結構力學是力學的一種,主要研究建築物的結構,是土木工程和機械學科的學生必修科目,在建築、工業等領域中多所應用。結構力學的研究內容,包括建築結構的組成、規則,在各種載重、材質等因素下的作用力變化計算,包括軸力、剪力、彎矩、與扭力四種力學及其組合。本書從基礎的力學開始介紹,以簡潔而詳盡的解說方式,循序連接每一個階段,使學生不需在消化不良的狀態追趕進度,而可以依照自己的步調來學習。本書務將結構力學連結建築法規中的結構規定,在建築設計可以實際應用,如此是希望結構力學不應只是一門學問,更是一門實用的社會科學。

 由此可知,結構力學是對於建造安全的建築物等結構物來說,一門非常有用的重要學問。然而,在學習結構力學時,一般人卻有種兩極化的現象,造成上手的人和不上手的人兩者出現很大的學習差距。其實結構力學並不那麼困難,但為什麼卻有這樣的結果呢?

原因就在於初學結構力學的「入門學習」上面。只要學生能夠順利度過入門階段,接下來就能順暢地繼續深入學習。但若是一開始就受到挫折,人們容易因為產生「太複雜」、「搞不懂」的想法,而漸漸地對結構力學敬而遠之了。

在力學裡,有2個力學專用的特殊用語(觀念)──向量和力矩,熟悉這兩者,就是構造力學入門的第一步。

因此,儘管您可能會有些不耐煩,但本書還是必須針對向量和力矩徹底說明。為此,書中設計了豐富的計算例題,並且加強圖解,能經由視覺加深理解。

從基礎開始,以簡潔有力的解說方式一直持續到下一階段,詳細的說明,讓您不需在消化不良的狀態追趕進度,可以依照自己的步調一步步學習。

本書的另一個目的,是希望結構力學不應單純只是一門系統化學習的學問,而是能夠立刻派上用場的社會實用科學。

例如桁架的計算,學術上雖然也有以使用三角函數的數學式進行分析的方法,但在建築實務上一般是以克里蒙納圖解法(クレモナ図解法,Cremona graphical solution)來分析。也就是說,只要用量尺來測量製圖版上的箭頭長度就能求得解。

此外,本書中也積極地將結構力學和日本《建築基準法》中的結構規定關係做連結,期許能夠有助於建築設計上的實際應用。(註:日本《建築基準法》相當於我國的《建築法》。)

在日本《建築基準法》中,規定申請之建築物必須為「經結構計算而確保為安全者」。這是什麼意思呢?建築物的設計步驟,大多是先參考許多建築物的結構設計和施工案例,接著製作設計草案,然後再進行結構計算,以確認設計草案究竟是好還是不好。(如果計算結果顯示無法確保其安全性,便需修改設計草案,然後重新進行結構計算。)

結構構件的選用,無論是木材還是鋼骨、鋼筋,由於市面上已有標準品,所以都會從標準品中選擇。以木造柱為例,設計時先選用截面積為10.5cm平方、12cm平方等市面標準品,然後再經計算來追認其安全性,這樣的過程就是結構計算在實務上的作法。在計算之後有時會發現必須使用11cm平方的木材,但由於11cm角柱的木材並非標準品,市面上沒有販售,因此針對11cm平方進行計算就不具意義。

又例如,若鋼筋必須要有3.5條,使用4條則較為保險,使用3條則不足。

如上所述,本書並非只是及於理論,也考量到了實用性,讓讀者能夠透過本書而具備確認小型住宅規模之建築物的安全性的能力。

 圖解超簡單結構力學》   図解 一番やさしい構造力学

◎由簡單易懂的插圖圖解,從基本起步,完全掌握結構力學!

即使對數學和物理感到頭痛,本書都能讓您瞭解結構力學的精華!

世茂出版2013年初 繁體中文版發行

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