《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)大綱內(nèi)容.doc

結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)大綱大綱說(shuō)明課程代碼：5125015 總學(xué)時(shí)：80學(xué)時(shí)(講課76學(xué)時(shí)，上機(jī)4學(xué)時(shí))總學(xué)分：5學(xué)分課程類(lèi)別：必修適用專(zhuān)業(yè)：土木工程專(zhuān)業(yè)（本科）預(yù)修要求：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)：結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要的技術(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，了解和掌握桿件結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和方法，熟悉各類(lèi)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和性能，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算的能力，為學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程和解決生產(chǎn)實(shí)踐中的結(jié)構(gòu)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(jì)算分析方法。 課程教學(xué)的基本要求：本課程的學(xué)習(xí)中，要密切聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生正確的分析問(wèn)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(xué)手段。計(jì)算機(jī)應(yīng)用是本課程的重要組成部分，在教學(xué)中應(yīng)予以充分重視。大綱的使用說(shuō)明：本大綱適用于土木工程本科專(zhuān)業(yè)80課時(shí)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程使用，可根據(jù)具體的課時(shí)情況作適當(dāng)?shù)脑鰟h。大綱正文第一章 緒論 學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（講課2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)；平面桿件結(jié)構(gòu)和荷載的分類(lèi)；結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖概念及確定計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則。重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)；結(jié)構(gòu)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) 結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第三節(jié) 平面桿件結(jié)構(gòu)和荷載的分類(lèi)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)方法習(xí)題：3題第二章 平面體系的幾何組成分析 學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（講課3學(xué)時(shí)，習(xí)題1學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：幾何不變體系的基本組成規(guī)律；對(duì)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(diǎn)：運(yùn)用無(wú)多余約束的幾何不變體系的三個(gè)簡(jiǎn)單組成規(guī)則分析一般體系的幾何組成。難點(diǎn)：三剛片體系中虛鉸在無(wú)窮遠(yuǎn)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(xí)題：6題第三章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)（講課8學(xué)時(shí)，習(xí)題2學(xué)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結(jié)構(gòu)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)力圖特征，合理拱軸概念及靜定結(jié)構(gòu)的基本特征。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(xí)題：16題第四章 靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算 學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)（講課6學(xué)時(shí)，習(xí)題2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：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(jì)算；圖乘法求結(jié)構(gòu)位移；線性變形體系的四個(gè)互等定理。重點(diǎn)：靜定結(jié)構(gòu)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；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(jì)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(jì)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(xí)題：10題第五章 力法 學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)（講課8學(xué)時(shí)，習(xí)題2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：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(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)、溫度改變等外因作用下用力法計(jì)算各種超靜定結(jié)構(gòu)的方法和步驟；利用對(duì)稱(chēng)性的簡(jiǎn)化計(jì)算；超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算；超靜定結(jié)構(gòu)最后內(nèi)力圖的校核。重點(diǎn)：超靜定結(jié)構(gòu)的兩個(gè)特性；力法典型方程；力法基本結(jié)構(gòu)的合理選擇；超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算。難點(diǎn)：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(jì)算步驟和舉例第六節(jié) 超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)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(duì)稱(chēng)性的利用第九節(jié) 溫度改變時(shí)超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算第十節(jié) 支座位移時(shí)超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算第十一節(jié) 超靜定結(jié)構(gòu)的特性習(xí)題：12題第六章 位移法 學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)（講課6學(xué)時(shí)，習(xí)題2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：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(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)诟鞣N外因影響下的桿端彎矩和桿端剪力；利用基本結(jié)構(gòu)建立位移法典型方程及系數(shù)、自由項(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(chēng)性的利用。重點(diǎn)：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(diǎn)：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(jì)算第四節(jié) 位移法典型方程及舉例第五節(jié) 用位移法計(jì)算連續(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) 用剪力分配法計(jì)算等高鉸結(jié)排架第八節(jié) 對(duì)稱(chēng)性的利用習(xí)題：9題第七章 力矩分配法 學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)（講課4學(xué)時(shí)，習(xí)題2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、分配系數(shù)、傳遞系數(shù)的概念；用力矩分配法計(jì)算連續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架，并繪制內(nèi)力圖。重點(diǎn)：力矩分配法的基本概念、基本原理；用力矩分配法計(jì)算連續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架。 難點(diǎn)：用力矩分配法計(jì)算連續(xù)梁和無(wú)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(jì)算多結(jié)點(diǎn)連續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架習(xí)題：6題第八章 影響線 學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)（講課6學(xué)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相應(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)圖的方法；用機(jī)動(dòng)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(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(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 學(xué)時(shí)：10學(xué)時(shí)（講課6學(xué)時(shí)，上機(jī)4學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：矩陣位移法的解題思路和步驟；單元?jiǎng)偠染仃?、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(jì)算綜合結(jié)點(diǎn)荷載的方法；矩陣位移法的計(jì)算步驟，用先處理法計(jì)算連續(xù)梁和剛架。重點(diǎn)：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(jì)算綜合結(jié)點(diǎn)荷載的方法；矩陣位移法的先處理法。難點(diǎn)：連續(xù)梁、剛架的結(jié)構(gòu)剛度矩陣的形成及計(jì)算綜合結(jié)點(diǎn)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(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃?第三節(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 結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算 學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)（講課6學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)方程的建立；單自由度結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算；多自由度結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算。重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)動(dòng)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(dòng)計(jì)算。難點(diǎn)：多自由度結(jié)構(gòu)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 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算 學(xué)時(shí)：5學(xué)時(shí)（講課5學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：穩(wěn)定計(jì)算的基本概念和計(jì)算方法重點(diǎn)：用靜力法和能量法計(jì)算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性難點(diǎn)：能量法計(jì)算穩(wěn)定性的概念和方法第一節(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 結(jié)構(gòu)的極限荷載 學(xué)時(shí)：5學(xué)時(shí)（講課5學(xué)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)算方法重點(diǎn)：極限荷載的概念和分析方法難點(diǎn)：極限荷載的計(jì)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(shí)分配表：序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課習(xí)題小計(jì)1第一章 緒論222第二章 平面體系的幾何組成分析3143第三章 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算82104第四章 靜定結(jié)構(gòu)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(dòng)力計(jì)算6611第十一章 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算5512第十二章 結(jié)構(gòu)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)的要求：由于課時(shí)過(guò)分偏少，每次課的信息量很大，因而要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，建議自學(xué)時(shí)間與課堂教學(xué)時(shí)間之比為2：1考核方式與要求：該課程學(xué)期期末進(jìn)行閉卷考核，成績(jī)?cè)u(píng)定采用期末成績(jī)及平時(shí)成績(jī)（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(shū)目：1、龍馭球、包世華主編.結(jié)構(gòu)力學(xué)教程（I、II）.北京：高等教育出版社，2002、72、楊茀