結(jié)構(gòu)力學(xué)1課程教學(xué)大綱

1、結(jié)構(gòu)力學(xué)1課程教學(xué)大綱課程名稱：結(jié)構(gòu)力學(xué)（1）英文名稱：Structural Mechanics（1）課程編碼：x2071641學(xué) 時 數(shù)：64其中實踐學(xué)時數(shù)：2學(xué)時課外學(xué)時數(shù)：0學(xué)時學(xué) 分 數(shù)：4.0適用專業(yè)：土木工程一、課程簡介本課程是土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程內(nèi)容包括緒論、結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析、靜定結(jié)構(gòu)的受力分析、影響線、虛功原理及結(jié)構(gòu)位移計算、力法、位移法、漸進法及其他算法。通過結(jié)構(gòu)力學(xué)（1）課程的學(xué)習(xí),學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本原理、基本理論和基本方法，具備將工程實踐中的實際問題抽象為相應(yīng)的力學(xué)模型并運用相應(yīng)的力學(xué)計算公式進行求解的基本能力，具備解決工程實踐中相應(yīng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)

2、實際問題的基本能力，具備運用常用工程力學(xué)計算機軟件進行工程力學(xué)分析、計算的基本能力。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系表課程目標(biāo)畢業(yè)要求1、掌握平面桿系結(jié)構(gòu)分析計算的基本概念，基本原理和基本方法，提高學(xué)生的計算能力，熟練進行桿件結(jié)構(gòu)的分析計算。1.3.能夠嚴(yán)謹(jǐn)推理復(fù)雜工程問題對應(yīng)的分析模型的正確性，并能正確求解模型。2、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究打下堅實的理論基礎(chǔ)。2.1.能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別和判斷土木工程復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)。3、掌握桿系結(jié)構(gòu)計算的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器的使用方法，具備利用計算機等現(xiàn)代工具進行力學(xué)分析和計算的能力。5.1.能開發(fā)

3、、選擇和使用與土木工程相關(guān)的制圖、計算，有限元模擬與分析等方面的技術(shù)和工具。三、課程教學(xué)內(nèi)容、基本要求、重點和難點1、結(jié)構(gòu)力學(xué)研究對象和任務(wù)；結(jié)構(gòu)計算簡圖；結(jié)構(gòu)分類、荷載分類了解結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)，與其它課程的關(guān)系及常見桿件結(jié)構(gòu)的分類；熟練掌握結(jié)構(gòu)計算簡圖的概念和確定結(jié)構(gòu)計算簡圖的原則；熟練掌握桿件結(jié)構(gòu)的支座分類和結(jié)點分類；理解荷載的分類。重點：結(jié)點的受力和幾何特征難點：結(jié)構(gòu)的簡化及計算簡圖2、結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析幾何結(jié)構(gòu)的分析的幾個概念；平面桿件體系的計算自由度；平面幾何不變體系的組成規(guī)律了解必要約束和多余約束的概念。理解幾何不變體系和幾何可變體系、自由度和約束。掌握平面幾何不變體系的基本組成規(guī)律

4、及其應(yīng)用。重點：幾何不變體系的基本組成規(guī)律難點：剛片的選取及靈活應(yīng)用三個組成規(guī)律來判斷平面體系的幾何組成。3、靜定結(jié)構(gòu)受力分析靜定梁；靜定鋼架；靜定桁架；三鉸拱和靜定組合結(jié)構(gòu)；靜定結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)和受力特點熟練掌握截面內(nèi)力計算和內(nèi)力圖的形狀特征； 熟練掌握繪制彎矩圖的疊加法；應(yīng)用截面法求解靜定結(jié)構(gòu)，繪制其內(nèi)力圖；理解桁架的受力特點及按幾何組成分類。應(yīng)用結(jié)點法和截面法及其聯(lián)合應(yīng)用，會計算簡單桁架、聯(lián)合桁架即復(fù)雜桁架。熟練掌握三鉸拱的反力和內(nèi)力計算。了解三鉸拱的內(nèi)力圖繪制的步驟。理解三鉸拱合理拱軸的形狀及其特征；理解靜定結(jié)構(gòu)受力分析方法，靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)，各種結(jié)構(gòu)形式的受力特點。重點：多跨梁和剛架的

5、彎矩圖難點：分段疊加法作內(nèi)力圖和剛架的內(nèi)力計算及內(nèi)力圖。4、影響線移動荷載和影響線的概念；靜力法作簡支梁的影響線；結(jié)點荷載作用下梁的影響線；靜力法作桁架的影響線；機動法作影響線；影響線的應(yīng)用理解影響線的概念和繪制影響線的基本方法；熟練掌握用靜力法和機動法繪制靜定梁的影響線；理解連續(xù)梁影響線形狀的確定和最不利活荷載位置的確定；了解簡支梁內(nèi)力包絡(luò)圖。重點：作梁的影響線難點：桁架的影響線5、虛功原理及結(jié)構(gòu)位移計算結(jié)構(gòu)位移概念；剛體體系虛位移原理及其應(yīng)用；變形體系虛功原理和位移計算一般公式；荷載作用下位移計算；圖乘法；支座位移和溫度改變時位移計算；互等定理（1）理解實功、虛功、廣義力、廣義位移的概念；

6、理解變形體虛功原理；熟練掌握荷載產(chǎn)生的位移計算；應(yīng)用圖乘法求位移；了解溫度改變、支座移動引起的位移計算；理解互等定理。重點：靜定剛架的位移難點：根據(jù)虛功原理，采用圖乘法計算變形體系在荷載、溫度、支座沉降作用下的位移。6、力法超靜定結(jié)構(gòu)概述和力法基本概念；超靜定次數(shù)和力法典型方程；力法計算超靜定剛架；計算對稱結(jié)構(gòu)；力法計算其他超靜定結(jié)構(gòu)；支座位移和溫度改變時力法計算熟練掌握力法基本結(jié)構(gòu)的確定、力法方程的建立及其物理意義、力法方程中的系數(shù)和自由項的物理意義及其計算；熟練掌握荷載作用下的超靜定結(jié)構(gòu)計算，理解其它因素下的超靜定結(jié)構(gòu)計算；應(yīng)用力法求解梁、剛架、排架和桁架，理解力法計算其它結(jié)構(gòu)；理解半結(jié)構(gòu)

7、的取法；了解超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算及力法計算結(jié)果的校核。重點：力法計算超靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力難點：對稱性簡化7、位移法位移法的基本概念；等截面桿件的剛度方程；位移法的基本體系和典型方程；用位移法計算剛架熟練掌握位移法基本未知量和基本結(jié)構(gòu)的確定、位移法典型方程的建立及其物力意義、位移法方程中的系數(shù)和自由項的物理意義及其計算、最終彎矩圖的繪制；理解一些常用的形常數(shù)和載常數(shù)；熟練掌握由彎矩圖繪制剪力圖和軸力圖的方法；理解利用對稱性簡化計算；應(yīng)用位移法計算荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，了解其它因素下的計算；理解位移法方程有兩種建立方法：典型方程法和寫平衡方程法，熟練掌握其中一種方法，了解另一種方法。重點：

8、位移法計算剛架難點：對稱性簡化和位移法的應(yīng)用8、漸進法和其他計算方法力矩分配法的基本概念；單結(jié)點的力矩分配；多結(jié)點的力矩分配；無剪力分配法熟練掌握力矩分配法的基本概念與連續(xù)梁和無側(cè)移剛架的計算；了解用力矩分配法計算有側(cè)移剛架；應(yīng)用無剪力分配法計算。重點：力矩分配法的計算連續(xù)梁和無側(cè)移剛架難點：力矩分配法和位移法的聯(lián)合應(yīng)用四、教學(xué)方式及學(xué)時分配序號主要內(nèi)容主要教學(xué)方式學(xué)時分配輔導(dǎo)答疑比例一緒論講授22:1二結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析講授+練習(xí)42:1三靜定結(jié)構(gòu)的受力分析講授+練習(xí)+實訓(xùn)16+22:1四影響線講授+練習(xí)82:1五虛功原理與結(jié)構(gòu)位移計算講授+練習(xí)82:1六力法講授+練習(xí)102:1七位移法講授

9、+練習(xí)82:1八漸進法及其他算法講授+練習(xí)62:1五、課程其他教學(xué)環(huán)節(jié)要求2學(xué)時上機實踐，上機內(nèi)容為結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器的應(yīng)用，要求詳見相關(guān)實踐教學(xué)大綱。六、本課程與其他課程的聯(lián)系先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，理論力學(xué)，材料力學(xué) 后續(xù)課程：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程結(jié)構(gòu)抗震七、建議教材及教學(xué)參考書目結(jié)構(gòu)力學(xué)I：基本教程，龍馭球、包世華主編，高等教育出版社，2012年8月。結(jié)構(gòu)力學(xué)(上)，李廉錕主編，高等教育出版社，2017年7月。結(jié)構(gòu)力學(xué)，李延強、楊學(xué)堂主編，上海交通大學(xué)出版社，2017年。結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題精解，樊友景主編，中國建筑工業(yè)出版社，2004年9月。八、課程考核方式與成績評定辦法 本課程