结构力学教学大纲

1、结构力学教学大纲结构力学课程教学大纲总 学 时:108学分 :6理论学时 :104实验学时 :4面向专业 : 土木工程课程代码 :HD0697先开课程 : 数学、理论力学、材料力学课程性质 : 必修课第一部分 : 理论教学部分一、说明1. 课程的性质、地位与任务本课程就是土木工程专业的一门专业基础必修课, 其任务就是使学生在学习理论力学与材料力学等课程的基础上, 进一步掌握杆件结构在荷载、支座移动、温度变化等不同因素作用下的内力计算与变形计算的各种原理与方法, 了解不同杆件结构的受力性能, 培养学生结构分析与计算等方面的能力 , 为学习有关专业课程以及进行结构设计、科学研究与建筑施工打好力学基

2、础。2. 课程教学与教改基本要求在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关结构力学方面的理论知识, 利用已有知识解决实际工程问题的能力。为学习有关专业课程以及进行结构设计与科学研究打下良好的力学基础。培养学生结构分析与计算等方面的能力。二、教学内容与课时分配第一章绪论基本要求 : 了解结构的计算简图及简化要点; 了解杆件结构与荷载的分类。重点与难点 : 结构计算简图的简化要点。第二章结构的几何构造分析基本要求 : 掌握几何构造分析的几个概念: 几何不变体系与几何可变体系、自由度、约束、多余约束、瞬变体系、瞬铰; 掌握平面几何不变体系的组成规律及其应用; 了解计算自由度的概念。重点与难点 : 平面

3、几何不变体系的组成规律及其应用。第三章静定结构的受力分析基本要求 : 掌握利用隔离体分析方法来计算静定多跨梁与静定平面刚架的内力, 包括利用杆端弯矩求杆端剪力、利用杆端剪力求杆端轴力、利用分段叠加法作弯矩图等; 掌握静定平面桁架的内力计算的结点法、 截面法与联合应用法; 掌握组合结构及三铰拱的内力计算方法; 掌握利用刚体体系的虚功原理的方法计算静定结构的内力; 了解各种结构形式的受力特点与静定结构的一般性质。结构力学教学大纲重点与难点 : 各类静定平面结构在荷载作用下内力计算的不同方法。了解计算的简化与隔离体截取顺序优选的原则; 了解静力分析与几何构造的内在联系。第四章影响线基本要求 : 掌握

4、影响线的概念; 掌握用静力法做简支梁、结点荷载作用下梁、桁架的影响线; 掌握用机动法做影响线; 掌握利用影响线求各种荷载作用下的影响与求荷载的最不利位置。重点与难点 : 利用静力法与机动法做影响线, 求荷载的最不利位置。第五章虚功原理与结构位移计算基本要求 : 理解应用虚力原理推导位移计算一般公式的基本思路, 掌握结构位移计算的一般步骤 ; 掌握荷载作用下各类结构的位移计算公式 , 掌握图乘法 ; 掌握在支座移动、温度变化作用时结构的位移计算公式 ; 理解互等定理。重点与难点 : 变形体虚功原理的物理意义 , 及静定结构在荷载作用、 支座移动、 温度变化作用时的位移计算方法及应用。第六章力法基

5、本要求 : 掌握超静定结构的组成特点与超静定次数的判断方法, 掌握力法的基本思路; 掌握用力法计算超静定刚架、排架、桁架、组合结构、与两铰拱等在荷载作用下的内力的计算方法, 掌握利用结构的对称性简化计算的方法; 掌握用力法计算在支座移动、温度改变时的内力计算方法; 掌握超静定结构的位移的计算方法, 掌握超静定结构计算的校核。重点与难点 : 力法的基本原理, 用力法计算超静定结构在荷载作用、支座移动、 温度改变时的内力计算方法 , 超静定结构计算的校核。第七章位移法基本要求 : 掌握位移法计算刚架的基本思路; 掌握等截面杆件的刚度方程; 掌握用位移法计算无侧移刚架与有侧移刚架在荷载作用下的内力的

6、计算方法; 掌握通过位移法的基本体系建立位移法典型方程的解法 ; 掌握利用结构的对称性简化刚架内力计算的方法。重点与难点 : 位移法的基本原理, 等截面杆件的刚度方程, 无侧移刚架、有侧移刚架在荷载作用下的内力的计算方法, 位移法的基本体系。第八章渐近法及其她算法简述基本要求 : 掌握力矩分配法的基本概念; 掌握单结点、多结点的力矩分配过程, 掌握对称结构的力矩分配法。重点与难点 : 力矩分配法的基本概念, 单结点、多结点的力矩分配过程。第九章矩阵位移法基本要求 : 掌握局部坐标系、整体坐标系下的单元刚度矩阵; 掌握用单元集成法形成连续梁、刚结构力学教学大纲架的整体刚度矩阵的方法, 掌握用单元

7、集成法形成等效结点荷载向量的方法; 掌握用矩阵位移法计算连续梁及平面刚架的步骤。重点与难点 : 局部坐标系、 整体坐标系下的单元刚度矩阵, 用单元集成法形成连续梁、刚架的整体刚度矩阵的方法, 等效结点荷载向量, 用矩阵位移法计算连续梁及平面刚架的步骤。第十章结构动力计算基础基本要求 : 掌握动力计算的特点与动力自由度的概念; 掌握单自由度体系的自由振动、强迫振动的分析方法 , 掌握阻尼对振动的影响 ; 掌握多自由度体系的自由振动的分析方法 , 掌握多自由度体系主振型的正交性与主振型矩阵 , 掌握多自由度体系在简谐荷载下的强迫振动的分析方法。重点与难点 : 动力自由度的概念, 单自由度体系、 多

8、自由度体系的自由振动、强迫振动的分析方法 , 阻尼的影响。学时分配学时备注第一章绪论2第二章结构的几何构造分析6练习题 1、2、 3、 4、 5第三章静定结构的受力分析16练习题 8、9、 13、 14、 17第四章影响线12练习题 1、2、 7、 9、 15、 17第五章虚功原理与结构位移计算12练习题 1、 2、8、 17、19、21第六章力法12练习题 2、3、 4、 5、 6第七章位移法12练习题 6、10、 12第八章渐近法及其她算法简述8练习题 4、5、 9第九章矩阵位移法10练习题 2、6、 7第十章结构动力计算基础10练习题 1、3、 8、 10合 计104二、各实验项目教学要

9、求一、实践性环节的内容及要求1、实验目的 : 训练编程与计算能力。2、原理 : 力学编程在计算机中的应用。3、试剂与仪器设备: 计算机及其力学程序。4、实验步骤 : 读懂与使用杆件结构程序,能计算多个例题,并修改部分程序片段或套编其它结构分析程序。结构力学教学大纲5、实验数据及其处理: 训练编程与计算能力6、问题讨论 : 编程计算与力学手算的误差大小。三、考核方式与要求理论考试平时成绩相结合, 平时成绩包括考勤, 作业 , 占 30%,理论考试闭卷 , 考试成绩占70%。第三部分 : 建议使用的教材与参考书目建议使用教材: 龙驭球、包世华主编, 结构力学 (、 ), 第 2 版 , 北京 : 高等教育出版社,2006 。参考书目 :1 郭仁俊主编 , 结构力学 ( 上 ) 、 ( 下), 第一版 , 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2007 。2 刘昭培、张韫美主编 ,