《结构力学AI》课程教学大纲（本科）

1、结构力学A(I)(Structural Mechanics A(I)课程代码：24410028学分：3.5学时：56 （其中：课堂教学学时：56实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0）先修课程：高等数学A、大学物理A、理论力学、材料力学适用专业：土木工程教材：结构力学I基本教程，龙驭球、包世华、袁驷等，高等教育出版社，2012年8月第 3版.一、课程性质与课程目标（一）课程性质结构力学A是土木工程类专业一门核心专业基础课，它是建立在数学、物理学、计算机 技术、理论力学等课程知识的基础上，进一步研究分析与计算平面杆件结构（以下简称“杆件结构”） 的基本原理和方法，各类杆件结构的受力性能，培养学

2、生结构分析与计算（包括手算与电算）方面 的能力，为学生学习相关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础。通过本课程学习，使学生完成以下学习任务：1.掌握杆件结构的组成规则、组成特征和合理形式；2,掌握静定杆件结构内力、位移的分析和计算的基本方法；,掌握影响线的物理含义及其求解方法及应用；.掌握超静定杆件结构内力计算的基本方法和求解技巧。（二）课程目标课程目标1：通过本课程的学习使学生掌握求解杆件结构内力、位移等的基本力学原理、分析 方法和技巧。课程目标2：通过本课程的学习，使学生具备应用结构力学的基本知识分析杆件结构（包括静 定和超静定）的组成特性、内力、位移及最不利荷载位置等问题的应用

3、能力；培养学生用结构力学 基本理论解决土木工程实际问题的能力，为今后从事专业工作和进行科学研究打下基础。课程目标3：通过课外作业、课堂测验及综合考试等环节的训练，培养学生科学思维、灵活应 用的科学素质；对实际工程结构的计算简化，尤其是结点、支座以及荷载的简化开展分析讨论，激发学生的创新意识和思维；通过引入实际工程结构的内力、位移以及结构失效的监测和分析，使学 生树立科学的世界观、价值观和工程伦理，提高学生的工程素质。(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点4、7、8、11和12。.毕业要求4：具有较宽厚坚实的专业技术理论基础知识，主要包括力学、基础工程

4、、土木工程 材料、工程测量、工程荷载与结构可靠度理论、钢筋混凝土结构构件及结构设计原理、钢结构、道 路工程、桥梁工程、土木工程施工、结构测试技术、工程经济与项目管理、工程法规、工程概预算 等；.毕业要求7：具有较强的土木工程技术基础应用能力，具备本专业所必须的计算、实验、绘图 及工程施工等基本技能；毕业要求8：具有一定的工程规划与设计、结构计算、施工组织设计和管理等解决工程实际问 题的能力；.毕业要求11：具有较强的自学能力，具备一定的创新意识和创新思维等科学素质；.毕业要求12：具有较强的社会责任感、良好的职业精神及团队协助精神等工程素质。课程目标毕业要求指标课程目标1课程目标2课程目标3毕

5、业要求4毕业要求7/毕业要求8毕业要求11/毕业要求12注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、LL二、课程内容与教学要求第一章绪论(-)课程内容(1)结构力学的研究对象和主要任务;(2)结构计算简图及简化要点；A、杆件的简化；B、杆件间连接的简化;C、结构与基础间连接的简化；(3)杆件结构的分类；(4)荷载的分类。(二)教学要求(1)熟悉结构力学基本概念；(2)熟悉结构计算简图选取的基本原则、方法以及结构、荷载的分类。(三)重点与难点.重点(1)杆件结点的种类及特性；(2)杆件与基础间连接方式及特性。.难点(1)理解并掌握结构杆件结点、与基础间连接的简化。第二章结构

6、的几何构造分析(-)课程内容(1)几何构造分析的几个概念；A、几何不变体系与几何可变体系；B、自由度和约束；C、必要约束和多余约束；D、瞬变体系和瞬较；(2)平面杆件体系的基本组成规律及其应用；A、一个点与一个刚片之间额连接；B、两刚片之间的连接；C、三刚片之间的连接；(3)平面杆件体系的计算自由度。(二)教学要求(1)掌握几何可变和几何不变体系的概念、体系的自由度及几何不变体系的组成规则;(2)掌握静定结构和超静定结构的几何组成特征；(3)熟悉瞬变体系的概念；(4)熟悉体系计算自由度的计算方法及其与几何组成的关系。(三)重点与难点.重点(1)掌握平面杆件体系的基本组成规则；(2)体系计算自由

7、度的计算方法。.难点（1）如何应用基本组成规则进行几何构造分析。第三章静定结构的受力分析（一）课程内容（1）单跨和多跨静定梁；A、用截面法求解截面内力；B、直杆荷载与内力间的微分与增量关系及其在内力图上的反映；C、分段叠加法作直杆的弯矩图；D、多跨静定梁的组成特点、受力特性及内力求解方法；（2）静定平面桁架；A、结点法和截面法的求解思路和方法；B、“零杆”的判断;（3）静定平面刚架；A、内力图的绘制方法；B、刚结点的平衡条件；（4）静定组合结构的内力计算；（5）三校拱;A、支座反力、截面内力的计算；B、合理拱轴线；6） *应用虚功原理进行受力分析。（二）教学要求（1）掌握单跨静定梁的内力计算及

8、内力图，多跨静定梁的组成特点及传力层次图、内力分 析及内力图；（2）掌握静定平面刚架的内力计算及内力图绘制与校核；（3）掌握桁架的内力计算；（4）掌握三校拱的内力计算方法以及合理拱轴的概念；（5）掌握静定组合结构的内力计算。（三）重点与难点L重点（1）灵活运用隔离体平衡求内力的方法；（2）掌握各种静定结构的受力特性及内力图的绘制方法；2.难点（1）运用直杆荷载与内力间的微分关系分析和绘制内力图。第四章影响线（-）课程内容（1）影响线概念；（2）静力法作静定梁和桁架的影响线；A、静力法作简支梁的影响线；B、结点承载方式下梁的内力影响线；C、静力法作桁架的影响线；（3）用机动法作静定梁内力影响线；

9、（4）影响线的应用；A、求荷载的最不利位置；B、求移动荷载下结构的最大内力；（5）简支梁内力包络图的概念和作图方法；（6）超静定结构影响线。（二）教学要求（1）熟悉移动荷载及影响线的概念；（2）掌握静力法作静定梁、桁架的影响线；（3） 了解机动法作静定梁的影响线；（4）熟悉利用影响线确定最不利状态位置的方法并求相应的最大内（反）力;（5）掌握简支梁内力包络图的概念和作图方法；了解超静定结构影响线。（三）重点与难点.重点（1）静力法作影响线的思路及影响线绘制方法；（2）机动法做多跨静定梁影响线的机理及绘制方法。.难点（1）最不利荷载位置的判断方法；（2）简支梁内力包络图的作图方法。第五章虚功原理

10、与结构位移计算（-）课程内容（1）结构位移计算的一般公式；A、广义力和广义位移的概念；B、变形体的虚功原理及其在结构位移计算中的应用；c、单位荷载法；（2）荷载作用下静定结构位移计算；A、各类杆件结构位移计算公式的简化；B、图乘法；（3）其他作用（温度改变、支座移动等）下静定结构位移计算；A、温度改变时静定结构位移计算；B、支座移动时静定结构位移计算；（4）线弹性体系的互等定理。（二）教学要求（1）掌握广义位移、实功与虚功的概念、变形体的虚功原理；（2）掌握静定结构在荷载作用下的位移计算方法；（3）掌握静定结构在支座移动及温度改变引起的位移计算方法；（4）掌握图乘法计算梁和刚架的位移；了解互等

11、定理。（三）重点与难点.重点（1）用单位荷载法求静定结构位移的基本原理及求解思路；（2）图乘法的应用。.难点（1）变形体的虚功原理及其在结构位移计算中的应用。第六章力法（-）课程内容（1）力法的基本概念；A、超静定次数的确定；B、力法典型方程；（2）用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温度变化作用下的内力；A、超静定梁、刚架、桁架、组合结构的内力计算；B、对称性的利用；（3）超静定结构位移的计算。（二）教学要求（1）掌握超静定问题及其解法；（2）掌握力法的基本原理；（3）掌握用力法计算超静定结构在荷载、温度变化、支座移动作用下的内力;了解超静定结构的位移计算方法。(三)重点与难点.重点(1)

12、力法求解超静定结构的基本方程；(2)对称性的利用。.难点(1)合理选择力法计算的基本体系。第七章位移法(-)课程内容(1)位移法的基本概念；(2)杆件单元的形常数和载常数；(3)用位移法计算刚架和连续梁在荷载作用下的内力；A、无侧移刚架和连续梁；B、有侧移刚架；(4)位移法的基本体系。(二)教学要求(1)熟悉位移法基本未知量的确定方法；(2)掌握位移法的基本原理和刚架及连续梁在荷载作用下的计算;(3)掌握位移法基本方程及求解方法。(三)重点与难点.重点(1)位移法基本未知量的确定及平衡方程的建立；.难点(1)熟悉等截面直杆的刚度方程和载常数。第八章渐近法及其他算法简述(一)课程内容(1)力矩分

13、配法的基本概念；A、转动刚度、分配系数和传递系数；B、多结点的力矩分配；(2)无剪力分配法；(3) *超静定力的影响线。(二)教学要求（1）掌握用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架的内力;（2）掌握无剪力分配法的适用条件及计算特点。（三）重点与难点.重点（1）力矩分配法求解的适用条件及计算方法；（2）无剪力分配法求解的适用条件及计算方法。.难点（1）计算过程中相关系数的计算及应用。三 本课程开设的实验项目无。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上机课程 实践小 计第一章22讲授法、讨论法课程目标2、3第二章55讲授法、演示法课程目标2第三

14、章1010讲授法、演示法课程目标1、2、3第四章88讲授法、演示法课程目标1、2、3第五章99讲授法、演示法课程目标1、2、3第六章88讲授法、讨论法课程目标1、2、3第七章88讲授法、讨论法课程目标1、2、3第八章66讲授法、讨论法课程目标1、2、3合计5656注：1 .课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例 等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤情况、课堂纪律和回答问题 情况15%平时作业作业次数，内容齐全，答案正确15%期末考试闭卷考试70%试题库出题注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所