Theory of Structures

This book provides the reader with a consistent approach to theory of structures on the basis of applied mechanics. It covers framed structures as well as plates and shells using elastic and plastic theory, and emphasizes the historical background and the relationship to practical engineering activities. This is the first comprehensive treatment of the school of structures that has evolved at the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich over the last 50 years.

The many worked examples and exercises make this a textbook ideal for in-depth studies. Each chapter concludes with a summary that highlights the most important aspects in concise form. Specialist terms are defined in the appendix.

There is an extensive index befitting such a work of reference. The structure of the content and highlighting in the text make the book easy to use. The notation, properties of materials and geometrical properties of sections plus brief outlines of matrix algebra, tensor calculus and calculus of variations can be found in the appendices.

This publication should be regarded as a key work of reference for students, teaching staff and practising engineers. Its purpose is to show readers how to model and handle structures appropriately, to support them in designing and checking the structures within their sphere of responsibility.Das Werk liefert eine einheitliche Darstellung der Baustatik auf der Grundlage der Technischen Mechanik. Es behandelt Stab- und Flächentragwerke nach der Elastizitäts- und Plastizitätstheorie. Es betont den geschichtlichen Hintergrund und den Bezug zur praktischen Ingenieurtätigkeit und dokumentiert erstmals in umfassender Weise die spezielle Schule, die sich in den letzten 50 Jahren an der ETH in Zürich herausgebildet hat.
Als Lehrbuch enthält das Werk viele durchgearbeitete Beispiele und Aufgaben zum vertieften Studium. Die einzelnen Kapitel werden durch Zusammenfassungen abgeschlossen, welche die wichtigsten Lehrinhalte in prägnanter Form hervorheben. Die verwendeten Fachausdrücke sind in einem Anhang definiert.
Als Nachschlagewerk enthält das Buch ein umfassendes Stichwortverzeichnis. Die Gliederung des Inhalts und Hervorhebungen im Text erleichtern die Übersicht. Bezeichnungen, Werkstoff- und Querschnittswerte sowie Abrisse der Matrizenalgebra, der Tensorrechnung und der Variationsrechnung sind in Anhängen zusammengefasst.
Insgesamt richtet sich das Buch als Grundlagenwerk an Studierende und Lehrende ebenso wie an Bauingenieure in der Praxis. Es bezweckt, seine Leser zu einer sinnvollen Modellierung und Behandlung von Tragwerken zu befähigen und sie bei den unter ihrer Verantwortung vorgenommenen Projektierungs- und Überprüfungsarbeiten von Tragwerken zu unterstützen.
I INTRODUCTION
Purpose and scope of theory of structures
Historical background
II FUNDAMENTALS
Structural design
Structural analysis and dimensioning
Static relationships
Kinematic relationships
Constitutive relationships
Energy methods
III STATICALLY DETERMINATE FRAMED STRUCTURES
Structural elements and topology
Determining the forces
Stress resultants and state diagrams
Influence lines
IV DEFORMATIONS OF FRAMED STRUCTURES
Elementary deformations
Single deformations
Deformation diagrams
V STATICALLY INDETERMINATE FRAMED STRUCTURES
Force method
Displacement method
Continua
Discontinua
VI NON-LINEAR ANALYSIS OF FRAMED STRUCTURES
Elastic-plastic systems
Limit analysis
Stability
VII PLATES AND SHELLS
Plates
Slabs
Folded plates
Shells
APPENDIX
A1 Definitions
A2 Notation
A3 Properties of materials
A4 Geometrical properties of sections
A5 Matrix algebra
A6 Tensor calculus
A7 Calculus of variations
REFERENCES
INDEX
I EINFÜHRUNG
Aufgabe der Baustatik
Geschichtlicher Hintergrund
II GRUNDLAGEN
Projektierung von Tragwerken
Tragwerksanalyse und Bemessung
Statische Beziehungen
Kinematische Beziehungen
Werkstoffbeziehungen
Energieverfahren
III STATISCH BESTIMMTE STABTRAGWERKE
Aufbau von Stabtragwerken
Kraftgrößenermittlung
Schnittgrößen und Zustandslinien
Einflusslinien
IV VERFORMUNGEN VON STABTRAGWERKEN
Elementare Verformungen
Einzelverformungen
Verformungslinien
V STATISCH UNBESTIMMTE STABTRAGWERKE
Kraftmethode
Verformungsmethode
Kontinua
Diskontinua
VI NICHTLINIEARE STATIK DER STABTRAGWERKE
Elastisch-plastische Systeme
Traglastverfahren
Stabilitätsprobleme
VII FLÄCHENTRAGWERKE
Scheiben
Platten
Faltwerke
Schalen
ANHANG
A1 Fachausdrücke
A2 Bezeichnungen
A3 Werkstoffkennwerte
A4 Querschnittswerte
A5 Matrizenalgebra
A6 Tensorrechnung
A7 Variationsrechnung
LITERATUR
SACHVERZEICHNIS
"Theory of Structures" is an excellent textbook. It is very rich in the individual topics covered. One special and importend feature that should be mentioned ist the many excellently prepared examples and exercises.
... this is a wonderful textbook for undergraduate and graduate courses.
In addition, it could be of immense value to those practicing engineers who wish to deepen their background knowledge or refresh fundamental issues.
Ekkehard Ramm, University Stuttgart (in: Steel Construction 2/2014) Prof. Dr. sc. techn. Peter Marti has been professor for theory of structures and structural design at the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich since 1990, lecturing in theory of structures and reinforced concrete. Peter Marti has served as chairman on various technical commissions, e.g. ACI-ASCE Joint Committee 445 Shear and Torsion and fib Commission 4 Modelling of Structural Behaviour and Design. He was also president of Swiss standards commission SIA 162 Concrete construction, project manager for Swisscodes and president of the Society for the Art of Civil Engineering. In his role as consulting engineer, reviewer and jury member for competitions, he is responsible for many challenging building, bridge and tunnel projects. Prof. Dr. sc. techn. Peter Marti ist seit 1990 Professor für Baustatik und Konstruktion an der ETH Zürich. Hier lehrt er Baustatik und Stahlbeton. Peter Marti war Vorsitzender von verschiedenen technischen Kommissionen, wie ACI-ASCE Joint Committee 445 "Shear and Torsion" und fib Commission 4 "Modelling of Structural Behaviour and Design". Er war Präsident der Kommission SIA 162 "Betonbau", Projektleiter "Swisscodes" und Präsident der Gesellschaft für Ingenieurbaukunst. Als beratender Ingenieur, Gutachter und Jurymitglied für Wettbewerbe betreut er viele anspruchsvolle Vorhaben des Hoch-, Brücken- und Tunnelbaus. This book provides the reader with a consistent approach to theory of structures on the basis of applied mechanics. It covers framed structures as well as plates and shells using elastic and plastic theory, and emphasizes the historical background and the relationship to practical engineering activities. This is the first comprehensive treatment of the school of structures that has evolved as the Swiss Federal Institute of Technology (ETH) in Zurich over the past 50 years. The many worked examples and exercises make this a textbook ideal for in-depth studies. Each chapter concludes with a summary that highlights the most important aspects in concise form. Specialist terms are defined in an appendix. There is an extensive index befitting such a work of reference. The structure of the content and highlighting in the text make the book easy to use. The notation, properties of materials and geometrical properties of sections plus brief outline of matrix algebra, tensor calculus and calculus of variations can be found in appendices.
This publication should be regarded as a key work of reference for students, teaching staff and practising engineers. Its purpose is to show readers how to model and handle structures appropriately, to support them in designing and checking the structures within their sphere of responsibility.