《结构力学》课程教学大纲.doc

结构力学课程教学大纲四年制本科土木工程专业适用 （108 学时 6学分）一、本课程的性质和任务结构力学课程是土木工程专业的一门重要技术基础课。通过本课程的学习使学生掌握对结构进行力学分析的基本概念、基本原理和基本方法，为后续专业课程的学习、今后从事专业工作及科学研究等打下必要的力学基础。二、本课程的基本要求1、对能力培养的要求结构力学课程应培养学生以下几方面的能力：（1）运用课程的基本理论和基本方法独立分析、解决问题的能力。（2）概念清楚、过程简练、结果正确的计算、表达能力。（3）具备继续自我学习提高、不断更新知识结构及开拓发展的能力。2、课程的重点和难点本课程重点：（1）静定结构的内力、位移计算及内力图的绘制。（2）超静定结构的内力计算（力法、位移法及力矩分配法）。（3）超静定结构的位移计算及内力图校核。（4）矩阵位移法。（5）结构在移动荷载下的内力分析。（6）结构的动力分析。（7）结构的塑性极限分析。本课程难点：（1）叠加法作弯矩图。（2）变形体位移计算一般公式的推导。（3）位移法的基本概念及有侧移刚架的内力计算。（4）任意动荷载作用下结构的动力分析。3、先修课程和基本要求学生应具备高等数学、线性代数、普通物理、理论力学、材料力学等先修课程的知识。应有比较扎实的数学基础和应用能力；掌握静力学的基本概念、基本理论以及单根杆件的内力、应力、应变、位移的概念及基本计算方法。三、课程的内容1、教学基本内容（1）绪论：结构力学的学习任务及学习方法；结构的计算简图及简化要点；杆系结构的分类及荷载分类。（2）平面杆系结构的几何组成分析：几何组成分析的几个概念；几何不变体系的基本组成规律；对体系进行几何组成分析的基本方法。（3）静定梁和静定刚架：单跨静定梁的内力计算及区段叠加法作弯矩图；多跨静定梁和刚架的内力计算及内力图绘制。（4）三铰拱：三铰拱的支座反力、内力计算；三铰拱内力图制作的基本方法和步骤；三铰拱的合理轴线。（5）静定平面桁架：桁架的特点及组成；结点法、截面法及两者的联合应用；组合结构的内力计算。（6）静定结构总论：静定结构的内力分析方法；静定结构的一般性质。（7）结构在移动荷载下的内力分析：移动荷载和影响线的概念；静力法和机动法作静定梁的影响线；结点荷载下静定梁的影响线；影响线的应用；简支梁的绝对最大弯矩和弯矩包络图；连续梁的影响线轮廓；连续梁的最不利荷载位置和内力包络图。（8）静定结构的位移计算：位移的概念；结构位移计算的一般公式；荷载作用下结构的位移计算；图乘法；支座移动和温度改变下结构的位移计算；线弹性体的互等定理。（9）力法：超静定结构的超静定次数；力法的基本概念；超静定梁、刚架、桁架、排架、组合结构在荷载下的内力计算；超静定结构在支座移动和温度改变下的内力计算；超静定结构的位移计算；力法计算结果的校核；力法对称性的利用。（10）力法计算超静定拱：两铰拱和对称无铰拱的内力计算。（11）位移法：位移法的基本概念；等截面直杆的刚度方程；由平衡条件建立位移法方程；按基本体系建立位移法方程；无侧移、有侧移刚架在荷载及支座移动下的内力计算；位移法的对称性利用。（12）力矩分配法：力矩分配法的基本概念；多结点的力矩分配；对称性的利用。（13）矩阵位移法：矩阵位移法的力学原理和数学方法概述；单元刚度矩阵（局部坐标和结构整体坐标）；结构整体刚度矩阵的物理意义和集成方法；等效结点荷载；连续梁、桁架、刚架、组合结构的矩阵分析；忽略轴向变形时矩形刚架的矩阵分析。（14）结构的动力计算：结构动力分析的基本概念；单自由度体系的自由振动和受迫振动；阻尼对振动的影响；多自由度体系的自由振动（刚度法、柔度法）；主振型的正交性；多自由度体系在简谐荷载下的受迫振动；振型分解法；近似法求自振频率。（15）结构的极限荷载：结构塑性分析的概念；极限弯矩、塑性铰和结构极限状态的概念；超静定结构的极限荷载；比例加载时判定极限荷载的一般定理；刚架的极限荷载。2、课外作业根据课堂讲授内容，布置与之相关的适量课外作业（一般2至4道题），注意以基本题型为主，并与有一定难度和技巧的题型相结合。待添加的隐藏文字内容3四、使用大纲说明1、学时分配表课程内容学时数备注总学时讲授实验上机绪论22第四学期（48学时）平面杆系几何组成分析66静定梁44静定刚架44三铰拱44静定桁架及组合结构44静定结构的位移计算88力法1010结构在移动荷载下的内力分析66位移法1212第五学期（56学时）力矩分配法44矩阵位移法1212（4）结构动力分析2222结构塑性分析88合计1041042、教学方法提示在结构力学课程教学中，要遵循重基础理论、重基本概念、重基本方法的教学理念。充分发挥各个教学环节的作用。课堂上应以启发式教学为主，重视课程中分析及解决问题的思路和基本方法的传授；调动学生在学习上的主观能动性。批改作业认真、严格，课后辅导及时。重视结构力学课程的教学研究，讲求教学效果。3、考核方式全部课程分两个学期完成。成绩在每学期期末独立评定，均为考试课。每学期的总成绩按期末考试卷面成绩和平时考查成绩两项评定。前者占总成绩的80%，后者占20%。考查成绩由任课和辅导老师根据学生平时的学习态度、纪律及完成作业等情况综合评定。总成绩按百分制计。五、课程的教材及主要参考书1、教材：（1）结构力学教程2001年1月第1版，龙驭球、包世华主编，高等教育出版社。（2）结构力学1998年4月第4版，杨茀康、李家宝主编，高等教育出版社。2、参考书：（1）结构力学1999年6月第4版，李廉锟主编。（2）结构力学学习方法及解题指导，2002年10月第1版，徐新济、李恒增编著，同济大学出版社。（3）结构力学解题指导及习题集，1987年，钟朋主编，高等教育出版社。