材中的基本理论、基本特性和性能，又同时熟悉现行设计方法的理论依据和工程背景，以不变应万变，这是本系列教材力图涵盖的两个方面。(4)我国颁发的现行有关土木工程类的规范及规程，系1999～2002年完成的修订，内容有较大的取舍和更新，反映了我国土木工程设计与施工技术的发展。作为应用型教材，为培养学生毕业后获得注册执业资格，在内容上涉及不少相关规范条文和算例。但并不是规范条文的释义。(5)当代土木工程设计，越来越多地使用计算机程序或采用通用性的商业软件，有些结构特殊要求，则由工程师自行编写程序。本系列的相关工程结构课程的教材中，在阐述真实结构、简化计算模型、数学表达式之间的关系的基础上，给出了设计方法的详细步骤，这些步骤均可容易地转换成工程结构的流程图，有助于培养学生编写计算机程序。(6)按照科学发展观，从可持续发展的观念，根据课程特点，反映学科现代新理论、新技术、新材料、新工艺，以社会发展和科技进步的新近成果充实、更新教材内容，尽最大可能在教材中增加了这方面的信息量。同时考虑开发音像、电子、网络等多媒体教学形式，以提高教学效果和效率。衷心感谢本套系列教材的各位编著者，没有他们在教学第一线的教改和工程第一线的辛勤实践，要出版如此规模的系列实用教材是不可能的。同时感谢北京大学出版社为我们广大编著者提供了广阔的平台，为我们进一步提高本专业领域的教学质量和教学水平提供了很好的条件。我们真诚希望使用本系列教材的教师和学生，不吝指正，随时给我们提出宝贵的意见，以期进一步对本系列教材进行修订、完善。本系列教材配套的PPT电子教案在出版社相关网站上提供下载。《21世纪全国应用型本科土木建筑系列实用规划教材》专家编审委员会2006年1月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#!#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$!$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$!!$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$#!%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$$!%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!%!&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!’!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#!!’!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!##!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!##!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!###!!$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!##$!!%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!##%!!&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!##&!!(!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!##)!!’!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#$!#*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#$!!#*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#$#!##!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#$$!#%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#%!$*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#%!!$*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#%#!$#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#&!$$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#)!%*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#)!!%*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#)#!%$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!%%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!