结构力学》教学大纲

1、结构力学教学大纲大纲说明课程代码：5125015 总学时：80学时(讲课76学时，上机4学时)总学分：5学分课程类别：必修适用专业：土木工程专业（本科）预修要求：高等数学、理论力学、材料力学课程的性质、目的、任务：结构力学是土木工程专业的一门主要的技术基础课。它的任务是在学习理论力学和材料力学的基础上，了解和掌握杆件结构的计算原理和方法，熟悉各类结构的受力特点和性能，培养结构分析和计算的能力，为学习有关专业课程和解决生产实践中的结构力学问题打好基础。通过学习，使学生掌握平面杆件结构的组成分析、静定结构和超静定结构的内力和位移的计算分析方法。 课程教学的基本要求：本课程的学习中，要密切联系实际，

2、培养学生正确的分析问题的方法，注意正确理解掌握基本概念和基本方法。考虑到课程性质，建议采用多媒体教学手段。计算机应用是本课程的重要组成部分，在教学中应予以充分重视。大纲的使用说明：本大纲适用于土木工程本科专业80课时的结构力学课程使用，可根据具体的课时情况作适当的增删。大纲正文第一章 绪论 学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：结构力学的研究对象和任务；平面杆件结构和荷载的分类；结构计算简图概念及确定计算简图的原则。重点：结构力学的研究对象和任务；结构计算简图概念及确定计算简图的原则。难点：确定计算简图第一节 结构力学的研究对象和任务第二节 结构的计算简图第三节 平面杆件结构和荷载的分类第四

3、节 结构力学的学习方法习题：3题第二章 平面体系的几何组成分析 学时：4学时（讲课3学时，习题1学时）本章讲授要点：几何不变体系的基本组成规律；对体系几何组成的分析和判定；静定结构和超静定结构的几何组成特征。重点：运用无多余约束的几何不变体系的三个简单组成规则分析一般体系的几何组成。难点：三刚片体系中虚铰在无穷远处的情况。第一节 概述第二节 几何不变体系组成规则及体系分析举例习题：6题第三章 静定结构的内力计算 学时：10学时（讲课8学时，习题2学时）本章讲授要点：梁、刚架的内力计算及内力图的绘制；多跨静定梁、静定平面刚架、三铰拱、受弯杆件与桁架杆件组合结构的内力计算；结点法和截面法计算静定平

4、面架内力；三铰拱的受力特点，内力图特征，合理拱轴概念及静定结构的基本特征。重点：梁、刚架的内力计算及内力图的绘制。难点：斜梁的内力计算和内力特点。第一节 静定结构概述第二节 静定梁第三节 静定平面刚架第四节 三铰拱第五节 静定平面桁架第六节 静定组合结构第七节 静定结构的特性习题：16题第四章 静定结构的位移计算 学时：8学时（讲课6学时，习题2学时）本章讲授要点：虚功原理；单位荷载法；结构位移的一般公式；静定结构在荷载作用下及由于支座位移、温度改变所引起的位移计算；图乘法求结构位移；线性变形体系的四个互等定理。重点：静定结构在荷载作用下的位移计算；尤其是图乘法求梁和刚架的位移。 难点：虚功原

5、理及虚功方程；结构位移的一般公式。第一节 概述第二节 虚功原理第三节 结构位移计算的一般公式第四节 静定结构在荷载作用下的位移计算第五节 图乘法第六节 静定结构由于支座位移、温度改变所引起的位移第七节 线性变形体系的互等定理习题：10题第五章 力法 学时：10学时（讲课8学时，习题2学时）本章讲授要点：力法的基本原理及基本结构的选取原则；力法方程及系数、自由项的物理意义；力法方程的建立、系数和自由项的计算；在荷载、支座移动、温度改变等外因作用下用力法计算各种超静定结构的方法和步骤；利用对称性的简化计算；超静定结构的位移计算；超静定结构最后内力图的校核。重点：超静定结构的两个特性；力法典型方程；

6、力法基本结构的合理选择；超静定结构的位移计算。难点：力法基本结构的合理选择。第一节 超静定结构的概念第二节 力法的基本原理第三节 超静定次数的确定与基本结构第四节 力法典型方程第五节 力法的计算步骤和举例第六节 超静定结构的位移计算第七节 超静定结构最后内力图的校核第八节 对称性的利用第九节 温度改变时超静定结构的计算第十节 支座位移时超静定结构的计算第十一节 超静定结构的特性习题：12题第六章 位移法 学时：8学时（讲课6学时，习题2学时）本章讲授要点：位移法的基本原理及基本结构的确定；位移法典型方程及系数、自由项的物理意义；运用等截面杆件的转角位移方程，确定它们在各种外因影响下的杆端弯矩和

7、杆端剪力；利用基本结构建立位移法典型方程及系数、自由项的计算；荷载作用下位移法解超静定梁和刚架，以及对称性的利用。重点：位移法的基本原理及基本结构的确定；荷载作用下位移法解超静定梁和刚架。难点：位移法典型方程的物理意义。第一节 位移法的基本概念第二节 位移法的基本未知量及基本结构第三节 等截面直杆的计算第四节 位移法典型方程及举例第五节 用位移法计算连续梁和无侧移刚架第六节 用位移法计算有侧移刚架第七节 用剪力分配法计算等高铰结排架第八节 对称性的利用习题：9题第七章 力矩分配法 学时：6学时（讲课4学时，习题2学时）本章讲授要点：转动刚度、分配系数、传递系数的概念；用力矩分配法计算连续梁和无

8、侧移刚架，并绘制内力图。重点：力矩分配法的基本概念、基本原理；用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。 难点：用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。第一节 力矩分配法的基本概念第二节 用力矩分配法计算多结点连续梁和无侧移刚架习题：6题第八章 影响线 学时：6学时（讲课6学时）本章讲授要点：影响线的概念；作静定梁的反力和内力影响线(静力法和机动法)；影响线为三角形时，能确定行列荷载的最不利荷载位置及相应的量值；简支梁绝对最大弯矩的计算和绘制其内力包络图的方法；用机动法确定连续梁内力影响线的形状及均布荷载的最不利分布。重点：影响线的概念；作静定梁的反力和内力影响线(静力法和机动法)； 简支梁绝对最大弯矩

9、的计算；内力包络图的概念。难点：用机动法确定连续梁内力影响线的形状及均布荷载的最不利分布。第一节 影响线的概念第二节 用静力法作静定梁的影响线第三节 用机动法作静定梁影响线第四节 影响线的应用第五节 简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩第六节 超静定梁的影响线习题：6题第九章 矩阵位移法 学时：10学时（讲课6学时，上机4学时）本章讲授要点：矩阵位移法的解题思路和步骤；单元刚度矩阵、总刚度矩阵中元素的物理意义；连续梁、刚架的结构刚度矩阵的形成及计算综合结点荷载的方法；矩阵位移法的计算步骤，用先处理法计算连续梁和刚架。重点：矩阵位移法的基本原理和基本思路；连续梁、刚架的结构刚度矩阵的形成及计算综合结

10、点荷载的方法；矩阵位移法的先处理法。难点：连续梁、刚架的结构刚度矩阵的形成及计算综合结点荷载的方法；矩阵位移法的先处理法。第一节 概述第二节 局部坐标系下的单元刚度矩阵 第三节 整体坐标下的单元刚度矩阵第四节 矩阵位移法的先处理法第五节 非结点荷载的处理、等效结点荷载第六节 电算程序及应用习题：8题第十章 结构的动力计算 学时：6学时（讲课6学时）本章讲授要点：运动方程的建立；单自由度结构振动计算；多自由度结构振动计算。重点：结构动力分析的基本概念和分析方法；单自由度结构自由振动计算。难点：多自由度结构自由振动计算及受迫振动分析计算。第一节 概述第二节 单自由度体系的自由振动第三节 单自由度体

11、系的受迫振动第四节 两个自由度体系的自由振动第五节 两个自由体系度在简谐荷载作用下的受迫振动习题：6题第十一章 结构的稳定性计算 学时：5学时（讲课5学时）本章讲授要点：稳定计算的基本概念和计算方法重点：用静力法和能量法计算结构的稳定性难点：能量法计算稳定性的概念和方法第一节 稳定性问题概述第二节 静力法计算体系的稳定第三节 能量法计算体系的稳定第四节 用矩阵位移法计算刚架的稳定第十二章 结构的极限荷载 学时：5学时（讲课5学时）本章讲授要点：极限弯矩、塑性铰的概念，超静定梁的极限荷载计算方法重点：极限荷载的概念和分析方法难点：极限荷载的计算方法第一节 概述第二节 极限弯矩、塑性铰和极限状态第

12、三节 超静定梁的极限弯矩第四节 判定极限荷载的一般定理课时分配表：序号内容学时讲课习题小计1第一章 绪论222第二章 平面体系的几何组成分析3143第三章 静定结构的内力计算82104第四章 静定结构的位移计算6285第五章 力法82106第六章 位移法6287第七章 力矩分配法4268第八章 影响线669第九章 矩阵位移法6（4）1010第十章 结构动力计算6611第十一章 结构的稳定性计算5512第十二章 结构的极限荷载55合 计651580 （注：括号中的数据为上机课时）本课程对学生自学的要求：由于课时过分偏少，每次课的信息量很大，因而要求学生做好预习和复习，建议自学时间与课堂教学时间之比为2：1考核方式与要求：该课程学期期末进行闭卷考核，成绩评定采用期末成绩及平时成绩（包括作业）相结合的办法，比例大约为7：3 推荐教材与参考书目：1、龙驭球、包世华主编.结构力学教程（I、II）.北京：高等教育出版社，2002、72、杨茀