理論力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、建筑力學(xué)課程教學(xué)大綱一、課程的性質(zhì)、地位、作用和任務(wù)建筑力學(xué)是建筑工程技術(shù)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備系統(tǒng)的建筑力學(xué)基本知識，對后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課有必不可少的指導(dǎo)作用，它系統(tǒng)地解決了工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件設(shè)計的基本要求，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)。本課程的任務(wù)是：研究作用在結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）上力的平衡關(guān)系，構(gòu)件的承載能力及材料的力學(xué)性能，為保證結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）安全可靠及經(jīng)濟合理提供理論基礎(chǔ)和計算方法。二、本課程的教學(xué)內(nèi)容和基本要求（一）靜力學(xué)部分1力的基本性質(zhì)及受力分析（ 1）教學(xué)內(nèi)容剛體、力的概念、力系、靜力學(xué)公理、約束和約束反力、物體的受力分析。（2）基本要求理解平衡

2、、剛體和力的概念，理解靜力學(xué)基本定律、約束及其基本類型和約束反力，掌握簡單物體的分離體圖的作法。重點：物體的受力分析。2平面特殊力系（1）教學(xué)內(nèi)容平面匯交力系合成的幾何法和平衡的幾何條件、力在軸上的投影、合力投影定理、平面匯交力系合成的解析法和平衡的解析條件、力對點的矩、力偶和力偶矩的概念及平面內(nèi)力偶系的合成和平衡條件。（2）基本要求了解平面匯交力系合成的幾何法和平衡的幾何條件：掌握力在軸上的投影、合力投影定理；掌握平面匯交力系合成的解析法和平衡的解析條件- 平衡方程。了解力對點的矩、力偶和力偶矩的概念及平面內(nèi)力偶的等效變換和等效條件、掌握平面力偶系的合成和平衡條件。重點：平面匯交力系和力偶系

3、的平衡條件及其應(yīng)用。3平面一般力系（ 1）教學(xué)內(nèi)容剛體上力的平衡定理和合力矩定理、平面一般力系向其作用面內(nèi)任一點的簡化及其結(jié)果、平面一般力系的平衡條件及其應(yīng)用、物體系統(tǒng)的平衡問題、平面桁架的概念及計算的基本假設(shè)、簡單桁架桿件內(nèi)力的節(jié)點法和截面法。（2）基本要求掌握剛體上力的平衡定理和合力矩定理，了解平面一般力系向其作用面內(nèi)任一點的簡化及其結(jié)果，掌握平面一般力系的平衡條件和平衡方程的各種形式，熟練運用平衡方程和求解單個物體和簡單物體系統(tǒng)的平衡問題。理解平面桁架的概念及計算的基本假設(shè)，掌握求簡單桁架桿件內(nèi)力的節(jié)點法和截面法。重點：平面一般力系的平衡條件及其應(yīng)用。難點：物體系統(tǒng)的平衡問題、簡單桁架桿

4、件內(nèi)力的節(jié)點法和截面法。（二）材料力學(xué)部分1. 材料力學(xué)的基本概念（1）教學(xué)內(nèi)容材料力學(xué)的任務(wù)；變形固體的概念及其基本假設(shè)；變形的描述；荷載的分類和計算；結(jié)構(gòu)計算簡圖的概念；內(nèi)力截面法；應(yīng)力的概念；桿件變形的基本形式。（2）教學(xué)要求了解材料力學(xué)的任務(wù)，了解變形固體的概念及其基本假設(shè)，了解荷截的分類和計算，了解結(jié)構(gòu)計算簡圖的概念；了解內(nèi)力和應(yīng)力的概念，了解截面法，掌握桿件各種基本特點。重點：桿件各種基本變形的特點。2軸向拉伸和壓縮（1）教學(xué)內(nèi)容軸向拉伸和壓縮的概念；軸力和軸力圖；拉壓桿的應(yīng)力；拉壓桿的強度條件；拉壓桿的變形和虎克定律；材料的力學(xué)性質(zhì)；容許應(yīng)力的確定；局部應(yīng)力的概念及圣維南原理，拉

5、壓超靜定問題。（2）教學(xué)要求了解拉伸和壓縮的概念，掌握截面法求軸力、作軸力圖的方法，掌握橫截面上的應(yīng)力計算，了解斜截面上的應(yīng)力計算，掌握強度條件的應(yīng)用，理解拉壓桿的變形，掌握虎克定律，了解材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能，理解安全系數(shù)和容許應(yīng)力集中的概念，掌握一次拉壓超靜定問題的求解方法。重點：截面法求軸向力。作軸力圖，強度條件的應(yīng)用。難點：超靜定問題的求解方法，尤其是變形協(xié)調(diào)條件。3剪切（ 1）課程內(nèi)容剪切的概念及工程實例；剪切的實用計算；鉚釘連接的實用計算；剪應(yīng)力互等定理。（2）教學(xué)要求了解剪切的實例，理解剪切的概念，掌握剪切的實用計算、擠壓的實用計算和鉚釘或螺栓連接的計算，理解剪應(yīng)力互等定理

6、。難點：確定剪切面和擠壓面、名義擠壓面積的計算。4扭轉(zhuǎn)（1）課程內(nèi)容扭轉(zhuǎn)的概念與工程實例；扭矩和扭矩圖；等直圓桿在扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力計算；等直圓桿在扭轉(zhuǎn)時的變形計算；構(gòu)件受扭破壞現(xiàn)象的力學(xué)分析；矩形截面等直桿線扭轉(zhuǎn)強度的主要結(jié)果；薄壁桿件線扭轉(zhuǎn)的近似計算。（2）教學(xué)要求了解扭轉(zhuǎn)的概念，掌握傳動軸的外力偶矩計算、求扭矩和作矩圖的方法、等直圓桿扭轉(zhuǎn)時橫截面上的主應(yīng)力計算、強度條件的應(yīng)用，理解等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的變形，了解構(gòu)件受扭破壞現(xiàn)象的力學(xué)分析、矩形截面的等直桿在線扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力和變形、薄壁桿件線扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力和變形。重點：平面假設(shè)、強度條件和剛度條件的應(yīng)用。難點：等直圓桿扭轉(zhuǎn)時橫截面上應(yīng)力計算公式的推導(dǎo)。5

7、截面圖形的幾何性質(zhì)（1）課程內(nèi)容物體的重心和形心位置；截面的靜矩、慣性矩、慣性積和極慣性矩；慣性矩的平行移軸公式；慣性矩的轉(zhuǎn)軸公式；截面的主形心軸公式；截面的主形心軸和主形心慣性矩；組合截面主形心慣性矩的計算。（2）教學(xué)要求了解靜矩和形心、極慣性矩、慣性矩和慣性積的概念，理解其計算主法，掌握常見簡單截面慣性矩計算公式、平行移軸公式、常見組合截面慣性矩的計算，了解轉(zhuǎn)軸公式的推導(dǎo)和應(yīng)用，理解主形心軸與主形心慣性矩的概念及其意義。重點：組合截面形心坐標確定、平行移軸公式、常見組合截面形心主矩計算。6彎曲內(nèi)力（1）課程內(nèi)容梁承受荷載的特點；梁的計算簡圖；梁的內(nèi)力彎矩和剪力；彎矩圖和剪力圖；彎矩剪力與荷

8、載三者的關(guān)系；用疊加法作彎矩圖；應(yīng)用實例。（2）教學(xué)要求了解平面彎曲的概念和梁的計算簡圖，掌握求梁內(nèi)力的一般法則，掌握列剪力方程、彎矩方程和作剪力圖與彎矩圖的方法，掌握彎矩、剪力與荷載三者的關(guān)系，掌握各種情況下剪力圖、彎矩圖的特征，掌握用簡易法作剪力圖與彎矩圖、用疊加法作彎矩圖的方法。重點：根據(jù)一般外力求指定截面上剪力和彎矩的簡便法，各種情況下剪力圖和彎矩圖特征、用簡便法作剪力圖與彎矩圖。7彎曲應(yīng)力（1）課程內(nèi)容概念；梁的彎曲試驗和平面假設(shè)，任意對稱截面梁正應(yīng)力公式的一般推導(dǎo)，梁的正應(yīng)力強度條件；梁的剪應(yīng)力；梁的合理截面，非對稱截面梁的平面彎曲、彎曲中心的概念。（2）教學(xué)要求了解彎曲應(yīng)力的概念

9、，理解純彎曲時橫截面上正應(yīng)力公式的推導(dǎo)，掌握橫截面上正應(yīng)力計算公式，掌握正應(yīng)力強度計算方法，了解矩形截面梁橫截上剪應(yīng)力公式的推導(dǎo)，掌握常見截面梁橫截面上最大剪應(yīng)力計算和剪應(yīng)力強度校核。了解梁的合理截面，非對稱截面梁的平面彎曲和彎曲中心的概念。重點：彎曲正應(yīng)力計算公式推導(dǎo)、梁強度計算的內(nèi)容。難點： T 形截面且材料拉壓強度不同的梁的正應(yīng)力強度計算。建議：本章結(jié)束前以槽形截面梁為例，扼要介紹非對稱截面梁的平面彎曲和彎曲中心，不在其它章節(jié)專門講述。8彎曲變形（1）課程內(nèi)容彎曲變形的概念；用積分法求梁的變形；用疊加法求梁的變形。（2）教學(xué)要求理解梁彎曲時的位移即轉(zhuǎn)角落和撓度的產(chǎn)生和撓曲線近似微分方程的

10、推導(dǎo)，掌握用疊加法計算梁的轉(zhuǎn)角和撓度的方法，了解梁的剛度問題。重點：撓曲線近似微分方程的推導(dǎo)、邊界條件和連續(xù)條件的寫法和應(yīng)用、疊加法求位移。9應(yīng)力狀態(tài)和強度理論（1）課程內(nèi)容研究一點應(yīng)力狀態(tài)和強度理論的定義；平面應(yīng)力狀態(tài)分析的數(shù)解法；平面應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法應(yīng)力圖，梁的主應(yīng)力和主應(yīng)力跡線；復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變，廣義虎克定律，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的彈性變形能，強度理論。（2）教學(xué)要求了解應(yīng)力狀態(tài)的的概念，單元體的取法，理解主平面和主應(yīng)力的概念、應(yīng)力狀態(tài)的分類方法，掌握平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力分析的兩種方法：解析法和圖解法，理解梁中的主應(yīng)力和主應(yīng)力跡線，了解復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變，廣義虎克定律和彈性變形能，理解

11、強度理論的概念，掌握強度理論在梁計算中的應(yīng)用。重點：平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力大小和主平面方位的確定方法，應(yīng)力圓的點與單元體的面對應(yīng)關(guān)系。難點：一點處應(yīng)力狀態(tài)的有關(guān)概念、平面應(yīng)力狀態(tài)下主平面方位的確定。10組合變形（1）課程內(nèi)容組合變形的概念：彎曲壓縮組合偏心受壓；兩個平面彎曲的組合斜彎曲；彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合；關(guān)于疊加原理的適用范圍。（2）教學(xué)要求了解組合變形的概念和分析方法，掌握偏心受壓縮強度計算方法、截面核心的概念及其確定，理解斜彎曲和彎、扭組合強度分析的方法。重點：偏心受壓（壓彎組合）強度計算，截面核心邊界的確定。11壓桿穩(wěn)定（1）課程內(nèi)容穩(wěn)定的概念；兩端鉸支壓桿的臨界力；桿端約束對壓桿臨界力的

12、影響；歐拉公式的使用范圍；壓桿穩(wěn)定校核的實用方法。（2）教學(xué)要求了解壓桿穩(wěn)定性的概念，掌握細長壓桿臨界壓力的歐拉公式，理解歐拉公式的使用范圍、超過比例極限時壓桿臨界應(yīng)力計算與臨界應(yīng)力總圖，掌握壓桿的穩(wěn)定計算方法。重點：壓桿失穩(wěn)平面的判斷、臨界應(yīng)力公式的選用。難點：壓桿的穩(wěn)定性概念。12課程內(nèi)容的有關(guān)說明實驗課的教學(xué)學(xué)時在學(xué)時分配表中列出，實驗的基本要求和實驗項目等將在材料力學(xué)實驗大綱中以說明。（三）結(jié)構(gòu)力學(xué)部分1. 緒論（ 1）教學(xué)內(nèi)容桿系結(jié)構(gòu)的任務(wù)及分類、結(jié)構(gòu)的計算簡圖。（ 2）教學(xué)要求一般了解結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象和任務(wù)及其與靜力學(xué)、材料力學(xué)和專業(yè)課之間的關(guān)系。重點：結(jié)構(gòu)計算簡圖。 結(jié)構(gòu)計算簡

13、圖是從實際結(jié)構(gòu)中抽象出來的力學(xué)計算模型，選擇計算簡圖的原則是存本去末，便于計算，可通過結(jié)點，荷載及支座的簡化來理解計算簡圖的意義。2. 平面體系的幾何組成分析（1）教學(xué)內(nèi)容平面體系的組成分析，剛片、自由度、約束以及幾何不變與幾何可變的概念，幾何組成規(guī)則，幾何構(gòu)造與靜定性的關(guān)系。（ 2）教學(xué)要求理解體系幾何不變與幾何可變的概念。了解幾何組成分析的目的，掌握幾何不變體系的組成規(guī)則，熟練掌握幾個規(guī)則的具體運用，理解瞬變體系的幾何構(gòu)造特征。一般了解自由度的概念，了解幾何構(gòu)造與靜定性的關(guān)系。重點：平面體系的幾何組成分析。難點：幾何不變體系的組成規(guī)則3. 靜定梁和靜定平面剛架。一般了解單跨和多跨靜定梁的組

14、成方式。理解基本部分與附屬部分的概念及其間荷載的傳遞關(guān)系，熟練掌握多跨靜定梁內(nèi)力圖的繪制。靜定平面剛架是靜定結(jié)構(gòu)的組成部分，也是學(xué)習(xí)超靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。初學(xué)者應(yīng)首先掌握好繪制內(nèi)力圖的基礎(chǔ)方法（截面法），即取出隔離體，列平衡方程求內(nèi)力，在此基礎(chǔ)上，再熟練掌握繪制內(nèi)力圖的簡易方法（分段求出桿端力矩，按規(guī)律、并用疊加法作圖） 。對各類靜定平面剛架內(nèi)力圖的繪制都要求熟練掌握，其中彎矩圖更是重要。對計算結(jié)果要能熟練校對。重點：靜定梁和靜定平面剛架的內(nèi)力圖的繪制。難點：多跨靜定梁和三鉸剛架內(nèi)力圖的繪制。4. 靜定拱（1）教學(xué)內(nèi)容三鉸拱的概念、三鉸拱的數(shù)解法以及三鉸拱合理拱軸線。（ 2）教學(xué)要求掌握對稱三鉸拱

15、在豎向荷載作用下反力和內(nèi)力的數(shù)解方法， 理解拱的特點。5靜定平面桁架（ 1）教學(xué)內(nèi)容平面桁架的計算簡圖，結(jié)點法、截面法及兩種方法的聯(lián)合應(yīng)用，組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算。（ 2）教學(xué)要求一般了解桁架的特點，理解桁架計算簡圖的假定。重點掌握結(jié)點法、截面法及兩種方法的聯(lián)合應(yīng)用，熟練掌握簡單桁架，聯(lián)合桁架的內(nèi)力計算。掌握用圖解法作簡單桁架的內(nèi)力圖，正確確定各桿內(nèi)力的數(shù)值的性質(zhì)。掌握組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算特點，分清其中的桁式桿和梁式桿。幾種典型的梁式桁架受力特點可作一般了解。重點：掌握簡單桁架，聯(lián)合桁架的內(nèi)力計算。難點：組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算。6影響線及其應(yīng)用影響線是解決移動荷載作用下結(jié)構(gòu)計算的有效工具， 要理解影響線的定義，理解影響線與內(nèi)力圖的區(qū)別。（1）教學(xué)內(nèi)容用靜力法和機動法繪制簡支梁，