《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)大綱

《構(gòu)造力學(xué)》教學(xué)大綱大綱闡明課程代碼：5125015總課時(shí)：80課時(shí)(講課76課時(shí)，上機(jī)4課時(shí))總學(xué)分：5學(xué)分課程類別：必修合用專業(yè)：土木工程專業(yè)（本科）預(yù)修規(guī)定：高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)課程的性質(zhì)、目的、任務(wù)：構(gòu)造力學(xué)是土木工程專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是在學(xué)習(xí)理論力學(xué)和材料力學(xué)的基礎(chǔ)上，理解和掌握桿件構(gòu)造的計(jì)算原理和措施，熟悉各類構(gòu)造的受力特點(diǎn)和性能，培養(yǎng)構(gòu)造分析和計(jì)算的能力，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和處理生產(chǎn)實(shí)踐中的構(gòu)造力學(xué)問(wèn)題打好基礎(chǔ)。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握平面桿件構(gòu)造的構(gòu)成分析、靜定構(gòu)造和超靜定構(gòu)造的內(nèi)力和位移的計(jì)算分析措施。課程本課程的學(xué)習(xí)中，要親密聯(lián)絡(luò)實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)的的分析問(wèn)題的措施，注意對(duì)的理解掌握基本概念和基本措施?？紤]到課程性質(zhì)，提議采用多媒體教學(xué)手段。計(jì)算機(jī)應(yīng)用是本課程的重要構(gòu)成部分，在教學(xué)中應(yīng)予以充足重視。大綱的使用闡明：本大綱合用于土木工程本科專業(yè)80課時(shí)的構(gòu)造力學(xué)課程使用，可根據(jù)詳細(xì)的課時(shí)狀況作合適的增刪。大綱正文第一章緒論課時(shí)：2課時(shí)（講課2課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：構(gòu)造力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)；平面桿件構(gòu)造和荷載的分類；構(gòu)造計(jì)算簡(jiǎn)圖概念及確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則。重點(diǎn)：構(gòu)造力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)；構(gòu)造計(jì)算簡(jiǎn)圖概念及確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則。難點(diǎn)：確定計(jì)算簡(jiǎn)圖第一節(jié)構(gòu)造力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)第二節(jié)構(gòu)造的計(jì)算簡(jiǎn)圖第三節(jié)平面桿件構(gòu)造和荷載的分類第四節(jié)構(gòu)造力學(xué)的學(xué)習(xí)措施習(xí)題：3題第二章平面體系的幾何構(gòu)成分析課時(shí)：4課時(shí)（講課3課時(shí)，習(xí)題1課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：幾何不變體系的基本構(gòu)成規(guī)律；對(duì)體系幾何構(gòu)成的分析和鑒定；靜定構(gòu)造和超靜定構(gòu)造的幾何構(gòu)成特性。重點(diǎn)：運(yùn)用無(wú)多出約束的幾何不變體系的三個(gè)簡(jiǎn)樸構(gòu)成規(guī)則分析一般體系的幾何構(gòu)成。難點(diǎn)：三剛片體系中虛鉸在無(wú)窮遠(yuǎn)處的狀況。第一節(jié)概述第二節(jié)幾何不變體系構(gòu)成規(guī)則及體系分析舉例習(xí)題：6題第三章靜定構(gòu)造的內(nèi)力計(jì)算課時(shí)：10課時(shí)（講課8課時(shí)，習(xí)題2課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：梁、剛架的內(nèi)力計(jì)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構(gòu)造的內(nèi)力計(jì)算；結(jié)點(diǎn)法和截面法計(jì)算靜定平面架內(nèi)力；三鉸拱的受力特點(diǎn)，內(nèi)力圖特性，合理拱軸概念及靜定構(gòu)造的基本特性。重點(diǎn)：梁、剛架的內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力圖的繪制。難點(diǎn)：斜梁的內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力特點(diǎn)。第一節(jié)靜定構(gòu)造概述第二節(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)靜定組合構(gòu)造第七節(jié)靜定構(gòu)造的特性習(xí)題：16題第四章靜定構(gòu)造的位移計(jì)算課時(shí)：8課時(shí)（講課6課時(shí)，習(xí)題2課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：虛功原理；單位荷載法；構(gòu)造位移的一般公式；靜定構(gòu)造在荷載作用下及由于支座位移、溫度變化所引起的位移計(jì)算；圖乘法求構(gòu)造位移；線性變形體系的四個(gè)互等定理。重點(diǎn)：靜定構(gòu)造在荷載作用下的位移計(jì)算；尤其是圖乘法求梁和剛架的位移。難點(diǎn)：虛功原理及虛功方程；構(gòu)造位移的一般公式。第一節(jié)概述第二節(jié)虛功原理第三節(jié)構(gòu)造位移計(jì)算的一般公式第四節(jié)靜定構(gòu)造在荷載作用下的位移計(jì)算第五節(jié)圖乘法第六節(jié)靜定構(gòu)造由于支座位移、溫度變化所引起的位移第七節(jié)線性變形體系的互等定理習(xí)題：10題第五章力法課時(shí)：10課時(shí)（講課8課時(shí)，習(xí)題2課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：力法的基本原理及基本構(gòu)造的選用原則；力法方程及系數(shù)、自由項(xiàng)的物理意義；力法方程的建立、系數(shù)和自由項(xiàng)的計(jì)算；在荷載、支座移動(dòng)、溫度變化等外因作用下用力法計(jì)算多種超靜定構(gòu)造的措施和環(huán)節(jié)；運(yùn)用對(duì)稱性的簡(jiǎn)化計(jì)算；超靜定構(gòu)造的位移計(jì)算；超靜定構(gòu)造最終內(nèi)力圖的校核。重點(diǎn)：超靜定構(gòu)造的兩個(gè)特性；力法經(jīng)典方程；力法基本構(gòu)造的合理選擇；超靜定構(gòu)造的位移計(jì)算。難點(diǎn)：力法基本構(gòu)造的合理選擇。第一節(jié)超靜定構(gòu)造的概念第二節(jié)力法的基本原理第三節(jié)超靜定次數(shù)確實(shí)定與基本構(gòu)造第四節(jié)力法經(jīng)典方程第五節(jié)力法的計(jì)算環(huán)節(jié)和舉例第六節(jié)超靜定構(gòu)造的位移計(jì)算第七節(jié)超靜定構(gòu)造最終內(nèi)力圖的校核第八節(jié)對(duì)稱性的運(yùn)用第九節(jié)溫度變化時(shí)超靜定構(gòu)造的計(jì)算第十節(jié)支座位移時(shí)超靜定構(gòu)造的計(jì)算第十一節(jié)超靜定構(gòu)造的特性習(xí)題：12題第六章位移法課時(shí)：8課時(shí)（講課6課時(shí)，習(xí)題2課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：位移法的基本原理及基本構(gòu)造確實(shí)定；位移法經(jīng)典方程及系數(shù)、自由項(xiàng)的物理意義；運(yùn)用等截面桿件的轉(zhuǎn)角位移方程，確定它們?cè)诙喾N外因影響下的桿端彎矩和桿端剪力；運(yùn)用基本構(gòu)造建立位移法經(jīng)典方程及系數(shù)、自由項(xiàng)的計(jì)算；荷載作用下位移法解超靜定梁和剛架，以及對(duì)稱性的運(yùn)用。重點(diǎn)：位移法的基本原理及基本構(gòu)造確實(shí)定；荷載作用下位移法解超靜定梁和剛架。難點(diǎn)：位移法經(jīng)典方程的物理意義。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構(gòu)造第三節(jié)等截面直桿的計(jì)算第四節(jié)位移法經(jīng)典方程及舉例第五節(jié)用位移法計(jì)算持續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架第六節(jié)用位移法計(jì)算有側(cè)移剛架第七節(jié)用剪力分派法計(jì)算等高鉸結(jié)排架第八節(jié)對(duì)稱性的運(yùn)用習(xí)題：9題第七章力矩分派法課時(shí)：6課時(shí)（講課4課時(shí)，習(xí)題2課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、分派系數(shù)、傳遞系數(shù)的概念；用力矩分派法計(jì)算持續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架，并繪制內(nèi)力圖。重點(diǎn)：力矩分派法的基本概念、基本原理；用力矩分派法計(jì)算持續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架。難點(diǎn)：用力矩分派法計(jì)算持續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架。第一節(jié)力矩分派法的基本概念第二節(jié)用力矩分派法計(jì)算多結(jié)點(diǎn)持續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架習(xí)題：6題第八章影響線課時(shí)：6課時(shí)（講課6課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：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(jī)動(dòng)法)；影響線為三角形時(shí)，能確定行列荷載的最不利荷載位置及對(duì)應(yīng)的量值；簡(jiǎn)支梁絕對(duì)最大彎矩的計(jì)算和繪制其內(nèi)力包絡(luò)圖的措施；用機(jī)動(dòng)法確定持續(xù)梁內(nèi)力影響線的形狀及均布荷載的最不利分布。重點(diǎn)：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(jī)動(dòng)法)；簡(jiǎn)支梁絕對(duì)最大彎矩的計(jì)算；內(nèi)力包絡(luò)圖的概念。難點(diǎn)：用機(jī)動(dòng)法確定持續(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(jī)動(dòng)法作靜定梁影響線第四節(jié)影響線的應(yīng)用第五節(jié)簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力包絡(luò)圖和絕對(duì)最大彎矩第六節(jié)超靜定梁的影響線習(xí)題：6題第九章矩陣位移法課時(shí)：10課時(shí)（講課6課時(shí)，上機(jī)4課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：矩陣位移法的解題思緒和環(huán)節(jié)；單元?jiǎng)偠染仃?、總剛度矩陣中元素的物理意義；持續(xù)梁、剛架的構(gòu)造剛度矩陣的形成及計(jì)算綜合結(jié)點(diǎn)荷載的措施；矩陣位移法的計(jì)算環(huán)節(jié)，用先處理法計(jì)算持續(xù)梁和剛架。重點(diǎn)：矩陣位移法的基本原理和基本思緒；持續(xù)梁、剛架的構(gòu)造剛度矩陣的形成及計(jì)算綜合結(jié)點(diǎn)荷載的措施；矩陣位移法的先處理法。難點(diǎn)：持續(xù)梁、剛架的構(gòu)造剛度矩陣的形成及計(jì)算綜合結(jié)點(diǎn)荷載的措施；矩陣位移法的先處理法。第一節(jié)概述第二節(jié)局部坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃嚨谌?jié)整體坐標(biāo)下的單元?jiǎng)偠染仃嚨谒墓?jié)矩陣位移法的先處理法第五節(jié)非結(jié)點(diǎn)荷載的處理、等效結(jié)點(diǎn)荷載第六節(jié)電算程序及應(yīng)用習(xí)題：8題第十章構(gòu)造的動(dòng)力計(jì)算課時(shí)：6課時(shí)（講課6課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)方程的建立；單自由度構(gòu)造振動(dòng)計(jì)算；多自由度構(gòu)造振動(dòng)計(jì)算。重點(diǎn)：構(gòu)造動(dòng)力分析的基本概念和分析措施；單自由度構(gòu)造自由振動(dòng)計(jì)算。難點(diǎn)：多自由度構(gòu)造自由振動(dòng)計(jì)算及受迫振動(dòng)分析計(jì)算。第一節(jié)概述第二節(jié)單自由度體系的自由振動(dòng)第三節(jié)單自由度體系的受迫振動(dòng)第四節(jié)兩個(gè)自由度體系的自由振動(dòng)第五節(jié)兩個(gè)自由體系度在簡(jiǎn)諧荷載作用下的受迫振動(dòng)習(xí)題：6題第十一章構(gòu)造的穩(wěn)定性計(jì)算課時(shí)：5課時(shí)（講課5課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：穩(wěn)定計(jì)算的基本概念和計(jì)算措施重點(diǎn)：用靜力法和能量法計(jì)算構(gòu)造的穩(wěn)定性難點(diǎn)：能量法計(jì)算穩(wěn)定性的概念和措施第一節(jié)穩(wěn)定性問(wèn)題概述第二節(jié)靜力法計(jì)算體系的穩(wěn)定第三節(jié)能量法計(jì)算體系的穩(wěn)定第四節(jié)用矩陣位移法計(jì)算剛架的穩(wěn)定第十二章構(gòu)造的極限荷載課時(shí)：5課時(shí)（講課5課時(shí)）本章講授要點(diǎn)：極限彎矩、塑性鉸的概念，超靜定梁的極限荷載計(jì)算措施重點(diǎn)：極限荷載的概念和分析措施難點(diǎn)：極限荷載的計(jì)算措施第一節(jié)概述第二節(jié)極限彎矩、塑性鉸和極限狀態(tài)第三節(jié)超靜定梁的極限彎矩第四節(jié)鑒定極限荷載的一般定理課時(shí)分派表：序號(hào)內(nèi)容課時(shí)講課習(xí)題小計(jì)1第一章緒論222第二章平面體系的幾何構(gòu)成分析3143第三章靜定構(gòu)造的內(nèi)力計(jì)算82104第四章靜定構(gòu)造的位移計(jì)算6285第五章力法82106第六章位移法6287第七章力矩分派法4268第八章影響線669第九章矩陣位移法6（4）1010第十章構(gòu)造動(dòng)力計(jì)算6611第十一章構(gòu)造的穩(wěn)定性計(jì)算5512第十二章構(gòu)造的極限荷載55合計(jì)651580（注：括號(hào)中的數(shù)據(jù)為上機(jī)課時(shí)）本課程對(duì)學(xué)生自學(xué)的規(guī)定：由于課時(shí)過(guò)度偏少，每次課的信息量很大，因而規(guī)定學(xué)生做好預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提議自課時(shí)間與課堂教課時(shí)間之比為2：1考核方式與規(guī)定：該課程學(xué)期期末進(jìn)行閉卷考核，成績(jī)?cè)u(píng)估采用期末成績(jī)及平時(shí)成績(jī)（包括作業(yè)）相結(jié)合的措施，比例大概為7：3推薦教材與參照書目：1、龍馭球、包世華主編.《構(gòu)造力學(xué)教程》（I、I