کتاب Matrix Analysis of Structures: Third Edition, SI Version نوشته Aslam Kassimali از دانشگاه Southern Illinois University–Carbondale، یکی از منابع دانشگاهی شناختهشده در حوزه تحلیل ماتریسی سازهها است. این کتاب با تمرکز بر روش سختی (Stiffness Method)، تحلیل خطی سازههای قابی دو و سهبعدی در حالت استاتیک، مقدمهای بر تحلیل غیرخطی و مبانی روش انعطافپذیری (Flexibility Method) را پوشش میدهد.
نسخه حاضر، ویرایش سوم، نسخه SI است که در آن تمامی کمیتها بر مبنای واحدهای بینالمللی (SI) ارائه شدهاند. ویژگی متمایز کتاب این است که برنامهنویسی کامپیوتری روش سختی را از فصل چهارم آغاز میکند تا دانشجو بتواند در طول یک ترم، برنامههای تحلیلی خود را کامل کند. تمام روابط لازم برای تحلیل ماتریسی بر مبنای اصول مکانیک اجسام تغییرشکلپذیر فرموله شدهاند؛ بنابراین آشنایی قبلی با روشهای کلاسیک تحلیل سازه مفید ولی ضروری نیست.
مشخصات کتاب
| عنوان | مشخصات |
|---|---|
| نام کتاب | Matrix Analysis of Structures |
| ویرایش | Third Edition, SI Version |
| نویسنده | Aslam Kassimali |
| دانشگاه نویسنده | Southern Illinois University—Carbondale |
| ناشر | Cengage Learning |
| سال انتشار | 2022 |
| WCN | 02-300 |
| حوزه موضوعی | تحلیل ماتریسی سازه، روش سختی، روش انعطافپذیری، سازههای قابی |
| تعداد فصلها | 10 فصل بههمراه 2 پیوست |
| واحدها | سیستم بینالمللی (SI) |
سرفصلهای اصلی کتاب
کتاب در ۱۰ فصل و دو پیوست سازماندهی شده است. ساختار آن بر پایه «روش سختی» بنا شده و از سادهترین حالت (خرپای صفحه) تا سازههای قابی سهبعدی و تحلیل غیرخطی پیش میرود.
فصل ۱: مقدمه
- پیشینه تاریخی روشهای تحلیل
- روشهای کلاسیک، ماتریسی و اجزای محدود
- روشهای انعطافپذیری و سختی
- طبقهبندی سازههای قابی
- مدلهای تحلیلی
- روابط بنیادی تحلیل سازه
- تحلیل خطی در برابر تحلیل غیرخطی
- معرفی نرمافزار
فصل ۲: جبر ماتریسی
- تعریف ماتریس
- انواع ماتریسها
- عملیات ماتریسی
- روش حذفی گاوس–جردن
فصل ۳: خرپاهای صفحهای
- سیستمهای مختصات سراسری و محلی
- درجات آزادی
- روابط سختی عضو در سیستم مختصات محلی
- فرمولاسیون اجزای محدود با استفاده از کار مجازی
- تبدیل مختصات
- روابط سختی عضو در سیستم مختصات سراسری
- رابطه سختی سازه
- روش گامبهگام تحلیل
فصل ۴: برنامه کامپیوتری تحلیل خرپاهای صفحهای
- ورودی دادهها
- تخصیص شمارههای مختصات سازه
- تولید ماتریس سختی سازه
- تشکیل بردار بار گرهی
- حل جابجاییهای گرهی
- محاسبه نیروهای عضو و واکنشهای تکیهگاهی
فصل ۵: تیرها
- مدل تحلیلی
- روابط سختی عضو
- فرمولاسیون اجزای محدود با استفاده از کار مجازی
- نیروهای لنگرگیر انتهایی عضو ناشی از بارها
- رابطه سختی سازه
- نیروهای گرهی ثابت و بارهای گرهی معادل
- روش گامبهگام تحلیل
- برنامه کامپیوتری
فصل ۶: قابهای صفحهای
- مدل تحلیلی
- روابط سختی عضو در سیستم مختصات محلی
- تبدیل مختصات
- روابط سختی عضو در سیستم مختصات سراسری
- رابطه سختی سازه
- روش گامبهگام تحلیل
- برنامه کامپیوتری
در ویرایش سوم، نمودارهای برش، خمش و نیروی محوری برای تیرها و قابها در فصلهای ۵ و ۶ افزوده شده است تا انتقال از علامتگذاری تحلیل ماتریسی به علامتگذاری کلاسیک در رسم این نمودارها برای اهداف طراحی روشن شود.
فصل ۷: رهایش عضو و اثرات ثانویه
- رهایش member در قابهای صفحهای و تیرها
- پیادهسازی کامپیوتری تحلیل رهایش عضو
- جابجایی تکیهگاهها
- پیادهسازی کامپیوتری اثرات جابجایی تکیهگاه
- تغییرات دما و خطاهای ساخت
فصل ۸: سازههای قابی سهبعدی
- خرپاهای فضایی (Space Trusses)
- شبکههای صفحهای (Grids)
- قابهای فضایی (Space Frames)
فصل ۹: مباحث ویژه و تکنیکهای مدلسازی
- ماتریس سختی سازه شامل مختصات مقید — فرمولبندی جایگزین روش سختی
- تحلیل ماتریسی تقریبی قابهای مستطیلی ساختمان
- انقباض درجات آزادی و زیرسازهسازی
- تکیهگاه غلتکی مورب
- اتصالات با افست
- اتصالات نیمهصلب
- تغییرشکلهای برشی (در این ویرایش توسعه یافته)
- اعضای غیرمنشوری
- حل دستگاههای بزرگ معادلات سختی
فصل ۱۰: مقدمهای بر تحلیل غیرخطی سازه
- مفهوم پایه تحلیل غیرخطی هندسی
- تحلیل غیرخطی هندسی خرپاهای صفحهای
پیوستهای کتاب
- پیوست A: نرمافزار کامپیوتری (برنامه تحلیل سازههای قابی دو و سهبعدی)
- پیوست B: روش انعطافپذیری
ویژگیهای ساختاری و آموزشی کتاب
ساختار کتاب بر اساس اصول خاصی طراحی شده است که آن را برای خودآموزی و تدریس مناسب میکند:
- هر فصل با مقدمهای که اهداف آن را تعریف میکند آغاز و با خلاصهای از نکات کلیدی پایان مییابد.
- روشهای گامبهگام تحلیل همراه با فلوچارتهای دقیق ارائه شده است تا گذار از تئوری به حل مسئله و توسعه برنامه آسانتر شود.
- مثالهای حلشده متعدد برای روشن کردن مفاهیم اساسی و کاربرد رویههای تحلیل گنجانده شده است.
- یک برنامه کامپیوتری برای تحلیل سازههای قابی دو و سهبعدی روی وبسایت ناشر (cengage.com) در دسترس است که دانشجویان میتوانند برای بررسی پاسخ تمرینها و صحتسنجی برنامههای خود استفاده کنند.
- کدهای MATLAB مربوط به فلوچارتهای کتاب و حلالمسائل کامل تمرینها در اختیار مدرسان قرار میگیرد.
تغییرات مهم در ویرایش سوم
- بیش از ۲۰٪ مسائل نسخه قبلی با مسائل جدید جایگزین شده است.
- حدود ۱۰٪ مثالها تغییر یافته یا ارتقا یافتهاند.
- نمودارهای برش، خمش و نیروی محوری برای تیرها و قابها در فصلهای ۵ و ۶ افزوده شده است.
- پوشش تغییرشکلهای برشی در فصل ۹ توسعه یافته است.
- نرمافزار همراه کتاب ارتقا یافته و با آخرین نسخههای ویندوز سازگار شده است.
این کتاب برای چه کسانی مناسب است؟
- دانشجویان کارشناسی مهندسی عمران در درس تحلیل ماتریسی سازه
- دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری که به مبانی تحلیل قابها نیاز دارند
- مهندسان محاسب سازه که مبانی نظری نرمافزارهای اجزای محدود را میجویند
- علاقهمندان به توسعه برنامههای تحلیل سازهای (با MATLAB یا سایر زبانها)
- دانشجویانی که قصد درک ارتباط میان روشهای کلاسیک و روش اجزای محدود را دارند
وجود برنامه کامپیوتری همراه کتاب و فلوچارتهای دقیق، این منبع را به گزینهای مناسب برای یادگیری عملی برنامهنویسی تحلیل سازه تبدیل کرده است.
نکته درباره نسخه SI
نسخه SI این کتاب تمامی کمیتها را با واحدهای بینالمللی ارائه میدهد و از این نظر برای دانشجویان و مهندسان ایرانی که با واحدهای متریک کار میکنند، هماهنگتر از نسخه واحدی آمریکایی است.
نظرات و پرسش‌های شما
0 دیدگاه ثبت شده