结构力学教学大纲

课程名称：构造力学课程类型：必修课学时：72学时+程序设计计算（一周）合用对象：土木

先修课程：高等数学、物理、理论力学、材料力学一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程规定构造力学是土木专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢构造学、钢筋混凝土构造学、构造设计课有亲密联系。构造力学课程的任务是使学生学习构造分析理论，即构造（重要是杆系构造）在外因作用下的强度、刚度的计算理论，掌握杆系构造的静力分析办法，理解惯用构造形式的受力性能，初步学会运用构造力学的基本分析办法分析构造设计和工程实践中的力学问题，为后来钢构造、钢筋混凝土构造学、弹性力学、塑性力学及构造设计等课程的学习打基础。培养构造分析和计算能力。学习构造力学需含有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算办法（含计算机技能）知识。二、教学重点及难点基本概念、基本理论和计算办法三、与其它课程的关系高等数学、物理、理论力学、材料力学是构造力学的前期准备，同时它又为后来钢构造、钢筋混凝土构造学、弹性力学、塑性力学及构造设计等课程的学习打基础。四、教学内容、学时分派及其本规定第一章绪论（2学时）构造力学的任务和学习办法，构造计算简图及其简化要点，杆系构造的分类第二章几何构造分析（3学时）基本规定：能运用基本规律鉴定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性的分析重点：无多出约束的几何不变体系的基本构成规律难点：纯熟运用基本规律对体系进行分析第一节几何构造分析的几个概念第二节平面几何不变体系的构成规律第三节平面杆件体系的计算自由度第三章静定构造受力分析（12学时）基本规定：能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作多个构造的内力图重点：截面法、叠加法难点：纯熟的运用截面法、叠加法作多个构造的内力图第一节静定多跨粱第二节静定平面刚架第三节静定平面桁架第四节组合构造第五节三铰拱第四章静定构造总论（2学时）基本规定：静定构造受力分析办法，静定构造的普通性质，多个构造形式的受力特点，刚体虚功原理。重点：静定构造受力分析办法、普通性质及多个构造形式的受力特点。难点：静定构造受力分析办法。第一节隔离体办法及其截取顺的优选第二节几何构造分析与受力分析之间的对偶关系第三节零载法第四节刚体体系的虚功原理第五节静定构造的普通性质第六节多个构造型式的受力特点第五章影响线（6学时）基本规定：移动荷载概念，影响线概念，用静力法作简支梁影响线，机动法作影响线，影响线的应用，简支梁包络图和绝对最大弯矩。重点：影响线概念、作影响线的办法及影响线的应用。难点：作影响线的办法及影响线的应用。第一节移动荷载和影响线的概念第二节静力法作简支梁的影响线第三节结点荷载作用下梁的影响线第四节机动法作影响线第五节影响线的应用第六章位移计算（8学时）基本规定：虚功原理，单位荷载法，构造位移计算的普通公式，荷载作用下的位移计算，图乘法，温度作用时的位移计算、广义位移计算、互等定理。重点：荷载作用下的位移计算，图乘法。难点：构造位移计算的普通公式，图乘法。第一节应用虚功原理求刚体体系的位移第二节构造位移计算的普通公式第三节荷载作用下的位移计算及算例第四节图乘法第五节温度作用时的位移计算第六节广义位移计算、互等定理第七章力法（12学时）基本规定：超静定构造的构成和超静定次数，力法的基本概念，超静定刚架和排架计算，超静定桁架和组合构造，支座移动和温度变化时的计算，超静定构造的位移计算，超静定构造计算的校核，对称构造的计算。重点：力法的基本思路,解题办法及环节。难点：力法的基本概念的理解。第一节超静定构造的构成和超静定次数第二节力法的基本概念第三节超静定刚架和排架计算第四节超静定桁架和组合构造第五节对称构造的计算第六节超静定拱的计算第七节支座移动和温度变化时的计算第八节超静定构造的位移计算第九节，超静定构造计算的校核第八章位移法（10学时）基本规定：位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，对称构造的计算，位移法的基本体系。重点：位移法的基本概念，解题办法及环节。难点：位移法的基本概念的理解，基本未知量的拟定。第一节位移法的基本概念第二节等截面杆件的刚度方程第三节无侧移刚架的计算第四节有侧移刚架的计算第五节位移法的基本体系第六节对称构造的计算第九章渐近法（5学时）基本规定：力矩分派法的基本概念，多结点的力矩分派，对称构造的计算，力矩分派法与位移法的联合应用。重点：力矩分派法的基本概念，解题办法及环节。难点：力矩分派法的基本概念的理解。第一节力矩分派法的基本概念第二节多结点的力矩分派第三节对称构造的计算第四节力矩分派法与位移法的联合应用

第十章矩阵位移法（10学时）基本规定：矩阵位移法概述，单元刚度矩阵，持续梁的整体刚度矩阵、刚架的整体刚度矩阵，等效节点荷载、计算环节及算例，持续梁和刚架的计算程序和操作。其中讲授学时10学时。重点：单元刚度矩阵、整体刚度矩阵、等效节点荷载集成及计算环节。难点：整体刚度矩阵、等效节点荷载集成。第一节矩阵位移法概述第二节单元刚度矩阵第三节持续梁的整体刚度矩阵第四节刚架的整体刚度矩阵第五节等效节点荷载第六节计算环节及算例第七节持续梁和刚架的计算程序和操作第十一章.超静定构造总论（2学时）基本规定：基本解法的分类超静定构造和比较，基本解法的推广和联合应用，超静定构造的特性，有关计算简图的补充讨论。重点：基本解法的分类超静定构造和比较，超静定构造的特性。难点：基本解法的分类超静定构造和比较。第一节超静定构造基本解法的分类和合理选用第二节基本解法的推广和联合应用第三节超静定构造的特性第四节有关计算简图的补充讨论

五、参考文献目录这里列出某些构造力学教学用书和专项参考书，供读者参考和选读。学术论文均未列入。书目按早期、近期和专项三部分排列。早期教材在我国教育历史上起过重要作用，许多地方尚有参考价值。1.早期教材[1]蔡方荫,《普通构造学》，国立编译馆，商务印书馆，1946。这是我国第一本有关静定构造力学的中文教材，是作者在清华大学、西南联大、南昌大学教学经验的结晶，计算办法聚集甚广，为本书的重要特色。[2]王达时，《高等构造学》，正中书局，1942。这是我国第一本有关超静定构造力学的中文教材。[3]金涛，《超定构造解法》，著者自印自发行，1947。[4]钱令希，《超静定构造力学》，中国科学图书仪器公司，1951；科技卫生出版社，1958新一版。思路清晰、简洁而含有启发性，是一本有特色的教材。[5]钱令希，《静定构造学》，中国科学图书仪器公司，1952。[6]金宝桢，《超静定构造学》，龙门联合书局，1951。[7]蔡方荫，《变截面刚构分析》，中国科学图书仪器公司，1954。[8]蔡方荫《变截面刚构分析续编》，科学出版社，1956。[9]俞忽，《静不定构造》，高等教育出版社，1954。[10]金宝桢、杨式德、牛宝华编，金宝桢主编，《构造力学》，高等教育出版社，第一版，1958；第二版，1964。这是一本内容丰富，取材得当，说理透彻，文字简洁，在五、六十年代流传较广，影响较大的教材。[11]杨耀乾，《构造力学》，人民教育出版社，1958。[12]中南土木建筑学院构造理论教研组，《构造力学》，高等教育出版社，第一版，1958；湖南大学构造力学教研室，第二版，1965。[13]武汉水利电力学院建筑力学教研组，《构造力学》，水利电力出版社，1960。[14]钟朋主编，《构造力学习题集》，高等教育出版社，1965。[15]龙驭球，包世华，《构造力学》上册，高等教育出版社，1966。[16]清华大学建筑工程系（杨式德，龙驭球，包世华），《构造力学》，中国建筑工业出版社，1974。[17]Раσинович，И.M.,KypccTроuTenbноǚмeханuкucTeржнeвыxсucTeм,清华大学构造力学及钢木构造教研室译，高等教育出版社，1954。[18]Раσинович，И.M.,СTроuTenbнаямeханuкacTeржнeвыxсucTeм，同济大学构造力学教研室译,高等教育出版社,1958。[19]Πрокоφeв,И.Π.,Τеοрuясооружeнuǚ,唐山铁道学院陈英俊等译,商务印书馆,1953;高等教育出版社,1954。[20]Жemoчкин,В.Н.,Пащeвсκий,Д.П.,Статuкасооружeнuǚ,大连工学院土木系构造教研室译,龙门联合民局,1953。[21]Дарков，А.B.，Kyзнецов，B.И.,Статuкасоорyжeнuŭ(第四版)，愈忽译，人民铁道出版社