《結(jié)構(gòu)力學》教學大綱

1、結(jié)構(gòu)力學教學大綱大綱說明課程代碼：5125015 總學時：80學時(講課76學時，上機4學時)總學分：5學分課程類別：必修適用專業(yè)：土木工程專業(yè)（本科）預修要求：高等數(shù)學、理論力學、材料力學課程的性質(zhì)、目的、任務：結(jié)構(gòu)力學是土木工程專業(yè)的一門主要的技術基礎課。它的任務是在學習理論力學和材料力學的基礎上，了解和掌握桿件結(jié)構(gòu)的計算原理和方法，熟悉各類結(jié)構(gòu)的受力特點和性能，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析和計算的能力，為學習有關專業(yè)課程和解決生產(chǎn)實踐中的結(jié)構(gòu)力學問題打好基礎。通過學習，使學生掌握平面桿件結(jié)構(gòu)的組成分析、靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移的計算分析方法。 課程教學的基本要求：本課程的學習中，要密切聯(lián)系實際，

2、培養(yǎng)學生正確的分析問題的方法，注意正確理解掌握基本概念和基本方法。考慮到課程性質(zhì)，建議采用多媒體教學手段。計算機應用是本課程的重要組成部分，在教學中應予以充分重視。大綱的使用說明：本大綱適用于土木工程本科專業(yè)80課時的結(jié)構(gòu)力學課程使用，可根據(jù)具體的課時情況作適當?shù)脑鰟h。大綱正文第一章 緒論 學時：2學時（講課2學時）本章講授要點：結(jié)構(gòu)力學的研究對象和任務；平面桿件結(jié)構(gòu)和荷載的分類；結(jié)構(gòu)計算簡圖概念及確定計算簡圖的原則。重點：結(jié)構(gòu)力學的研究對象和任務；結(jié)構(gòu)計算簡圖概念及確定計算簡圖的原則。難點：確定計算簡圖第一節(jié) 結(jié)構(gòu)力學的研究對象和任務第二節(jié) 結(jié)構(gòu)的計算簡圖第三節(jié) 平面桿件結(jié)構(gòu)和荷載的分類第四

3、節(jié) 結(jié)構(gòu)力學的學習方法習題：3題第二章 平面體系的幾何組成分析 學時：4學時（講課3學時，習題1學時）本章講授要點：幾何不變體系的基本組成規(guī)律；對體系幾何組成的分析和判定；靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的幾何組成特征。重點：運用無多余約束的幾何不變體系的三個簡單組成規(guī)則分析一般體系的幾何組成。難點：三剛片體系中虛鉸在無窮遠處的情況。第一節(jié) 概述第二節(jié) 幾何不變體系組成規(guī)則及體系分析舉例習題：6題第三章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 學時：10學時（講課8學時，習題2學時）本章講授要點：梁、剛架的內(nèi)力計算及內(nèi)力圖的繪制；多跨靜定梁、靜定平面剛架、三鉸拱、受彎桿件與桁架桿件組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算；結(jié)點法和截面法計算靜定平

4、面架內(nèi)力；三鉸拱的受力特點，內(nèi)力圖特征，合理拱軸概念及靜定結(jié)構(gòu)的基本特征。重點：梁、剛架的內(nèi)力計算及內(nèi)力圖的繪制。難點：斜梁的內(nèi)力計算和內(nèi)力特點。第一節(jié) 靜定結(jié)構(gòu)概述第二節(jié) 靜定梁第三節(jié) 靜定平面剛架第四節(jié) 三鉸拱第五節(jié) 靜定平面桁架第六節(jié) 靜定組合結(jié)構(gòu)第七節(jié) 靜定結(jié)構(gòu)的特性習題：16題第四章 靜定結(jié)構(gòu)的位移計算 學時：8學時（講課6學時，習題2學時）本章講授要點：虛功原理；單位荷載法；結(jié)構(gòu)位移的一般公式；靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下及由于支座位移、溫度改變所引起的位移計算；圖乘法求結(jié)構(gòu)位移；線性變形體系的四個互等定理。重點：靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移計算；尤其是圖乘法求梁和剛架的位移。 難點：虛功原

5、理及虛功方程；結(jié)構(gòu)位移的一般公式。第一節(jié) 概述第二節(jié) 虛功原理第三節(jié) 結(jié)構(gòu)位移計算的一般公式第四節(jié) 靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移計算第五節(jié) 圖乘法第六節(jié) 靜定結(jié)構(gòu)由于支座位移、溫度改變所引起的位移第七節(jié) 線性變形體系的互等定理習題：10題第五章 力法 學時：10學時（講課8學時，習題2學時）本章講授要點：力法的基本原理及基本結(jié)構(gòu)的選取原則；力法方程及系數(shù)、自由項的物理意義；力法方程的建立、系數(shù)和自由項的計算；在荷載、支座移動、溫度改變等外因作用下用力法計算各種超靜定結(jié)構(gòu)的方法和步驟；利用對稱性的簡化計算；超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算；超靜定結(jié)構(gòu)最后內(nèi)力圖的校核。重點：超靜定結(jié)構(gòu)的兩個特性；力法典型方程；

6、力法基本結(jié)構(gòu)的合理選擇；超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算。難點：力法基本結(jié)構(gòu)的合理選擇。第一節(jié) 超靜定結(jié)構(gòu)的概念第二節(jié) 力法的基本原理第三節(jié) 超靜定次數(shù)的確定與基本結(jié)構(gòu)第四節(jié) 力法典型方程第五節(jié) 力法的計算步驟和舉例第六節(jié) 超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算第七節(jié) 超靜定結(jié)構(gòu)最后內(nèi)力圖的校核第八節(jié) 對稱性的利用第九節(jié) 溫度改變時超靜定結(jié)構(gòu)的計算第十節(jié) 支座位移時超靜定結(jié)構(gòu)的計算第十一節(jié) 超靜定結(jié)構(gòu)的特性習題：12題第六章 位移法 學時：8學時（講課6學時，習題2學時）本章講授要點：位移法的基本原理及基本結(jié)構(gòu)的確定；位移法典型方程及系數(shù)、自由項的物理意義；運用等截面桿件的轉(zhuǎn)角位移方程，確定它們在各種外因影響下的桿端彎矩和

7、桿端剪力；利用基本結(jié)構(gòu)建立位移法典型方程及系數(shù)、自由項的計算；荷載作用下位移法解超靜定梁和剛架，以及對稱性的利用。重點：位移法的基本原理及基本結(jié)構(gòu)的確定；荷載作用下位移法解超靜定梁和剛架。難點：位移法典型方程的物理意義。第一節(jié) 位移法的基本概念第二節(jié) 位移法的基本未知量及基本結(jié)構(gòu)第三節(jié) 等截面直桿的計算第四節(jié) 位移法典型方程及舉例第五節(jié) 用位移法計算連續(xù)梁和無側(cè)移剛架第六節(jié) 用位移法計算有側(cè)移剛架第七節(jié) 用剪力分配法計算等高鉸結(jié)排架第八節(jié) 對稱性的利用習題：9題第七章 力矩分配法 學時：6學時（講課4學時，習題2學時）本章講授要點：轉(zhuǎn)動剛度、分配系數(shù)、傳遞系數(shù)的概念；用力矩分配法計算連續(xù)梁和無

8、側(cè)移剛架，并繪制內(nèi)力圖。重點：力矩分配法的基本概念、基本原理；用力矩分配法計算連續(xù)梁和無側(cè)移剛架。 難點：用力矩分配法計算連續(xù)梁和無側(cè)移剛架。第一節(jié) 力矩分配法的基本概念第二節(jié) 用力矩分配法計算多結(jié)點連續(xù)梁和無側(cè)移剛架習題：6題第八章 影響線 學時：6學時（講課6學時）本章講授要點：影響線的概念；作靜定梁的反力和內(nèi)力影響線(靜力法和機動法)；影響線為三角形時，能確定行列荷載的最不利荷載位置及相應的量值；簡支梁絕對最大彎矩的計算和繪制其內(nèi)力包絡圖的方法；用機動法確定連續(xù)梁內(nèi)力影響線的形狀及均布荷載的最不利分布。重點：影響線的概念；作靜定梁的反力和內(nèi)力影響線(靜力法和機動法)； 簡支梁絕對最大彎矩

9、的計算；內(nèi)力包絡圖的概念。難點：用機動法確定連續(xù)梁內(nèi)力影響線的形狀及均布荷載的最不利分布。第一節(jié) 影響線的概念第二節(jié) 用靜力法作靜定梁的影響線第三節(jié) 用機動法作靜定梁影響線第四節(jié) 影響線的應用第五節(jié) 簡支梁的內(nèi)力包絡圖和絕對最大彎矩第六節(jié) 超靜定梁的影響線習題：6題第九章 矩陣位移法 學時：10學時（講課6學時，上機4學時）本章講授要點：矩陣位移法的解題思路和步驟；單元剛度矩陣、總剛度矩陣中元素的物理意義；連續(xù)梁、剛架的結(jié)構(gòu)剛度矩陣的形成及計算綜合結(jié)點荷載的方法；矩陣位移法的計算步驟，用先處理法計算連續(xù)梁和剛架。重點：矩陣位移法的基本原理和基本思路；連續(xù)梁、剛架的結(jié)構(gòu)剛度矩陣的形成及計算綜合結(jié)

10、點荷載的方法；矩陣位移法的先處理法。難點：連續(xù)梁、剛架的結(jié)構(gòu)剛度矩陣的形成及計算綜合結(jié)點荷載的方法；矩陣位移法的先處理法。第一節(jié) 概述第二節(jié) 局部坐標系下的單元剛度矩陣 第三節(jié) 整體坐標下的單元剛度矩陣第四節(jié) 矩陣位移法的先處理法第五節(jié) 非結(jié)點荷載的處理、等效結(jié)點荷載第六節(jié) 電算程序及應用習題：8題第十章 結(jié)構(gòu)的動力計算 學時：6學時（講課6學時）本章講授要點：運動方程的建立；單自由度結(jié)構(gòu)振動計算；多自由度結(jié)構(gòu)振動計算。重點：結(jié)構(gòu)動力分析的基本概念和分析方法；單自由度結(jié)構(gòu)自由振動計算。難點：多自由度結(jié)構(gòu)自由振動計算及受迫振動分析計算。第一節(jié) 概述第二節(jié) 單自由度體系的自由振動第三節(jié) 單自由度體

11、系的受迫振動第四節(jié) 兩個自由度體系的自由振動第五節(jié) 兩個自由體系度在簡諧荷載作用下的受迫振動習題：6題第十一章 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算 學時：5學時（講課5學時）本章講授要點：穩(wěn)定計算的基本概念和計算方法重點：用靜力法和能量法計算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性難點：能量法計算穩(wěn)定性的概念和方法第一節(jié) 穩(wěn)定性問題概述第二節(jié) 靜力法計算體系的穩(wěn)定第三節(jié) 能量法計算體系的穩(wěn)定第四節(jié) 用矩陣位移法計算剛架的穩(wěn)定第十二章 結(jié)構(gòu)的極限荷載 學時：5學時（講課5學時）本章講授要點：極限彎矩、塑性鉸的概念，超靜定梁的極限荷載計算方法重點：極限荷載的概念和分析方法難點：極限荷載的計算方法第一節(jié) 概述第二節(jié) 極限彎矩、塑性鉸和極限狀態(tài)第

12、三節(jié) 超靜定梁的極限彎矩第四節(jié) 判定極限荷載的一般定理課時分配表：序號內(nèi)容學時講課習題小計1第一章 緒論222第二章 平面體系的幾何組成分析3143第三章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算82104第四章 靜定結(jié)構(gòu)的位移計算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 影響線669第九章 矩陣位移法6（4）1010第十章 結(jié)構(gòu)動力計算6611第十一章 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算5512第十二章 結(jié)構(gòu)的極限荷載55合 計651580 （注：括號中的數(shù)據(jù)為上機課時）本課程對學生自學的要求：由于課時過分偏少，每次課的信息量很大，因而要求學生做好預習和復習，建議自學時間與課堂教學時間之比為2：1考核方式與要求：該課程學期期末進行閉卷考核，成績評定采用期末成績及平時成績（包括作業(yè)）相結(jié)合的辦法，比例大約為7：3 推薦教材與參考書目：1、龍馭球、包世華主編.結(jié)構(gòu)力學教程（I、II）.北京：高等教育出版社，2002、72、楊茀