結構力學教學大綱

課程名稱：構造力學課程類型：必修課學時：72學時+程序設計計算（一周）合用對象：土木

先修課程：高等數(shù)學、物理、理論力學、材料力學一、課程的性質、目的與任務以及對先開課程規(guī)定構造力學是土木專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，它與高等數(shù)學、物理、理論力學、材料力學、彈性力學、塑性力學、鋼構造學、鋼筋混凝土構造學、構造設計課有親密聯(lián)系。構造力學課程的任務是使學生學習構造分析理論，即構造（重要是桿系構造）在外因作用下的強度、剛度的計算理論，掌握桿系構造的靜力分析辦法，理解慣用構造形式的受力性能，初步學會運用構造力學的基本分析辦法分析構造設計和工程實踐中的力學問題，為后來鋼構造、鋼筋混凝土構造學、彈性力學、塑性力學及構造設計等課程的學習打基礎。培養(yǎng)構造分析和計算能力。學習構造力學需含有高等數(shù)學、物理、理論力學、材料力學的基本靜力原理和計算辦法（含計算機技能）知識。二、教學重點及難點基本概念、基本理論和計算辦法三、與其它課程的關系高等數(shù)學、物理、理論力學、材料力學是構造力學的前期準備，同時它又為后來鋼構造、鋼筋混凝土構造學、彈性力學、塑性力學及構造設計等課程的學習打基礎。四、教學內容、學時分派及其本規(guī)定第一章緒論（2學時）構造力學的任務和學習辦法，構造計算簡圖及其簡化要點，桿系構造的分類第二章幾何構造分析（3學時）基本規(guī)定：能運用基本規(guī)律鑒定體系的幾何不變性，用計算自由度概念對體系進行定性的分析重點：無多出約束的幾何不變體系的基本構成規(guī)律難點：純熟運用基本規(guī)律對體系進行分析第一節(jié)幾何構造分析的幾個概念第二節(jié)平面幾何不變體系的構成規(guī)律第三節(jié)平面桿件體系的計算自由度第三章靜定構造受力分析（12學時）基本規(guī)定：能運用截面法求任意界面的內力，并用疊加法及荷載與內力的關系作多個構造的內力圖重點：截面法、疊加法難點：純熟的運用截面法、疊加法作多個構造的內力圖第一節(jié)靜定多跨粱第二節(jié)靜定平面剛架第三節(jié)靜定平面桁架第四節(jié)組合構造第五節(jié)三鉸拱第四章靜定構造總論（2學時）基本規(guī)定：靜定構造受力分析辦法，靜定構造的普通性質，多個構造形式的受力特點，剛體虛功原理。重點：靜定構造受力分析辦法、普通性質及多個構造形式的受力特點。難點：靜定構造受力分析辦法。第一節(jié)隔離體辦法及其截取順的優(yōu)選第二節(jié)幾何構造分析與受力分析之間的對偶關系第三節(jié)零載法第四節(jié)剛體體系的虛功原理第五節(jié)靜定構造的普通性質第六節(jié)多個構造型式的受力特點第五章影響線（6學時）基本規(guī)定：移動荷載概念，影響線概念，用靜力法作簡支梁影響線，機動法作影響線，影響線的應用，簡支梁包絡圖和絕對最大彎矩。重點：影響線概念、作影響線的辦法及影響線的應用。難點：作影響線的辦法及影響線的應用。第一節(jié)移動荷載和影響線的概念第二節(jié)靜力法作簡支梁的影響線第三節(jié)結點荷載作用下梁的影響線第四節(jié)機動法作影響線第五節(jié)影響線的應用第六章位移計算（8學時）基本規(guī)定：虛功原理，單位荷載法，構造位移計算的普通公式，荷載作用下的位移計算，圖乘法，溫度作用時的位移計算、廣義位移計算、互等定理。重點：荷載作用下的位移計算，圖乘法。難點：構造位移計算的普通公式，圖乘法。第一節(jié)應用虛功原理求剛體體系的位移第二節(jié)構造位移計算的普通公式第三節(jié)荷載作用下的位移計算及算例第四節(jié)圖乘法第五節(jié)溫度作用時的位移計算第六節(jié)廣義位移計算、互等定理第七章力法（12學時）基本規(guī)定：超靜定構造的構成和超靜定次數(shù)，力法的基本概念，超靜定剛架和排架計算，超靜定桁架和組合構造，支座移動和溫度變化時的計算，超靜定構造的位移計算，超靜定構造計算的校核，對稱構造的計算。重點：力法的基本思路,解題辦法及環(huán)節(jié)。難點：力法的基本概念的理解。第一節(jié)超靜定構造的構成和超靜定次數(shù)第二節(jié)力法的基本概念第三節(jié)超靜定剛架和排架計算第四節(jié)超靜定桁架和組合構造第五節(jié)對稱構造的計算第六節(jié)超靜定拱的計算第七節(jié)支座移動和溫度變化時的計算第八節(jié)超靜定構造的位移計算第九節(jié)，超靜定構造計算的校核第八章位移法（10學時）基本規(guī)定：位移法的基本概念，等截面桿件的剛度方程，無側移剛架的計算，有側移剛架的計算，對稱構造的計算，位移法的基本體系。重點：位移法的基本概念，解題辦法及環(huán)節(jié)。難點：位移法的基本概念的理解，基本未知量的擬定。第一節(jié)位移法的基本概念第二節(jié)等截面桿件的剛度方程第三節(jié)無側移剛架的計算第四節(jié)有側移剛架的計算第五節(jié)位移法的基本體系第六節(jié)對稱構造的計算第九章漸近法（5學時）基本規(guī)定：力矩分派法的基本概念，多結點的力矩分派，對稱構造的計算，力矩分派法與位移法的聯(lián)合應用。重點：力矩分派法的基本概念，解題辦法及環(huán)節(jié)。難點：力矩分派法的基本概念的理解。第一節(jié)力矩分派法的基本概念第二節(jié)多結點的力矩分派第三節(jié)對稱構造的計算第四節(jié)力矩分派法與位移法的聯(lián)合應用

第十章矩陣位移法（10學時）基本規(guī)定：矩陣位移法概述，單元剛度矩陣，持續(xù)梁的整體剛度矩陣、剛架的整體剛度矩陣，等效節(jié)點荷載、計算環(huán)節(jié)及算例，持續(xù)梁和剛架的計算程序和操作。其中講授學時10學時。重點：單元剛度矩陣、整體剛度矩陣、等效節(jié)點荷載集成及計算環(huán)節(jié)。難點：整體剛度矩陣、等效節(jié)點荷載集成。第一節(jié)矩陣位移法概述第二節(jié)單元剛度矩陣第三節(jié)持續(xù)梁的整體剛度矩陣第四節(jié)剛架的整體剛度矩陣第五節(jié)等效節(jié)點荷載第六節(jié)計算環(huán)節(jié)及算例第七節(jié)持續(xù)梁和剛架的計算程序和操作第十一章.超靜定構造總論（2學時）基本規(guī)定：基本解法的分類超靜定構造和比較，基本解法的推廣和聯(lián)合應用，超靜定構造的特性，有關計算簡圖的補充討論。重點：基本解法的分類超靜定構造和比較，超靜定構造的特性。難點：基本解法的分類超靜定構造和比較。第一節(jié)超靜定構造基本解法的分類和合理選用第二節(jié)基本解法的推廣和聯(lián)合應用第三節(jié)超靜定構造的特性第四節(jié)有關計算簡圖的補充討論

五、參考文獻目錄這里列出某些構造力學教學用書和專項參考書，供讀者參考和選讀。學術論文均未列入。書目按早期、近期和專項三部分排列。早期教材在我國教育歷史上起過重要作用，許多地方尚有參考價值。1.早期教材[1]蔡方蔭,《普通構造學》，國立編譯館，商務印書館，1946。這是我國第一本有關靜定構造力學的中文教材，是作者在清華大學、西南聯(lián)大、南昌大學教學經(jīng)驗的結晶，計算辦法聚集甚廣，為本書的重要特色。[2]王達時，《高等構造學》，正中書局，1942。這是我國第一本有關超靜定構造力學的中文教材。[3]金濤，《超定構造解法》，著者自印自發(fā)行，1947。[4]錢令希，《超靜定構造力學》，中國科學圖書儀器公司，1951；科技衛(wèi)生出版社，1958新一版。思路清晰、簡潔而含有啟發(fā)性，是一本有特色的教材。[5]錢令希，《靜定構造學》，中國科學圖書儀器公司，1952。[6]金寶楨，《超靜定構造學》，龍門聯(lián)合書局，1951。[7]蔡方蔭，《變截面剛構分析》，中國科學圖書儀器公司，1954。[8]蔡方蔭《變截面剛構分析續(xù)編》，科學出版社，1956。[9]俞忽，《靜不定構造》，高等教育出版社，1954。[10]金寶楨、楊式德、牛寶華編，金寶楨主編，《構造力學》，高等教育出版社，第一版，1958；第二版，1964。這是一本內容豐富，取材得當，說理透徹，文字簡潔，在五、六十年代流傳較廣，影響較大的教材。[11]楊耀乾，《構造力學》，人民教育出版社，1958。[12]中南土木建筑學院構造理論教研組，《構造力學》，高等教育出版社，第一版，1958；湖南大學構造力學教研室，第二版，1965。[13]武漢水利電力學院建筑力學教研組，《構造力學》，水利電力出版社，1960。[14]鐘朋主編，《構造力學習題集》，高等教育出版社，1965。[15]龍馭球，包世華，《構造力學》上冊，高等教育出版社，1966。[16]清華大學建筑工程系（楊式德，龍馭球，包世華），《構造力學》，中國建筑工業(yè)出版社，1974。[17]Раσинович，И.M.,KypccTроuTenbноǚмeханuкucTeржнeвыxсucTeм,清華大學構造力學及鋼木構造教研室譯，高等教育出版社，1954。[18]Раσинович，И.M.,СTроuTenbнаямeханuкacTeржнeвыxсucTeм，同濟大學構造力學教研室譯,高等教育出版社,1958。[19]Πрокоφeв,И.Π.,Τеοрuясооружeнuǚ,唐山鐵道學院陳英俊等譯,商務印書館,1953;高等教育出版社,1954。[20]Жemoчкин,В.Н.,Пащeвсκий,Д.П.,Статuкасооружeнuǚ,大連工學院土木系構造教研室譯,龍門聯(lián)合民局,1953。[21]Дарков，А.B.，Kyзнецов，B.И.,Статuкасоорyжeнu?(第四版)，愈忽譯，人民鐵道出版社