《结构力学教案》
工业大学教案
学院土木工程学院
系别建筑工程系
课程名称结构力学M 授课对象
主讲教师
职称助教
课程学时 96学时
教案编写时间：XX
注：1、本页内容针对所讲授课程的总体情况填写；
2、预留版面不够可另附页。
注：各栏大小可根据需要进行调整。
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结构力学位移法整理.
同济大学朱慈勉结构力学第7章位移法习题答案 7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。 (a) (b) (c) 1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移 (d) (e) (f) 3个角位移，1个线位移2个线位移3个角位移，2个线位移 (g) (h) (i) 一个角位移，一个线位移一个角位移，一个线位移三个角位移，一个线位移
7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其内力图。 (a) 解：（1）确定基本未知量和基本结构 有一个角位移未知量，基本结构见图。 Z 1M 图 2 13 ql p M 图 （2）位移法典型方程 11110 p r Z R += （3）确定系数并解方程 i ql Z ql iZ ql R i r p 240 3 1831 ,82 12 12 111= =-∴-== （4）画M 图 M 图 l l l q
(b) 解：（1）确定基本未知量 1个角位移未知量，各弯矩图如下 1Z =1M 图 3 EI p M 图 （2）位移法典型方程 1111 0p r Z R += （3）确定系数并解方程 1115 ,352 p r EI R = =- 1 53502E I Z -= 114Z EI = （4）画M 图 () KN m M ?图 4m 4m 4m
解：（1）确定基本未知量 一个线位移未知量，各种M 图如下 1M 图 243 EI 243 EI 1243 EI p M 图 F R （2）位移法典型方程 11110 p r Z R +=（3）确定系数并解方程 1114 ,243 p p r EI R F = =- 14 0243 p EIZ F -= 12434Z EI = （4）画M 图 94 M 图 6m 6m F P 4
结构力学课程教学改革
结构力学课程教学改革 摘要：文章通过阐述笔者在“结构力学”课程教学中所遇到的一些问题，并针对这些问题在教学内容、教学方式等方面进行了思考，最后对课程的教学改革提出了自己的一些看法。 关键词：结构力学；教学方法；教学改革 前言 结构力学是高校土木工程专业最重要的一门专业基础课之一，在整个土木工程专业教学中不但具有承上启下的核心地位，而且贯穿于整个专业学习的过程。结构力学的先修课包括高等数学、线性代数、计算机基础知识、工程力学等，作为土木工程学科主要的专业基础课之一，它是联系基础力学课程与工程设计课程的纽带，是从力学基本理论过渡到工程实际应用的重要桥梁。结构力学课程的教学质量直接决定了后续钢筋混凝土结构设计原理、钢结构、地基基础和抗震结构设计、以及课程设计和毕业设计等课程的教学效果，同时也是学生今后在设计或施工工作中解决工程问题的基础。因此，想要学生将大学的专业课程学习扎实，结构力学这门课程必须学好，这就对我们结构力学的教室提出了更高的要求。本人在结构力学的教学过程中，发现了一些教学上所存在的问题，文章将从这些问题着手，提出一些解决问题的方法，并对该课程的教学的改革提出几点自己的见解。 一、结构力学教学中存在的问题 （一）课时少 在教育部大力推行“大土木”专业背景下，学生的课程数量大幅
增加，导致各专业课分配到的课时不可避免的减少，结构力学也不例外。而结构力学是一门专业基础课，主要研究杆系结构的内力和变形，具有内容较多，理论性强，概念较为抽象，解决问题的思路多样化等特点。有很多重要的内容必须细细讲授，要耗费大量课时，课时少与内容多的矛盾相当突出。因此，必须增加结构力学课程的学时。 （二）内容繁琐、零乱 在目前的结构力学的培养方案中，有一些内容较为繁琐、零乱。例如在理论力学中，桁架杆的内力计算已经被讲授过，而结构力学又要重新再讲一次，内容得不到很好的衔接，导致学生上课一头雾水。而像矩阵位移法这类本科学生今后在工作中很少被运用到的内容，大纲却要求重点讲授，不仅浪费课时，也浪费学生学习的精力。因此，教学内容改革势在必行。 （三）内容抽象 结构力学研究计算的是结构在各种效应作用下的响应，包括内力的计算及位移的计算。由于内力看不见，摸不着，学生在学习的过程中缺乏感性的认识，学生很容易将内力等概念混淆，造成对知识点的模糊。且由于课程的内容抽象，这就造成学生在接触到这门课程时容易产生畏难情绪，再者由于学生在学习过程中没有明确的目的性，“怎样去学习”、“知识点该如何运用”、“如何分析力学模型”等问题普遍存在，导致学生不能学以致用，自然而然缺乏对结构力学这门理论性较强的课程的学习兴趣。学生学习后不知道学习结构力学对今后工作有何帮助。
结构力学复习要点教案资料
近几年交大结力真题分析~（个人总结）一：平面体系的几何组成分析，经常与桁架一起出题，顺便求其内力 二：已知受力，绘制弯矩剪力图 三：静定结构位移计算，一般加有弹簧或者移动支座四：力法，一般都是对称的图形，让你利用对称性五：位移法，还是对称，一般都有条黑线（EI无限大），难点就在于刚体只能平动和转动，而转动的时候会引起转角……还得靠你自己去练习，掌握了一点都不难。 六：影响线，不多说了，送分题 七：直接画出某超静定结构的内力图，表面上是画图，其实是多次利用力矩分配法，对刚结点的弯矩多次分配，画出简图，看似容易的题，其实是得分率最低的题，因此，大家必须多练习，熟练掌握力矩分配法！ 好多欲考土建的研友都纠结与结构力学该如何复习，下面我将自己的经历写下来，希望对土建人有所帮助，尤其是跨考土建的同学。 一、谈谈跨考土建。 我是跨考土建，而且跨度较大，之前只学过材料力学。我想考的专业要求是结构力学，对于这个没接触过的学科真的有些发憷，但是我觉得这不是问题，各位应该有同样的感觉吧——本科课程都是一周就可以突击考试，上课也不听，所以自学完全可以达到预期效果，只是付出要多一些。 二、结构力学的学习 接触一门从未有印象的学科，克服心理上的障碍最重要，当时把指定书目（李廉锟版）结构力学认真学了一遍，发现什么都不会，例题勉强看的懂，课后习题干脆都不会，我也想过是否继续，为了心仪的专业，就豁出去了。第一遍学校课本用了2个月，期间困难很大，到本校的土木学院找老师帮忙，结构力学老师居然退休了。。。我靠，整个学校没有结构力学老师，我日！没办法，硬头皮自学。 6月份时发生了一个转折点，那就是选到了一遍优秀的练习册。我当时想买一本练习册，
结构力学教案--力法3
15.3 力法的计算步骤和示例（二） 一次超静定钢架 【例】作图 (a)所示连续梁的内力图。EI 为常数。 【解】(1) 选取基本结构 此结构为一次超静定梁。将B 点截面用铰来代替，以相应的多余未知力X1代替原约束的作用，其基本结构如图 (b)所示。 (2) 建立力法方程 位移条件：铰B 两侧截面的相对转角应等于原结构B 点两侧截面的相对转角。由于原结构的实际变形是处处连续的，显然同一截面两侧不可能有相对转动或移动，故位移条件为B 点两侧截面相对转角等于零。由位移条件建立力法方程如下 δ11X1+Δ 1P=0 (3) 计算系数和自由项 分别作基本结构的荷载弯矩图MP 图和单位弯矩图M1图，如图19.13(c)、(d)所示。 利用图乘法求得系数和自由项分别为 (4) 求多余未知力 将以上系数和自由项代入力法方程，得 (5) 作内力图 ① 根据叠加原理作弯矩图，如图 (e)所示。 ② 根据弯矩图和荷载作剪力图，如图 (f)所示 11212(11)233l l EI EI δ=???= 2 1(32)48P P ql l EI +?=- 2 112(32)0348(32)32 l P ql l X EI EI P ql l X +-=+=
15.3 力法的计算步骤和示例（三） 铰接排架 【例】计算图 (a) 所示排架柱的内力，并作出弯矩图。 【解】(1) 选取基本结构 此排架是一次超静定结构，切断横梁代之以多余未知力X1得到基本结构如图 (b)所示。 (2) 建立力法方程 δ11X1+Δ 1P=0 (3) 计算系数和自由项 分别作基本结构的荷载弯矩图MP 图和单位弯矩图M1图如图 (c)、(d)所示。 利用图乘法计算系数和自由项分别如下 (4) 计算多余未知力 将系数和自由项代入力法方程，得 解得 X1=-5kN (5) 作弯矩图 按公式M=M1X1+MP 即可作出排架最后弯矩图如图 (e)所示。 13521760 033X EI EI +=
结构力学教案-力法1
15.1 力法：超静定次数的确定 本章主要介绍超静定结构的计算方法——力法。介绍如何选择力法的基本结构、建立力法典型方程，以求出超静定结构的内力图。重点掌握力法的基本原理、基本结构的选择方法和力法解超静定结构的三方面因素。同时对一些特殊结构，如：对称结构、两铰拱等也作了基本的介绍。 超静定结构中多余约束的数目称为超静定次数。判断超静定次数可以用去掉多余约束使原结构变成静定结构的方法进行。去掉多余约束的方式一般有以下几种： (1) 去掉一根支座链杆或切断一根链杆等于去掉一个约束。 (2) 去掉一个铰支座或拆去联结两刚片的单铰等于去掉两个约束。 (3) 将固定端支座改成铰支座，或将刚性联结改成单铰联结，等于去掉一个约束。
(4) 去掉一个固定端支座或切开刚性联结等于去掉三个约束。 按所去掉的约束数目可以很简便地算出结构的超静定次数。如从原结构中去掉n 个约束结构就成为静定的，则原结构称为n次超静定结构。 15.2.1 力法的基本原理 图19.7(a)所示为一次超静定梁，EI为常数。图中虚线表示梁在受力后的弹性变形情况。由图中可见梁A端的线位移及角位移为零，B端竖向位移也为零。现拆去多余约束B端的支座链杆并用多余未知力X1代替B端的约束对原结构的作用，得到如图19.7(b)所示静定梁。这种去掉多余约束后所得到的静定结构，称为原结构的基本结构，待求的多余未知力X1为力法的基本未知量。 基本结构在B端不再受约束限制，因此在外力P作用下B点竖向位移向下（图19.7(c)），在X1作用下B点竖向位移向上(图19.7(d))。显然在二者共同作用下B点竖向位移将随X1的大小不同而异，由于X1是取代了被拆去约束对原结构的作用，因此基本结构的变形位移状态应与原结构完全一致，即B点的竖向位移Δ1必须为零，也就是说基本结构在已知荷载 与多余未知力X1共同作用下；在拆除约束处沿多余未知力X1作用方向产生的位移应与原
《结构力学》课程教学大纲(精)
《结构力学》课程教学大纲 课程编号：L263009 课程类别：专业基础课学分数： 5 学时数：80 适用专业：土木工程应修基础课程：《材料力学》、《理论力学》 一、本课程的地位和作用 本课程是土木工程专业技术平台课程中的一门基础课程。通过本课程的教学使学生掌握结构力学的基本原理、基本理论和基本方法，具备将工程实践中的实际问题抽象为相应的力学模型并运用相应的力学计算公式进行求解的基本能力，具备解决工程实践中相应的结构力学实际问题的基本能力，具备运用常用工程力学计算机软件进行工程力学分析、计算的基本能力。 二、本课程的教学目标 在学习理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握平面杆系结构分析计算的基本概念，基本原理和基本方法，了解各类结构的受力性能，为学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础，培养结构分析与计算等方面的能力。 三、课程内容和基本要求 第一章绪论 1、教学基本要求 （1）了解结构力学的任务，与其它课程的关系及常见杆件结构的分类； （2）熟练掌握结构计算简图的概念和确定结构计算简图的原则； （3）熟练掌握杆件结构的支座分类和结点分类； （4）理解荷载的分类。 2、教学内容 （1）结构力学研究对象和任务 （2）Δ结构计算简图 （3）Δ结构分类 （4）荷载分类 第二章体系几何组成分析 1、教学基本要求 （1）理解几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念； （2）熟练掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则； （3）应用规则分析常见体系的几何组成； （4）理解结构的几何特性与静力特性的关系。
2、教学内容 （1）几何组成分析目的 （2）*运动自由度概念 （3）Δ几何不变体系简单组成规则 （4）Δ几何组成分析示例 （5）静定结构和超静定结构 第三章静定结构内力分析 1、教学基本要求 （1）熟练掌握截面内力计算和内力图的形状特征； （2）熟练掌握绘制弯矩图的叠加法； （3）应用截面法求解静定结构，绘制其内力图； （4）理解桁架的受力特点及按几何组成分类。应用结点法和截面法及其联合应用，会计算简单桁架、联合桁架即复杂桁架。 （5）熟练掌握三铰拱的反力和内力计算。了解三铰拱的内力图绘制的步骤。理解三铰拱合理拱轴的形状及其特征； （6）理解静定结构受力分析方法，静定结构的一般性质，各种结构形式的受力特点。 2、教学内容 （1）Δ静定梁 （2）Δ*静定钢架 （3）*三铰拱 （4）Δ静定桁架和静定组合结构 （5）静定结构基本性质和受力特点 第四章虚功原理和结构位移计算 1、教学基本要求 （1）了解温度改变、支座移动引起的位移计算； （2）理解变形体虚功原理和互等定理； （3）理解实功、虚功、广义力、广义位移的概念； （4）熟练掌握荷载产生的位移计算； （4）应用图乘法求位移。 2、教学内容
结构力学(二)教案
第一章绪论 §1-1 结构力学的研究对象和任务 一、结构的定义:由基本构件（如拉杆、柱、梁、板等）按照合理的方式所组成的构件的体系，用以支承荷载并传递荷载起支撑作用的部分。 注：结构一般由多个构件联结而成，如：桥梁、各种房屋（框架、桁架、单层厂房）等。最简单的结构可以是单个的构件，如单跨梁、独立柱等。 二、结构的分类：由构件的几何特征可分为以下三类 1．杆件结构——由杆件组成，构件长度远远大于截面的宽度和高度，如梁、柱、拉压杆。2．薄壁结构——结构的厚度远小于其它两个尺度，平面为板曲面为壳，如楼面、屋面等。3．实体结构——结构的三个尺度为同一量级，如挡土墙、堤坝、大块基础等。 三、课程研究的对象 ?材料力学——以研究单个杆件为主 ?弹性力学——研究杆件（更精确）、板、壳、及块体（挡土墙）等非杆状结构 ?结构力学——研究平面杆件结构 四、课程的任务 1．研究结构的组成规律，以保证在荷载作用下结构各部分不致发生相对运动。探讨结构的合理形式，以便能有效地利用材料，充分发挥其性能。 2．计算由荷载、温度变化、支座沉降等因素在结构各部分所产生的内力，为结构的强度计算提供依据，以保证结构满足安全和经济的要求。 3．计算由上述各因素所引起的变形和位移，为结构的刚度计算提供依据，以保证结构在使用过程中不致发生过大变形，从而保证结构满足耐久性的要求。 §1-2 结构计算简图 一、计算简图的概念：将一个具体的工程结构用一个简化的受力图形来表示。 选择计算简图时，要它能反映工程结构物的如下特征： 1．受力特性（荷载的大小、方向、作用位置） 2．几何特性（构件的轴线、形状、长度） 3．支承特性（支座的约束反力性质、杆件连接形式） 二、结构计算简图的简化原则 1．计算简图要尽可能反映实际结构的主要受力和变形特点 ．．．．．．．．．．．．．．，使计算结果安全可靠； 2．略去次要因素，便于 ．．。 ．．分析和 ．．．计算 三、结构计算简图的几个简化要点 1．实际工程结构的简化：由空间向平面简化 2．杆件的简化：以杆件的轴线代替杆件 3．结点的简化：杆件之间的连接由理想结点来代替 （1）铰结点：铰结点所连各杆端可独自绕铰心自由转动，即各杆端之间的夹角可任意改变。不存在结点对杆的转动约束，即由于转动在杆端不会产生力矩，也不会传递力矩，只能传递
结构力学教案位移法和力矩分配法
§7-6 用位移法计算有侧移刚架 例1.求图(a)所示铰接排架的弯矩图。 解：（1）只需加一附加支杆，得基本结构如图(b)所示，有一个基本未知量Z 1。 （2）0 1111=+P R Z r （3）求系数和自由项 2211123l i l i r ==∑ ql R P 4 3 1-= （4）代入方程求未知量 i ql Z 163 1= （5）绘制弯矩图 例2.用位移法计算图(a)所示刚架，并绘M 图 解：（1）此刚架具有一个独立转角Z 1和一个独立线位移Z 2。在结点C 加入一个附加刚臂和附加支杆， 便得到图(b)所示的基本结构。 （2）建立位移法方程 01212111=++P R Z r Z r 02222121=++P R Z r Z r （3）求各系数和自由项 i i i r 73411=+=， i r r 5.12112-== 16 15434122222i i i r = += 01=P R kN ql R P 60308 3 2-=--= （4）求未知量 Z 87.201=，Z 39.972= （5）绘制弯矩图
例3.用直接平衡法求刚架的弯矩图。 解：（1）图示刚架有刚结点C 的转角Z 1和结点C 、D 的水平线位移Z 2两个基本未知量。设Z 1顺时针方向转动，Z 2向右移动。 （2）求各杆杆端弯矩的表达式 3421+-=Z Z M CA 3221--=Z Z M AC 13Z M CD = 25.0Z M BD -= （3）建立位移法方程 有侧移刚架的位移法方程，有下述两种： Ⅰ.与结点转角Z 1对应的基本方程为结点C 的力矩平衡方程。 ∑=0C M ， 037021=+-?=+Z Z M M CD CA Ⅱ.与结点线位移Z 2对应的基本方程为横梁CD 的截面平衡方程。 ∑=0 x F ， 0 =+DC CA Q Q 取立柱CA 为隔离体(图(d))，∑=0A M ， 33 1 216262121-+-=--- =Z Z ql Z Z Q CA 同样，取立柱DB 为隔离体（(e))，∑=0B M ， 2212 1 65.0Z Z Q DB =--= 代入截面平衡方程得 0312 5 012133121221=-+-?=+-+-Z Z Z Z Z （4）联立方程求未知量 Z 1=0.91 Z 2=9.37 （5）求杆端弯矩绘制弯矩图 将Z 1、Z 2的值回代杆端弯矩表达式求杆端弯矩作弯矩图。 例4.计算图(a)所示结构C 点的竖向位移。 解：解法（一）——用典型方程求解 （1）确定基本未知量。变截面处C 点应作为刚结点，加刚臂及支杆得位移法基本结构如图(b) 所示。其中未知量是C 点角位移Z 1和C 点的竖向线位移Z 2。 （2）位移法典型方程 01212111=++P R Z r Z r 02222121=++P R Z r Z r （3）求各系数和自由项 i i i r 128411=+=， l i l i l i r r 66122112-=+- == 22222361224l i l i l i r =+= , 01=P R , ql R P -=2
结构力学教学大纲
结构力学教学大纲 《结构力学》课程教学大纲课程名称:结构力学 英文名称:Structural Mechanics 课程编号:060111 学时数:60 其中实验学时数:0 课外学时数:0 学分数:6.0 适用专业:交通工程专业(专业基础必修课) 一、课程的性质、目的和任务 《结构力学》是土木工程专业的主要专业基础课，在专业学习中占有重 要的地位。 通过本课程的学习，使学生掌握平面杆件结构分析计算的基本概念、基 本原理和基本方法，了解各类结构的受力性能，为学生学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础，为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础，培养结构工程分析与计算等方面的能力。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 第1章绪论 1.1 结构力学的研究对象和任务 了解结构力学的研究对象和基本内容。 1.2荷载的分类 了解荷载的分类。 1.3 结构的计算简图 掌握计算简图的绘制原则;掌握简图的简化要点。 1.4 支座和结点的类型
1.5 结构的分类 熟悉杆件结构的分类。 第2章平面体系的机动分析 2.1 概述 理解几何组成分析的目的，分清几何不变体系和几何可变体系。 2.2 平面体系的计算自由度 理解掌握自由度和联系的概念。 2.3 几何不变体系的基本组成规则 熟练掌握平面几何不变体系的基本组成规则及其应用;正确、灵活地运 用基本规则对一般体系进行几何构造分析。 2.4 瞬变体系 了解瞬变体系的概念。 2.5 机动分析示例 2.6几何构造与静定性的关系 理解体系的几何组成与静定性的关系。 【重点】平面杆件体系的几何组成规律。 【难点】运用几何组成规律进行体系几何组成分析。第3章静定梁与静定刚架 3.1单跨静定梁 正确运用截面法和内力微分关系求解静定梁在荷载作用下的支座反力 和内力。 3.2 多跨静定梁 熟练掌握静定多跨梁的所有支座反力和内力的计算。【重点】判断基本部分和附属部分，求解内力的顺序。
最新南华大学结构力学教案
教案 2013 ~ 2014 学年第 1 学期 课程名称结构力学 开课学院城市建设学院 开课教研室建筑工程 授课教师彭楚澌 职称助教 授课班级本土木12级5、6、7、8班学生人数 南华大学教务处制
授课题目（章节或主题）绪论 授课时间2013年10月15日，第7周，星期二第7-8节，第 1次课授课时数2学时 教学课型理论课√实验课□习题课□讨论课□实习（践）课□其它□ 教学目标与要求： 了解结构力学的任务，与其它课程的关系及常见杆件结构的分类，掌握结构计算简图的概念和确定结 构计算简图的原则。 主要知识点、重点与难点： 1.1 结构力学的研究内容 1.2 结构力学的学习方法 1.3 计算简图的简化 重点：了解本课程的学习目的、特点和学习方法 难点：无 教学过程设计（包括讲授内容、教学方法、时间分配、教学媒体选用、板书、互动设计等）： 一、前导：概述本学期对本课程的总体安排，导入新课。 二、讲授知识点、重点与难点 结构力学的研究对象、任务和学习方法（8分钟） 结构计算简图的概念（22分钟） 支座的形式与分类；结点的形式与分类（20分钟） 杆件结构的形式与分类（15分钟） 荷载的性质与分类（10分钟） 教学方法以讲授为主，结合多媒体课件，互动交流等教学方法为一体来理解教学内容。板书标题、各 知识点与重点、难点等。 教学小结、复习思考及作业题布置： 学习本章内容时，学生应采取积极的学习态度，将本章内容与先修课程紧密联系起来，通过学习本章内容解决先修课程中存在的疑问。
授课题目（章节或主题）第二章平面体系的几何组成分析 授课时间2013年10月17日，第7周，星期四第5-6节，第2次课授课时数每次2学时教学课型理论课√实验课□习题课□讨论课□实习（践）课□其它□ 教学目标与要求： 领会几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念，掌握无多余约 束的几何不变体系的几何组成规则，及常见体系的几何组成分析，领会结构的几何特性与静力特性的关系。主要知识点、重点与难点： 2.1 几何组成分析的目的、几何不变体系和几何可变体系 2.2 自由度和约束的概念 重点：自由度的计算 难点：自由度的计算 教学过程设计（包括讲授内容、教学方法、时间分配、教学媒体选用、板书、互动设计等）：组成几何不变体系的条件（10分钟） 刚片（8分钟） 自由度（15分钟） 平面刚片系的自由度和约束（5分钟） 自由度计算（20分钟） 例题讲解（15分钟） 教学方法以讲授为主，采用现代化多媒体与传统教学方式相融合，结合多媒体课件，互动交流等教学 方法为一体来理解教学内容。板书标题、各知识点与重点、难点等。 教学小结、复习思考及作业题布置： 习题2-1，2-4，2-9（10/20前完成）
结构力学教案
第1章绪论 一、本章的教学目标及基本要求 （1）了解结构力学课程的性质和讨论的内容。 （2）了解杆件结构分类。 （3）了解选取结构计算的原则；初步了解杆件结构怎样简化为计算简图。 （4）了解结构力学的学习方法。 二、本章各节教学内容及学时分配 §1-1 结构力学的研究对象和任务 （2学时） §1-2 杆件结构的计算简图 §1-3 平面杆件结构的分类 三、本章教学内容的重点和难点 重点是掌握杆件结构常见支座和结点的基本类型及其计算简图的变形和受力特点。 难点是怎样将实际结构简化为计算简图。 四、本章教学内容的深化和拓宽 适当介绍结构力学课程在土木工程专业教学计划中的地位和作用以及与后继专业课程的关系，以激发学生对本课程的重视和学习兴趣。 五、本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 用多媒体课件介绍典型的房屋和桥梁工程结构，包括我国古代的和现代的一些伟大建筑物特点。以增强学生的民族自蒙感和社会责任感。 六、本章的主要参考书目 （一）结构力学（Ⅰ）龙驭球包世华主编，高等教育出版社，2001年1月 （二）结构力学赵更新编，中国水利水电出版社，2004年4月 （三）结构力学（上）李廉锟主编，高等教育出版社，1996年5月 （四）结构力学（上）吴德伦主编，重庆大学出版社，1994年 （五）结构力学（上）张来仪景瑞主编，中国建筑工业出版社，1997年 （六）结构力学辅导—概念·方法·题解赵更新编，中国水利水电出版社，2001年七、各课时单元授课教案的具体内容 §1-1 结构力学的研究对象和任务 一、结构及按几何特征分类 1、杆件结构 2、薄壁结构 3、实体结构 二、结构力学的研究对象 三、结构力学的任务 §1-2 杆件结构的计算简图
结构力学思考题答案教案资料
1、结构的动力特性一般指什么？ 答：结构的动力特性是指：频率（周期）、振型和阻尼。动力特性是结构固有的，这是因为它们是由体系的基本参数（质量、刚度）所确定的、表征结构动力响应特性的量。动力特性不同，在振动中的响应特点亦不同。 2、什么是阻尼、阻尼力，产生阻尼的原因一般有哪些？什么是等效粘滞阻尼？ 答：振动过程的能量耗散称为阻尼。 产生阻尼的原因主要有：材料的内摩擦、构件间接触面的摩擦、介质的阻力等等。当然，也包括结构中安装的各种阻尼器、耗能器。 阻尼力是根据所假设的阻尼理论作用于质量上用于代替能量耗散的一种假想力。粘滞阻尼理论假定阻尼力与质量的速度成比例。 粘滞阻尼理论的优点是便于求解，但其缺点是与往往实际不符，为扬长避短，按能量等效原则将实际的阻尼耗能换算成粘滞阻尼理论的相关参数，这种阻尼假设称为等效粘滞阻尼。 3、采用集中质量法、广义位移法（坐标法）和有限元法都可使无限自由度体系简化为有限自由度体系，它们采用的手法有何不同？ 答：集中质量法：将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上，认为其他地方没有质量。质量集中后，结构杆件仍具有可变形性质，称为“无重杆”。 广义坐标法：在数学中常采用级数展开法求解微分方程，在结构动力分析中，也可采用相同的方法求解，这就是广义坐标法的理论依据。所假设的形状曲线数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。考虑了质点间均匀分布质量的影响（形状函数），一般来说，对于一个给定自由度数目的动力分析，用理想化的形状函数法比用集中质量法更为精确。 有限元法：有限元法可以看成是广义坐标法的一种特殊的应用。一般的广义坐标中，广义坐标是形函数的幅值，有时没有明确的物理意义，并且在广义坐标中，形状函数是针对整个结构定义的。而有限元法则采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标，且形函数是定义在分片区域的。在有限元分析中，形函数被称为插值函数。 综上所述，有限元法综合了集中质量法和广义坐标法的特点： (l) 与广义坐标法相似，有限元法采用了形函数的概念。但不同于广义坐标法在整体结构上插值（即定义形函数），而是采用了分片的插值，因此形函数的表达式（形状）可以相对简单。 (2) 与集中质量法相比，有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量，具有直接、直观的优点，这与集中质量法相同。 4、直接动力平衡法中常用的有哪些具体方法？它们所建立的方程各代表什么条件？ 答：常用方法有两种：刚度法和柔度法。刚度法方程代表的是体系在满足变形协调条件下所应满足的动平衡条件；而柔度法方程则代表体系在满足动平衡条件下所应满足的变形协调条件。 5、刚度法与柔度法所建立的体系运动方程间有何联系？各在什么情况下使用方便？ 答：刚度法与柔度法建立的运动方程在所反映的各量值之间的关系上是完全一致的。由于刚度矩阵与柔度矩阵互逆，刚度法建立的运动方程可转化为柔度法建立的方程。一般来，对于单自由度体系，求[δ]和求[k]的难易程度是相同的，因为它们互为倒数，都可以用同一方法求得，不同的是一个已知力求位移，一个已知位移求力。对于多自由度体系，若是静定结构，一般情况下求柔度系数容易些，但对于超静定结构就要根据具体情况而定。若仅从建立运动方程来看，当刚度系数容易求时用刚度法，柔度系数容易求时用柔度法。 6、计重力与不计重力所得到的运动方程是一样的吗？ 答：如果计与不计重力时都相对于无位移的位置来建立运动方程，则两者是不一样的。但如果计重力时相对静力平衡位置来建立运动方程，不计重力仍相对于无位移位置来建立，
结构力学授课教案
第八章位移法 本章的问题： A.什么是位移法的基本未知量？ B.为什么求内力时可采用刚度的相对值，而求位移时则需采用刚度的真值？ C.在力法和位移法中，各以什么方式来满足平衡条件和变形连续条件？ D.位移法的基本体系和基本结构有什么不同？它们各自在位移法的计算过程 中起什么作用？ E.直接平衡法和典型方程法有何异同？ F.力法和位移法的优缺点？ G.在位移法中如何运用结构的对称性？ §8-1位移法概述 对图8-1所示单跨梁，象力法[例题7-4]-[例题 7-6]那样进行求解，从而可建立表8-1所示杆端内力。需要指出的是，对于斜杆除表中所示弯矩、剪力外，还有轴力。 由位移引起的杆端内力称为“形常数”（shape constant）。由“广义荷载”产生的杆端 内力称为“载常数”（load constant），其中外荷载产生的杆端内力称为固端内力（internal force of fixed-end）。杆端内力的符号及正、负规定见第3章。 两端固定一固一铰一固一定向 图8-1 位移法基本单跨梁示意图 * 序号计算简图 及 挠度图 弯矩图 固端弯矩固端剪力 AB M BA M AB F Q BA F Q 1 两端固定 线位移2 6 l EI - 2 6 l EI - 3 12 l EI 3 12 l EI 2 两端固定 转角l EI 4 - l EI 2 - 2 6 l EI 2 6 l EI
P。
14 一固一定向 定向端集中力 2 P l F - 2 P l F - P F P F 15 两端固定 温差 h EIt α 2- h EIt α 2 0 0 16 一固一铰 温差 h EIt α 3- hl EIt α 3 hl EIt α 3 A B l EI q M F P 。 序号 计算简图 及 挠度图 弯矩图 固端弯矩 固端剪力 AB M BA M AB F Q BA F Q 17 一固一定向 温差 h EIt α 2- h EIt α 2 0 0 18 两端固定斜杆 满跨均布 122 ql - 12 2 ql αcos 2 ql αcos 2 ql - 19 两端固定斜杆 跨中集中力 8P l F - 8P l F αcos 2 P F αcos 2 P F - 20 一固一铰斜杆 满跨均布 8 2 ql - 0 αcos 8 5ql αcos 8 3ql - 21 一固一铰斜杆 跨中集中力 16 3P l F - 0 αcos 16 11P F αcos 16 5P F - 22 一固一定向斜杆 满跨均布 122 ql - 12 2 ql αcos 2 ql αcos 2 ql - P 有了表8-1，则图8-2 所示的两端固定单跨梁，利用形、载常数和叠加原理可得杆端内力。例如A 端杆端弯矩为 F 432212 2646AB AB M l EI l EI l EI l EI M ++-+ = ???? （a ） A 端杆端剪力为 图8-2单跨梁杆段位 移和荷载作用 A B 3 ?4 ?2?1 ?
结构力学教案_第6章_位移法
第6章 位移法 6.2等截面直杆的转角位移方程 一、为什么要研究等截面直杆的转角位移方程 1、位移法是以等截面直杆（单跨超静定梁）作为其计算基础的。 2、等截面直杆的杆端力与荷载、杆端位移之间恒具有一定的关系——“转角位 移方程 ” 。 3、渐近法中也要用到转角位移方程。 二、杆端力的表示方法和正负号的规定 1、弯矩：M AB 表示AB 杆A 端的弯矩。对杆端而言，顺时针为正，逆时针为 负；对结点而言，顺时针为负，逆时针为正。 2、剪力：Q AB 表示AB 杆A 端的剪力。正负号规定同“材力”。 3、固端弯矩、固端剪力：单跨超静定梁仅由于荷载作用所产生的杆端弯矩称 为固端弯矩，相应的剪力称为固端剪力。用M AB 、M BA 、Q AB 、Q BA 表示。 三、两端固定梁的转角位移方程 1、线刚度 2、弦转角 四、一端为固定、另一端铰支的单跨超静定梁 五、一端固定、另一端为滑动支座（定向支承）的单跨超静定梁 B A M A B <0 M B A >0 Q A B >0
6.1 位移法的基本概念 一、解题思路 以图（b’）、（c’）（d’）分别代替图（b ）、（c ）、（d ）： 二、解题示例 φB z 1 (a ) (b ) (c ) (d ) (b’) (c’) (d’)
3ql/7 6.3 基本未知量数目的确定 一、基本未知量 1、结点角位移 2、结点线位移 二、基本假设 1、小变形假设。 2、不考虑轴力和弯曲内力、弯曲变形之间相互影响。 （采用上述假设后，图示刚架有3个基本未知量。） 三、如何确定基本未知量 1、在刚结点处加上刚臂。 2、在结点会发生线位移的方向上加上链杆。 3、附加刚臂与附加链杆数目的总和即为基本未知量数目。 四、确定线位移的方法 （1）由两个已知不动点所引出的不共线的两杆交点也是不动点。 2 M 1图 MP 图 M 图 A
结构力学(I-2)教案
结构力学I-2 教案 课程名称：结构力学Ⅰ-2 适用专业、年级：土木工程2004级 学年、学期：2006～2007学年，第一学期 总学时：42学时 任课教师：张来仪、陈朝晖、文国治、游渊、陈名弟等 编写时间：2006年8月 第12 章结构的动力计算 一、本章的教学目标及基本要求 工程结构除承受静力荷载外，有时还会受到动荷载作用，如地震荷载等。在动荷载作用下，结构发生振动，结构的内力、位移等将随时间变化。确定它们的变化规律，从而得到这些量的最大值，以便做出合理的动力设计是本章的教学目标。 学习本章的基本要求是：掌握动力自由度的判别方法；掌握单自由度及两个自由度体系运动方程的建立方法及其在简谐荷载作用下的受近振动的计算方法；了解阻尼的作用；了解振型分解法；了解频率的近似计算方法。 二、本章各节教学内容及学时分配 §12-1 概述（2学时） §12-2 单自由度体系的运动方程（2学时） §12-3 单自由度体系的自由振动（4学时） §12-4 单自由度体系的强迫振动（3学时） §12-5 阻尼对振动的影响（2学时） §12-6 多自由度体系的自由振动（3学时） §12-7 主振型的正交性（2学时） §12-8 多自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动（2学时） §12-9 多自由度体系在任意动力荷载作用下的强迫振动（3学时） §12-11 近似法计算自振频率（3学时） 三、本章教学内容的重点和难点 重点：动力自由度判别方法；单自由度、有限自由度体系运动方程的建立；单自由度有限自由度（重点是两个自由度）体系动力特性的计算；单自由度、有限自由度体系在简谐荷载作用下内力、位移的计算；阻尼对振动的影响。 难点：用刚度法和柔度法建立单自由度体系的运动方程；在动力特性和动力反应计算中刚度系数和柔度系数的计算；单自由度和两个自由度体系在简谐荷载作用下动力反应的计算。 四、本章教学内容的深化和拓宽
结构力学位移法题及答案教学内容
结构力学位移法题及 答案
超静定结构计算——位移法 一、判断题： 1、判断下列结构用位移法计算时基本未知量的数目。（1）（2）（3） （4）（5）（6） EI EI EI EI 2EI EI EI EI EA EA a b EI= EI= EI= 2 444 2 2、位移法求解结构内力时如果P M图为零，则自由项1P R一定为零。 3、位移法未知量的数目与结构的超静定次数有关。 4、位移法的基本结构可以是静定的，也可以是超静定的。 5、位移法典型方程的物理意义反映了原结构的位移协调条件。 二、计算题： 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢40
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢41 12、用位移法计算图示结构并作M 图，横梁刚度EA →∞，两柱线刚度 i 相同。 2 13、用位移法计算图示结构并作M 图。E I =常数。 l l /2l /2 14、求对应的荷载集度q 。图示结构横梁刚度无限大。已知柱顶的水平位移为 ()5123/()EI →。 12m 12m 8m q 15、用位移法计算图示结构并作M 图。EI =常数。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢42 l l l l 16、用位移法计算图示结构，求出未知量，各杆EI 相同。 4m 19、用位移法计算图示结构并作M 图。 q l l 20、用位移法计算图示结构并作M 图。各杆EI =常数，q = 20kN/m 。 6m 6m 23、用位移法计算图示结构并作M 图。EI =常数。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢43 l l 2 24、用位移法计算图示结构并作M 图。EI =常数。 l q l 29、用位移法计算图示结构并作M 图。设各杆的EI 相同。 q q l l /2/2 32、用位移法作图示结构M 图。 E I =常数。 q l l /2 l /2 l
《结构力学》(Ⅱ)课程教案
嘉应学院 教案 2011～2012 学年第2 学期 系(部、室) 土木工程学院 教研室力学与结构教研室 课程名称结构力学2 专业班级2009级土木工程本科班 主讲教师李远瑛 职称职务结构工程副教授 使用教材结构力学基本教程I（龙驭球主编） 嘉应学院教务处制 二○○九年二月
授课时间第 1 周星期三第9-10节课时数 2 节 授课题目（教学章、节或主题）： 4－3结点荷载作用下粱的影响线 4－4静力法作桁架的影响线 教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）： 熟练掌握静力法作静定梁支座反力和内力的影响线,了解结点荷载作用下的梁的影响线，桁 架影响线。 教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 基本内容：结点荷载作用下粱的影响线，静力法作桁架的影响线, 1. 荷载直接作用在纵粱上,不论纵粱受何种荷载,而主粱只在结点出承受集中力,因此,主粱承受的是结点荷载。 （1）. 支反力和结点处弯矩的影响线与简支粱相同（为什么？） （2）. 主要考虑D截面弯矩的影响线的画法。 结论： （1）. 在结点荷载作用下，结构任何影响线在相邻两结点之间为直线。 （2）. 先作直接荷载作用下的影响线，用直线连接相邻两结点的竖距，就得到结点荷载作用下的影响线。 2. 桁架结构，主要分析上弦杆、下弦杆、竖杆、斜杆的影响线。 (1)上弦杆的影响线。(2)下弦杆的影响线。(3)竖杆的影响线。(4)斜杆的影响线。 结论分析： 上弦杆、下弦杆轴力的影响线均为三角形状，顶点的竖标可表示为： 重点内容：静力法作结点荷载作用下梁的影响线、桁架的各杆轴力的影响线。 难点内容：静力法作结点荷载作用下梁的影响线、桁架的各杆轴力的影响线。 讨论、思考题、作业： 4-9，4-8 参考资料（含参考书、文献等）： 《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社 教学过程设计：复习__5__分钟，授新课_75_分钟，安排讨论__5__分钟，布置作业__5_分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□练习课□其他□ 教学方式（请打√）：讲授√讨论□指导□其他□
结构力学授课教案
第十章超静定结构总论 2、超静定结构的一些结论 （1）若仅满足平衡条件，超静定问题解答不唯一。但同时满足变形协调、本构关系和平衡条件的解答只有一个。 （2）超静定结构有两种基本解法：力法和位移法。但要灵活运用。对称结构可能用联合法简单，一些情况下可能要用混合法来求解。 （3）力法的基本思想是把不会求解的超静定问题，化成会求解的静定问题（内力、变形），然后通过消除基本结构和原结构的差别，建立力法方程使问题获得解决。只要这一思路确实掌握了，那么不管什么结构、什么外因就都没有困难了。要获得正确的结果，也就只剩下“需要认真、细致”六个字了。 （4）超静定结构的力法基本结构有无限多种，正确的计算最终结果是唯一的。但不同基本结构，计算的工作量可能不同。合理选取基本结构就能既快又准地获得解答，这主要靠练习过程及时总结经验来积累。 （5）当然，力法的解题步骤不是死的，顺序可略有变动。但超静定次数、取基本结构如果错了，整个求解自然一无是处了。这说明切不可忽视结构几何组成分析的作用。（6）应该养成对计算结果的正确性进行检查的良好习惯。对力法来说，除每一步应认真细致检查外，最后的总体检查也是必要的。总体检查主要是检查变形协调条件是否满足，这实际上是位移计算问题。超静定结构的位移计算可以看成基本结构的位移计算，当外因是支座移动或温度改变等时，千万别忘了基本结构上有外因作用，位移计算必须用多因素位移公式。 （7）对称结构往往利用对称性可使计算得到极大的简化，为此应该深刻理解和熟记对称结构取半计算的四种计算简图。应了解不考虑轴向变形时，受结点荷载作用刚架的无弯矩状态判别方法。力法简化方案很多（如弹性中心法等）。 （8）位移法的思路本质上也是化未知问题为已知问题，但它的“已知问题”是基于力法求解结果的单跨梁形常数和载常数。它的做法是设法将结构变成会计算（有形、载常数）
《结构力学》课程教学大纲
《结构力学》课程自学指导 （高起本） 第一部分自学要求及学习指导 一、课程的性质和任务 结构力学是土木建筑、水利水电等学科的专业基础课。本课程的主要任务是通过结构力学课程的学习，使学生能够快速判别静定与超静定结构。熟练绘制结构的内力图。并能对各类结构进行变形计算。掌握力法与位移法的基本概念其求解方法。为学习有关的后继课程打好必要的基础，并能分析、解决一些简单的工程实际问题。 二、课程的基本要求 通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求： （1）熟悉工程结构中常见约束及其简化表达方法；掌握简单结构的计算简图的画法；了解平面杆系结构的分类。 （2）熟练掌握杆系结构的几何组成规律，快速判别平面杆系的几何性质，了解静定结构与超静定结构的构造差别与求解差别。 （3）熟练掌握各种静定结构的内力计算特点与方法。熟练绘制梁与刚架的内力图。 （4）熟悉位移计算的一般公式。熟练掌握用图乘法求解梁和刚架在荷载作用下的位移。 （5）熟练掌握用力法求解各种超静定结构。会利用结构的对称性对结构进行简化计算。 （6）了解位移法的解题思路。掌握力矩分配法计算连续梁的方法。 （7）了解影响线及其应用。了解梁的内力包络图的概念。 三、课程内容的重点、难点、深度及广度 本课程内容的重点： 1、结构的几何组成规律。 2、分段叠加法作弯矩图。 3、静定多跨梁与静定刚架的内力图。 4、计算桁架内力的结点法及截面法。 5、结构位移计算的一般公式。荷载作用下的位移计算及举例。图乘法。 6、超静定结构的组成及超静定次数。力法的基本概念。 7、位移法的基本概念。
8、用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架。 9、移动荷载和影响线的概念。 本课程内容的难点： 1、三铰拱的反力与内力，合理拱轴曲线。 2、结构位移计算的一般公式。互等定理。 3、称结构的简化计算。 4、位移法的基本未知量数目。 5、连续梁的内力包络图。 本课程内容的深度及广度： 本课程是一门工程实用型课程，立足于使初学者初步掌握平面体系的几何组成规律。熟练掌握各种静定结构的内力计算与内力图绘制。熟练掌握梁和刚架在荷载作用下的位移计算。熟练掌握用力法求解各种超静定结构。了解位移法的解题思路。掌握力矩分配法计算连续梁的方法。了解影响线及其应用。了解梁的内力包络图的概念。在课程内容方面尽量避开理论性很深很强部分的讲解，避免有关疑难问题的研讨。由于学时的限制，教学计划中没有安排矩阵位移法的内容。并且所选教材也没有编入结构动力学与结构稳定性的内容。工程结构除过杆系结构外，还有板壳结构、块体结构，在结构力学中不可能同时分析所有结构的静力与动力计算理论。本课程是为以后进一步学习弹性力学、有限元法以及相关专业课程奠定基础。所以本课程内容均为最基本内容，故其深度与广度并不大。 第二部分自学进度表