建筑力学教学大纲-建筑学本科

1、建筑力学课程教学大纲课程英文名称Architecture Mechanics执笔人： 杜晟连 编写日期：2012/6/21一、课程基本信息1. 课程编号：2. 课程性质/类别： 基础课 / 必修课3. 学时/学分： 96学时 / 5 学分4. 适用专业： 建筑学,工程管理，建筑环境 专业二、课程教学目标及学生应达到的能力 建筑力学是建筑学专业的一门专业基础课，属必修课性质。它包括理论力学、材料力学和结构力学几部分，分两个学期学完。通过本课程的学习，要求学生对一般建筑结构的组成方式、受力性能具有明确的基本概念和必要的基础知识，对结构内力及位移的分析计算问题具有初步的能力，从而使学生能对一般的建筑

2、工程问题进行初步分析，为学习建筑结构方面的专业课程提供一定的力学基础。（1）使学生较为具备系统的力学知识，为学习有关建筑结构方面的课程，为毕业后从事建筑设计和科研工作打下力学基础。（2）提高学生结构分析和结构选型的能力。通过学习各类建筑结构的组成方式、受力性能和内力及位移的基本分析计算方法，使学生了解结构的力学性能，培养学生在建筑设计中能够依据各类结构形式的受力特性选定适用的结构方案，并对受力做出初步的估量。（3）培养学生的分析能力和科学作风。三、课程教学内容与基本要求（一） （96学时）1主要内容：理论力学部分第一章 静力学公理和物体的受力分析（一）目的与要求 使学生掌握约束反力的画法和受力

3、分析，为以后的内力分析和计算打下基础。（二）教学内容1，静力学基本概念2，静力学公理3，约束与约束反力4，物体的受力分析和受力图（三）课后练习1-1，1-2（四）教学方法与手段新课讲授第二章 汇交力系（一）目的与要求 使学生掌握平面汇交力系两种求解方法（几何法、解析法），建立力矩与力偶的概念，理解力偶的性质，明确力偶作为基本力素与力的异同，建立力偶系合成和平衡方程，平衡方程的应用，掌握力的平移定理。（二）教学内容1，汇交力系合成与平衡的几何法2，力在坐标轴上的投影3，汇交力系合成与平衡的解析法（三）课后练习2-5，2-9，2-13（四）教学方法与手段新课讲授第三章 平面一般力系（一）目的与要求

4、 熟练掌握平面一般力系平衡方程的建立及其应用，平面一般力系平衡求解未知力是静力学的重点，必须对工程实际的解题方法、解题技巧熟练掌握和运用。（二）教学内容1，平面力对点之距的概念与计算2，力偶及其性质、平面力偶系的合成与平衡3，力的平移定理4，平面一般力系向作用面内一点简化5，平面一般力系的平衡条件和平衡方程6，物体系统的平衡、静定与超静定问题（三）课后练习3-1，3-8，3-9（四）教学方法与手段新课讲授材料力学部分第一章 绪论和基本感念（一）目的与要求 对材料力学的基本概念有明确的认识,能应用截面法求杆件的内力。（二）教学内容1.材料力学的任务2.关于变形固体的概念3.材料力学采用的基本假设

5、4内里的概念 截面法5应力的概念6位移和应变的概念7构建变形的基本形式（三）课后练习1-1，1-2（四）教学方法与手段新课讲授第二章 轴向拉伸和压缩（一）目的与要求 掌握轴向拉伸和压缩的受力和变形特点，熟练计算轴拉（压）杆件的轴力，掌握横截面上的正应力，熟悉斜截面上的应力，了解拉压杆的应力单元体（重点）。掌握拉（压）杆的变形、虎克定律，掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能，掌握许用应力的概念，熟练地应用强度条件，对构件作截面选择，校核验算或求出容许荷载。（二）教学内容2-1轴向拉伸、缩及工程实例2-2轴力和轴力图 2-3横截面上的应力2-4斜截面上的应力2-5拉、压杆的变形2-6材料在拉伸、缩时学

6、性质2-7强度计算、许用应力和安全因素2-8拉伸和压缩超静定问题（三）课后练习2-1，2-3，2-11（四）教学方法与手段新课讲授第三章 剪切和扭转（一）目的与要求 掌握剪切和扭转的计算，熟练计算等直圆杆扭转时内力扭矩MT、应力和变形，熟练运用强度与刚度条件进行设计。了解剪应力互等定律（难点），熟悉矩形截面等直杆自由扭转时的应力和变形（重点）。掌握工程中各种常用连接件和连接方式的受力和变形分析。了解连接件应力分布的复杂性、实用计算方法及其近似性和工程可行性。掌握对各种常用连接件和连接方式的强度校核，外力偶矩的计算，扭矩图的画法，圆轴扭转时的极惯性矩和抗扭截面系数的定义和计算。（二）教学内容3-

7、1剪切及剪切的实用计算 3-2拉（压）杆连接部分的强度计算 3-3扭转。扭矩和扭矩图 3-4薄壁圆杆的扭转 3-5切应力互等定理和剪切胡可定律 3-6圆杆扭转时的应力 3-7圆杆扭转时的变形（三）课后练习3-3，3-5（四）教学方法与手段新课讲授第四章 梁的应力（一）目的与要求 掌握弯曲变形、平面弯曲和梁的正应力等基本概念。计算常用截面的惯性矩，掌握平行移轴公式，会校核梁的强度。（二）教学内容 4-1工程中的弯曲问题 4-2梁的荷载和支座反力 4-3梁的内力及其求法 4-4内力图剪力图和弯力图 4-5弯矩、剪力与荷载集度间的关系（三）课后练习4-1，4-2，4-8（四）教学方法与手段新课讲授第

8、五章 截面的几何性质（一）目的与要求 掌握静矩和形心的概念和计算方法，熟悉惯性矩和惯性积，了解惯性矩的平行移轴公式，主轴和主惯性距（二）教学内容 5-1静静矩和形心 5-2惯性矩和惯性积 5-3惯性矩的平行移轴公式 主轴和主惯性距 5-4组合截面惯性矩的计算（三）课后练习5-2，5-3，5-6（四）教学方法与手段新课讲授第六章：梁的应力（一）目的与要求 掌握平面弯曲时，梁横截面上正应力及剪应力的分布规律、计算公式；正确运用强度条件进行设计。（重点、难点）（二）教学内容 6-1梁的正应力 6-2梁的正应力强度条件及其应用 6-3梁的合理截面形状及变截面梁 6-4矩形截面梁的切应力 6-6梁的切应

9、力强度条件（三）课后练习6-1，6-3，6-6（四）教学方法与手段新课讲授第七章 梁的变形（一）目的与要求 理解挠度和转角的定义，能用积分法和叠加法计算梁的变形（重点、难点），掌握梁的刚度计算和提高梁的刚度的措施。（二）教学内容 7-1概述 7-2梁的绕曲线的近似微分方程 7-3积分法计算梁的位移 7-4叠加法计算梁的位移 7-5梁的刚度校核 7-6超静定梁（三）课后练习7-1，7-3，7-6（四）教学方法与手段新课讲授第八章 应力状态和强度理论（一）目的与要求 掌握平面弯曲时，梁横截面上正应力及剪应力的分布规律、计算公式；正确运用强度条件进行设计。（重点、难点）（二）教学内容 8-1应力状态

10、的概念 8-2平面应力状态下任意斜截面上的应力 8-3主应力和极值切应力 8-4平面应力状态下的几种特殊情况 8-6空间盈利状态下任一点的主应力和最大切应力 8-7广义胡可定律 8-8强度理论（三）课后练习8-1，8-3，8-6（四）教学方法与手段新课讲授第九章 组合变形（一）目的与要求 重点掌握组合变形的分析方法和步骤 。重点掌握组合变形构件的强度计算。 要求掌握斜弯曲的基本概念。 要求掌握正确应用叠加原理。（二）教学内容9-1组合变形的概念 9-2斜弯曲 9-3拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 9-4偏心拉伸（压缩） 9-6弯曲与扭转的组合变形（三）课后练习9-1，9-3，9-6（四）教学方法

11、与手段新课讲授第十章 压杆稳定（一）目的与要求 了解压杆稳定的概念，熟悉临界应力 欧拉公式的适用范围，掌握压杆的稳定计算（二）教学内容 10-1压杆稳定的概念 10-2铰支细长压杆的临界力 10-3其他支承情况下细长压杆的临界力 10-4临界应力 欧拉公式的适用范围 10-5压杆的稳定计算 10-6提高压杆稳定性的措施（三）课后练习10-2，10-3，10-5（四）教学方法与手段新课讲授结构力学部分第一章 绪论（一）目的与要求 了解杆件结构力学的研究对象和任务，掌握杆件结构的计算简图和杆件结构的类型（二）教学内容 1-1杆件结构力学的研究对象和任务 1-2杆件结构的计算简图 1-3杆件结构的类

12、型 1-4荷载的分类（三）课后练习无（四）教学方法与手段新课讲授第二章 几何组成分析（一）目的与要求 理解几何不变无多余约大的平面杆件体系的基本组成规律。要能够熟练地运用组成规律分析各种复杂的杆件体系。解题的方法有两种，一种是从基础出发，逐次应用组成规律;另一种是先从体系内部确定局部刚片，再应用组成规律逐渐扩展到基础。了解几何组成分析的目的。（二）教学内容 2-1几何组成分析的目的和概念 2-2几何不变体系的简单组成规则 2-3几何组成分析示例 2-4静定结构和超静定结构（三）课后练习2-2，2-5，2-6（四）教学方法与手段新课讲授第三章 静定结构的内力分析（一）目的与要求了解以下基本概念:

13、刚架、刚结点与铰接点的区别、内力正负号的规定、杆端截面内力的标注。熟练掌握杆件内力计算和三铰刚架及多层多跨静定刚架内力图的绘制。（二）教学内容 3-1杆件内力计算 3-2静定梁 3-3静定钢架 3-4三铰拱 3-5静定衍架 3-6静定结构的内力分析和受力特点（三）课后练习3-2，3-5，3-7（四）教学方法与手段新课讲授第四章 静定结构的位移计算（一）目的与要求了解以下基本概念，线性变形体系、刚体体系、实功、虚功、广义位移。、熟练掌握单位荷载法计算直杆在荷载作用下弹性位移的一般公式:及荷载作用下位移计算。掌握梁和刚架、桁架在荷载作用下位移的计算公式，能够熟练地计算梁和刚架、桁架的位移，并确定位

14、移的方向。（二）教学内容 4-1结构位移和虚功的概念 4-2变形体系的虚功原理和单位荷载法 4-3静定结构由荷载引起的位移 4-4图乘法 4-5互等定理（三）课后练习4-2，4-5，4-6（四）教学方法与手段新课讲授第五章 力法（一）目的与要求理解力法的基本思路，基本未知量和基本体系的选择，力法方程的建立，以及力法典型方程中系数和自由项的意义。熟练掌握用力法计算在荷载作用下一次或两次超静定刚架，一次超静定排架、桁架和组合结构，并绘制其弯矩、剪力和轴力的内力图。（二）教学内容 5-1力法的基本概念 5-2力法的典型方程 5-3用力法计算超静定刚架 5-4对称性的利用 5-5等截面单跨超静定梁的杆

15、端内力（三）课后练习5-2，5-3，5-6（四）教学方法与手段新课讲授第六章 位移法和力矩分配法（一）目的与要求掌握位移法基本未知量结点角位移和独立结点线位移数目的确定方法。理解在选取基本未知量时满足了结构变形连续条件。掌握位移法基本体系的形成，它与原结构的区别。掌握力矩分配法的计算。（二）教学内容 6-1位移法的基本概念 6-2位移法基本未知量的确定 6-3位移法的计算步骤和示例 6-4位移法的典型方程 6-5力矩分配法的基本概念 6-6用力矩分配法计算连续梁和无结点位移刚架 6-7超稳定结构的受力分析和变形特点（三）课后练习6-2，6-3，6-6（四）教学方法与手段新课讲授2基本要求（1）

16、掌握基本的力学计算（2）熟悉建筑结构选型（3）了解建筑力学的科学研究3自学内容： 理论力学的运动学部分4课外实践： 无四、教学安排建议1. 作业练习2. 案例分析3. 专题研讨五、课程考核1. 考核形式及成绩评定办法闭卷考试，成绩评定方法：卷面占60%，平时成绩占40%2. 本课程考核的基本要求 注重计算能力六、本课程与其它课程的先行后续关系先修课程：高等数学、大学物理七、建议教材及教学参考书1. 教材：建筑力学第四版 李家宝 洪范文 主编 高等教育出版社2.参考书：1邹昭文，程光均，张祥东编，建筑力学，高等教育出版社，2005年12月第4版2 周国瑾等编，建筑力学，同济大学出版社，1992年

17、2月第一版建筑力学课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程名称： 建筑力学英文名称： Architecture Mechanics课程类别： 基础课 学 时： 96学分： 5适用对象: 建筑学,工程管理，建筑环境考核方式：考试先修课程：高等数学、大学物理二、课程简介建筑力学是建筑学专业的一门专业基础课，它包括理论力学、材料力学和结构力学几部分。Architecture Mechanics is a basic course of the architecture specialty, including the theoretical mechanics, material mechanic

18、s and the structure mechanics.三、课程性质与教学目的 建筑力学是建筑学专业的一门专业基础课，属必修课性质。它包括理论力学、材料力学和结构力学几部分，分两个学期学完。通过本课程的学习，要求学生对一般建筑结构的组成方式、受力性能具有明确的基本概念和必要的基础知识，对结构内力及位移的分析计算问题具有初步的能力，从而使学生能对一般的建筑工程问题进行初步分析，为学习建筑结构方面的专业课程提供一定的力学基础。（1）使学生较为具备系统的力学知识，为学习有关建筑结构方面的课程，为毕业后从事建筑设计和科研工作打下力学基础。（2）提高学生结构分析和结构选型的能力。通过学习各类建筑结构

19、的组成方式、受力性能和内力及位移的基本分析计算方法，使学生了解结构的力学性能，培养学生在建筑设计中能够依据各类结构形式的受力特性选定适用的结构方案，并对受力做出初步的估量。（3）培养学生的分析能力和科学作风。四、教学内容及要求 理论力学部分第一章 静力学公理和物体的受力分析（一）目的与要求 使学生掌握约束反力的画法和受力分析，为以后的内力分析和计算打下基础。（二）教学内容1，静力学基本概念2，静力学公理3，约束与约束反力4，物体的受力分析和受力图（三）课后练习1-1，1-2（四）教学方法与手段新课讲授第二章 汇交力系（一）目的与要求 使学生掌握平面汇交力系两种求解方法（几何法、解析法），建立力

20、矩与力偶的概念，理解力偶的性质，明确力偶作为基本力素与力的异同，建立力偶系合成和平衡方程，平衡方程的应用，掌握力的平移定理。（二）教学内容1，汇交力系合成与平衡的几何法2，力在坐标轴上的投影3，汇交力系合成与平衡的解析法（三）课后练习2-5，2-9，2-13（四）教学方法与手段新课讲授第三章 平面一般力系（一）目的与要求 熟练掌握平面一般力系平衡方程的建立及其应用，平面一般力系平衡求解未知力是静力学的重点，必须对工程实际的解题方法、解题技巧熟练掌握和运用。（二）教学内容1，平面力对点之距的概念与计算2，力偶及其性质、平面力偶系的合成与平衡3，力的平移定理4，平面一般力系向作用面内一点简化5，平

21、面一般力系的平衡条件和平衡方程6，物体系统的平衡、静定与超静定问题（三）课后练习3-1，3-8，3-9（四）教学方法与手段新课讲授材料力学部分第一章 绪论和基本感念（一）目的与要求 对材料力学的基本概念有明确的认识,能应用截面法求杆件的内力。（二）教学内容1.材料力学的任务2.关于变形固体的概念3.材料力学采用的基本假设4内里的概念 截面法5应力的概念6位移和应变的概念7构建变形的基本形式（三）课后练习1-1，1-2（四）教学方法与手段新课讲授第二章 轴向拉伸和压缩（一）目的与要求 掌握轴向拉伸和压缩的受力和变形特点，熟练计算轴拉（压）杆件的轴力，掌握横截面上的正应力，熟悉斜截面上的应力，了解

22、拉压杆的应力单元体（重点）。掌握拉（压）杆的变形、虎克定律，掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能，掌握许用应力的概念，熟练地应用强度条件，对构件作截面选择，校核验算或求出容许荷载。（二）教学内容2-1轴向拉伸、缩及工程实例2-2轴力和轴力图 2-3横截面上的应力2-4斜截面上的应力2-5拉、压杆的变形2-6材料在拉伸、缩时学性质2-7强度计算、许用应力和安全因素2-8拉伸和压缩超静定问题（三）课后练习2-1，2-3，2-11（四）教学方法与手段新课讲授第三章 剪切和扭转（一）目的与要求 掌握剪切和扭转的计算，熟练计算等直圆杆扭转时内力扭矩MT、应力和变形，熟练运用强度与刚度条件进行设计。了解剪应力

23、互等定律（难点），熟悉矩形截面等直杆自由扭转时的应力和变形（重点）。掌握工程中各种常用连接件和连接方式的受力和变形分析。了解连接件应力分布的复杂性、实用计算方法及其近似性和工程可行性。掌握对各种常用连接件和连接方式的强度校核，外力偶矩的计算，扭矩图的画法，圆轴扭转时的极惯性矩和抗扭截面系数的定义和计算。（二）教学内容3-1剪切及剪切的实用计算 3-2拉（压）杆连接部分的强度计算 3-3扭转。扭矩和扭矩图 3-4薄壁圆杆的扭转 3-5切应力互等定理和剪切胡可定律 3-6圆杆扭转时的应力 3-7圆杆扭转时的变形（三）课后练习3-3，3-5（四）教学方法与手段新课讲授第四章 梁的应力（一）目的与要求

24、 掌握弯曲变形、平面弯曲和梁的正应力等基本概念。计算常用截面的惯性矩，掌握平行移轴公式，会校核梁的强度。（二）教学内容 4-1工程中的弯曲问题 4-2梁的荷载和支座反力 4-3梁的内力及其求法 4-4内力图剪力图和弯力图 4-5弯矩、剪力与荷载集度间的关系（三）课后练习4-1，4-2，4-8（四）教学方法与手段新课讲授第五章 截面的几何性质（一）目的与要求 掌握静矩和形心的概念和计算方法，熟悉惯性矩和惯性积，了解惯性矩的平行移轴公式，主轴和主惯性距（二）教学内容 5-1静静矩和形心 5-2惯性矩和惯性积 5-3惯性矩的平行移轴公式 主轴和主惯性距 5-4组合截面惯性矩的计算（三）课后练习5-2

25、，5-3，5-6（四）教学方法与手段新课讲授第六章：梁的应力（一）目的与要求 掌握平面弯曲时，梁横截面上正应力及剪应力的分布规律、计算公式；正确运用强度条件进行设计。（重点、难点）（二）教学内容 6-1梁的正应力 6-2梁的正应力强度条件及其应用 6-3梁的合理截面形状及变截面梁 6-4矩形截面梁的切应力 6-6梁的切应力强度条件（三）课后练习6-1，6-3，6-6（四）教学方法与手段新课讲授第七章 梁的变形（一）目的与要求 理解挠度和转角的定义，能用积分法和叠加法计算梁的变形（重点、难点），掌握梁的刚度计算和提高梁的刚度的措施。（二）教学内容 7-1概述 7-2梁的绕曲线的近似微分方程 7-

26、3积分法计算梁的位移 7-4叠加法计算梁的位移 7-5梁的刚度校核 7-6超静定梁（三）课后练习7-1，7-3，7-6（四）教学方法与手段新课讲授第八章 应力状态和强度理论（一）目的与要求 掌握平面弯曲时，梁横截面上正应力及剪应力的分布规律、计算公式；正确运用强度条件进行设计。（重点、难点）（二）教学内容 8-1应力状态的概念 8-2平面应力状态下任意斜截面上的应力 8-3主应力和极值切应力 8-4平面应力状态下的几种特殊情况 8-6空间盈利状态下任一点的主应力和最大切应力 8-7广义胡可定律 8-8强度理论（三）课后练习8-1，8-3，8-6（四）教学方法与手段新课讲授第九章 组合变形（一）

27、目的与要求 重点掌握组合变形的分析方法和步骤 。重点掌握组合变形构件的强度计算。 要求掌握斜弯曲的基本概念。 要求掌握正确应用叠加原理。（二）教学内容9-1组合变形的概念 9-2斜弯曲 9-3拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 9-4偏心拉伸（压缩） 9-6弯曲与扭转的组合变形（三）课后练习9-1，9-3，9-6（四）教学方法与手段新课讲授第十章 压杆稳定（一）目的与要求 了解压杆稳定的概念，熟悉临界应力 欧拉公式的适用范围，掌握压杆的稳定计算（二）教学内容 10-1压杆稳定的概念 10-2铰支细长压杆的临界力 10-3其他支承情况下细长压杆的临界力 10-4临界应力 欧拉公式的适用范围 10-5压

28、杆的稳定计算 10-6提高压杆稳定性的措施（三）课后练习10-2，10-3，10-5（四）教学方法与手段新课讲授结构力学部分第二章 绪论（一）目的与要求 了解杆件结构力学的研究对象和任务，掌握杆件结构的计算简图和杆件结构的类型（二）教学内容 1-1杆件结构力学的研究对象和任务 1-2杆件结构的计算简图 1-3杆件结构的类型 1-4荷载的分类（三）课后练习无（四）教学方法与手段新课讲授第二章 几何组成分析（一）目的与要求 理解几何不变无多余约大的平面杆件体系的基本组成规律。要能够熟练地运用组成规律分析各种复杂的杆件体系。解题的方法有两种，一种是从基础出发，逐次应用组成规律;另一种是先从体系内部确

29、定局部刚片，再应用组成规律逐渐扩展到基础。了解几何组成分析的目的。（二）教学内容 2-1几何组成分析的目的和概念 2-2几何不变体系的简单组成规则 2-3几何组成分析示例 2-4静定结构和超静定结构（三）课后练习2-2，2-5，2-6（四）教学方法与手段新课讲授第三章 静定结构的内力分析（一）目的与要求了解以下基本概念:刚架、刚结点与铰接点的区别、内力正负号的规定、杆端截面内力的标注。熟练掌握杆件内力计算和三铰刚架及多层多跨静定刚架内力图的绘制。（二）教学内容 3-1杆件内力计算 3-2静定梁 3-3静定钢架 3-4三铰拱 3-5静定衍架 3-6静定结构的内力分析和受力特点（三）课后练习3-2，3-5，3-7（四）教学方法与手段新课讲授第四章 静定结构