结构力学(Ⅱ)教案
《结构力学二》教学大纲I先修课程
《结构力学（二）》教学大纲I先修课程《高等数学》、《理论力学》、《材料力学》II本课程的课时分配情况课时分配：III课程性质、目的和任务本课程的性质：《结构力学》课程[含《结构力学（一）》和《结构力学（二）》]是土木工程专业必修的一门主要专业基础课。
本课程的目的：本课程的教学目的是使学生在学习《理论力学》与《材料力学》（或《工程力学》）的基础上，进一步掌握分析计算杆件结构的基本原理和方法（包括动力计算方法），了解各类结构的受力性能，培养结构分析与计算方面的能力（包括使用电算程序进行复杂结构分析的能力），为学习有关专业课程及进行土木工程的结构设计和施工打下基础。
本课程的任务：1、研究杆件结构的组成规律及合理形式。
2、计算简单杆件结构（包括静定结构和超静定结构）在外因作用下的内力和位移。
3、解决杆件结构在移动荷载作用下的计算问题。
4、矩阵位移法基本原理及复杂结构的电算分析。
5、动力荷载作用下的结构计算问题。
IV本课程的要求和内容第一章绪论一、学习要求通过本章的学习，要求学生对结构力学这门课程的研究对象和基本任务有一个总体的了解；同时，对结构计算时采用的力学模型——结构的计算简图的重要性、选取的原则和方法有初步的认识。
本章要了解结构力学的研究对象和任务。
理解杆件结构的计算简图。
重点掌握平面杆件结构的分类。
二、课程内容§1.1 结构力学的研究对象和任务结构及其分类、结构力学的研究对象和任务。
§1.2 杆件结构的计算简图计算简图及其选择原则，计算简图的简化要点，计算简图选取举例。
§1.3 平面杆件结构的分类第二章平面体系的几何组成分析一、学习要求了解几何不变与几何可变、自由度与约束等概念。
掌握平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。
掌握静定结构与超静定结构的划分方法。
二、课程内容§2.1 几个概念几何不变与几何可变体系、自由度、约束、多余约束与必要约束等概念。
§2.2 几何不变体系的组成规则包括三刚片规则、两刚片规则、二元体规则等三个规则。
结构力学II课程教学大纲
课程名称：结构力学（II）
课程类别（必修/选修）：选修
课程英文名称：Structural Mechanics (II)
总学时/周学时/学分：27/2/1.5
其中实验/实践学时：0
先修课程：理论力学、材料力学、结构力学（I）
授课时间：
授课地点：
松山湖校区/周四 1-2 节/1-16 周；
第 3 次作
5 矩阵位移法
2 刚度矩阵（整体坐标系）。
讲授 业：共 4
难点：单元刚度矩阵（整体坐标系）。
题
重点：连续梁的整体刚度矩阵，刚架的整体
6 矩阵位移法
2 刚度矩阵。
讲授
难点：刚架的整体刚度矩阵。
重点：等效结点荷载向量，矩阵位移法的计
7 矩阵位移法
2 算步骤。
讲授
难点：等效结点荷载向量。
8 矩阵位移法
2.理解结构动力分析的基本概念， 得出有效结论的能力；
能运用其基本方法分析单自由度及多 □核心能力 3. 具有针对复杂土木工程问题开展分析、设计，
自由度体系的自由振动及其在动荷载 提出科学合理的解决方案的能力，并在过程中体现一定的创
作用下的强迫振动等问题。
新意识；
3.理解矩阵位移法的基本概念，能 □核心能力 4. 具有通过实验设计与实施、数据分析与解释、
构设计和科学研究打下基础。
课程教学目标：
本课程与学生核心能力培养之间的关联：
1.理解静定结构、超静定结构的受 ■核心能力 1.具有运用数学、物理学、化学及力学等自然科学
力特性，能依据其性质分析典型结构 知识和土木工程专业知识的能力；
形式的受力特点。
■核心能力 2. 具有发现、表达、分析复杂土木工程问题，并
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。
结构力学II教学大纲
《结构力学Ⅱ》课程教学大纲学时：60学时学分：3.5理论学时：56学时实验学时：4学时面向专业：土木工程本科、建筑环境本科课程代码； 2200110先开课程：理论力学、材料力学课程性质：必修执笔人：xxxxx 审定人：xxxxxx第一部分：理论教学部分一、说明1．课程的性质、地位和任务《结构力学》是土木工程专业的一门重要的专业基础课。
它必须具备的理论基础是高等数学、线性代数，是继理论力学和材料力学之后的第三门力学课程。
本课程的目的在于为学习后面的专业课程，如钢筋混凝土结构，砌体结构，高层结构等打下力学基础。
它的任务是使学生具备基础的结构力学知识，掌握平面杆件体系的静力分析方法，初步学会用这些知识分析实际中的结构力学问题。
主要内容：位移法、渐进法、利用矩阵分析的矩阵位移法以及简单的计算机编程，还包括结构在动力荷载的影响下的分析和计算。
2．课程教学和教改基本要求应熟练掌握超静定结构的内应力分析与位移计算及单自由度体系在动力荷载作用下的结构反应；要了解多自由度体系在动力荷载作用下的结构反应；初步学会把实际的结构简化为相应的力学模型；具备一定的分析能力、计算能力和表达能力。
二、教学内容与课时分配第一章位移法（16学时）包括位移法的基本概念；等截面直杆的转角位移方程；基本未知量数目的确定；位移法的一般方程的建立；位移法应用举例（有侧移结构；无侧移结构）；应用结点法和截面平衡条件建立位移法方程；对称性的利用（正对称荷载作用下，反对称荷载作用下的计算实例）；斜杆刚架的计算；混合法；机动发作超静定梁的影响线；连续梁的内力包络图。
重点：位移法的计算方法；基本未知量的确定；对称性的利用—等值半刚架法。
难点：有侧移结构第二类系数和自由项的计算，附加链杆数目的确定；刚架斜杆线位移的计算；混合法思考题：位移法的基本未知量有哪两种，其确定依据是什么？位移法能计算静定结构吗？教学方法：讲授第二章力矩分配法（4学时）包括力矩分配法的基本概念；用力矩分配法计算连续梁和无侧移的刚架；无剪力分配法的概念；超静定结构各种计算方法的比较。
结构力学电子教案2b
例2-3-2 对下列图示体系作几何组成分析（说明 刚片和约束的恰当选择的影响）.
三、三个刚片的三个单铰有无穷远虚铰情况：
两个平行链杆构成沿平行方向上的无穷远虚铰。
三个刚片由三个单铰两两相连，若三个铰都有交 点，容易由三个铰的位置得出体系几何组成的结论 。当三个单铰中有或者全部为无穷远虚铰时，可由 分析得出以下依据和结论：
１、当有一个无穷远虚铰时，若另两个铰心的连 线与该无穷远虚铰方向不平行，体系几何不变；若 平行，体系瞬变。 ２、当有两个无穷远虚铰时，若两个无穷远虚铰 的方向相互不平行，体系几何不变；若平行，体系 瞬变。
３、当有三个无穷远虚铰时，体系瞬变。
例2-3-3 对下列图示体系作几何组成分析。
例2-3-：
拆除约束法：去掉体系的某些约束，使其成为无 多余约束的几何不变体系，则去掉的约束数即是体 系的多余约束数。 １、切断一根链杆或去掉一个支座链杆，相当去 掉一个约束； ２、切开一个单铰或去掉一个固定铰支座，相当 去掉两个约束；
３、切断一根梁式杆或去掉一个固定支座，相当 去掉三个约束； ４、在连续杆（梁式杆）上加一个单铰，相当去 掉一个约束。
例2-3-5 对图示各体系作几何组成分析。
一、本章要求 １、了解几何不变体系、几何可变体系、瞬变体 系、刚片、体系的自由度、虚铰、约束及多余约束 的概念； ２、重点理解并掌握平面几何不变体系的简单组 成规则，并能灵活应用到对体系的分析中；
第二章
小
结
二、简单规则应用要点 简单规则中的四个要素：刚片个数、约束个数、 约束方式、结论。 应用简单规则对体系进行几何组成分析的要点是： 紧扣规则。即，将体系简化或分步取为两个或三个 刚片，由相应的规则进行分析；分析过程中，规则 中的四个要素均要明确表达，缺一不可。
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方法1: 若基础与其它部分三杆相连,去掉基础只分析其它彭部怀分林-2
方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片. 方法3: 将只有两个铰与其它部分相连的刚片看成链杆. 方法4: 去掉二元体.
例6: 对图示体系作几何组成分析
解: 该体系为无多余约束的几何不变体系. 方法2: 利用规则将小刚片变成大刚片.
§1. 几何组成分析
作业: 1-2 (d)试分析图示体系的几何组成 依次去掉二元体. 几何常变体系
§1. 几何组成分析
作业: 1-1 (b)试计算图示体系的计算自由度
解: W =8×3−11×2−3= −1 或: W =1×3+5×2−2×2−10= −1
由结果不能判定其是否能作为结构
§1. 几何组成分析
一. 三刚片规则 三刚片以不在一条直线上的三铰两两相联,构
成无多余约束的几何不变体系.
瞬变体系
N
=
P 2 Sin α
§1. 几何组成分析
§1-1 基本概念 §1-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则 §1-3 几何组成分析举例
例1: 对图示体系作几何组成分析
解: 三刚片三铰相连,三铰不共线,所以该体系为无多余约束 的几何不变体系.
在一个体系上加减二元体不影响原体系的机动性质.
§1. 几何组成分析
§1-1 基本概念
一. 几何不变体系 几何可变体系 二. 刚片 几何形状不能变化的平面物体
三. 自由度 确定体系位置所需的独立坐标数
点
刚
的 自
几何不变体系的自由片 自度一定等于零
由 几何可变体系的自由由度一定大于零
度
度
§1. 几何组成分析
§1-2 无多余约束的几何不变体系的组成规则
结构力学(Ⅱ)教案
结构力学(Ⅱ)教案一、引言课程介绍：本课程是结构力学的高级课程，旨在加深学生对结构力学的基本概念、原理和方法的理解，掌握复杂结构体系的受力分析与设计方法。
目标：通过本章的学习，学生应能够理解并应用结构力学的原理，对复杂结构进行受力分析，并确定结构的稳定性与承载能力。
二、平面力系内容：平面力系的合成与分解，力的平衡条件，力矩与力偶矩，平面力系的平衡方程。
目标：学生应能够进行平面力系的合成与分解，应用平衡条件解决力矩问题，并利用平衡方程求解复杂力系的平衡。
三、空间力系内容：空间力系的合成与分解，空间力系的平衡条件，空间力矩与力偶矩，空间力系的平衡方程，自由度的概念。
目标：学生应能够进行空间力系的合成与分解，解决空间力矩问题，利用平衡方程求解复杂空间力系的平衡，并理解结构体系中自由度的概念。
四、轴向力与剪力内容：轴向力的概念，剪力的概念，轴向力与剪力的计算，剪力图的绘制。
目标：学生应能够理解轴向力和剪力的概念，计算简单结构中的轴向力和剪力，并绘制剪力图以分析结构的受力情况。
五、弯曲力与弯矩内容：弯曲力的概念，弯矩的概念，弯曲力与弯矩的计算，弯矩图的绘制。
目标：学生应能够理解弯曲力和弯矩的概念，计算简单结构中的弯曲力和弯矩，并绘制弯矩图以分析结构的受力情况。
六、扭转内容：扭转的概念，扭转力矩的概念，扭转力矩的计算，扭转剪切应力与扭转应变，扭转弹性稳定性的概念。
目标：学生应能够理解扭转的概念和扭转力矩的概念，计算简单杆件的扭转力矩，分析扭转剪切应力和扭转应变，理解扭转弹性稳定性的概念。
七、剪力墙与框架结构内容：剪力墙的概念和特点，框架结构的概念和特点，剪力墙和框架结构的受力分析，剪力墙和框架结构的承载力计算。
目标：学生应能够理解剪力墙和框架结构的概念和特点，进行剪力墙和框架结构的受力分析，计算剪力墙和框架结构的承载力。
八、空间结构内容：空间结构的概念，空间结构的受力分析，空间结构的承载力计算，空间结构的设计方法。
(完整)结构力学(二) 教案
第十章、矩阵位移法授课题目：第一节概述第二节单元坐标系中的单元刚度方程和单元刚度矩阵教学目的与要求：1．掌握整体刚度矩阵中的位移矩阵和结点力矩阵 2．掌握局部坐标系中刚度矩阵教学重点与难点：重点：结构的离散化，自由式杆件的单元刚度矩阵难点：无教学方法：讲授法教学手段：多媒体、板书教学措施：理论分析与实际工程相结合讲解讲授内容:第十章、矩阵位移法第一节概述结构矩阵分析方法是电子计算机进入结构力学领域而产生的一种方法。
它是以传统结构力学作为理论基础，以矩阵作为数学表述形式，以电子计算机作为计算手段，三位一体的方法。
1.结构的离散化由若干根杆件组成的结构称为杆件结构.使用矩阵位移法分析结构的第一步，是将结构“拆散”为一根根独立的杆件，这一步骤称为离散化。
为方便起见，常将杆件结构中的等截面直杆作为矩阵位移法的独立单元，这就必然导致结构中杆件的转折点、汇交点、支承点、截面突变点、自由端、材料改变点等成为连接各个单元的结点。
只要确定了杆件结构中的全部结点,结构中各结点间的所有单元也就随之确定了。
(a)(b)2。
结点位移和结点力由于矩阵位移法不再为了简化计算而忽略杆件的轴向变形,因此，对于平面刚架中的每个刚结点而言，有三个相互独立的位移分量：水平方向的线位移分量u，竖直方向的线位移分量v，和结点的转角位移分量q。
对于这三个分量，本章约定线位移与整体坐标系方向一致为正,转角以顺时针转向为正,反之为负.结点荷载是指作用于结点上的荷载.本章约定结点集中力和支反力均以与整体坐标系方向相同时为正，反之为负。
结点集中力偶和支座反力偶以顺时针转向为正，反之为负.()()N 1Q 23N 4Q 56e e i i e i i ee j j j j Ff F f M f F f F f M f ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦F F F()()123456e e i i e i i ee j j j j u v u v δδθδδδθδ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦δδδ3。
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2006～2007学年第 一 学期
课 程 名 称
结 构 力 学
课程代码
2200110
课程性质
专业基础课
学时数
60
开课院（部）
建筑工程学院
教研室
结构教研室
授 课 班 级
土木工程2003级
主 讲 教 师
职 称
讲 师
教研室主任
专业负责人
二○○六 年 八 月
XXXXX教案
课程名称
结构力学
授课专业
留作业2题
课后小结
位移法是计算超静定结构的另一种方法，其适用范围，与力法之间的区别在课堂的教学中应强调说明，课堂效果很好。利用启发式的方法引导学生熟悉位移法的基本概念。授课方法灵活气氛活跃。
）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2．举例说明直接平衡法计算连续梁和无侧移刚架。
教学重点
与难点
重点：直接平衡法
难点：用直接平衡法计算无侧移刚架
教学过程
设计
复习前一节学过的内容，举例说明直接平衡法计算连续梁和无侧移刚架。在下课前总结本节的内容。
作业、讨论及辅导
讨论无侧移刚架的未知量的确定
课后小结
对于连续梁和无侧移刚架的基本解题过程要基本掌握，直接平衡法的利用要熟练，这在作以后的练习题中很有利。能够更多的讲解实际例题有利学生理解位移法的含义。
教学基本内容纲要
1．等截面直杆的刚度方程的推导
2．由荷载求固端弯矩
3．位移法基本未知量的确定
4．无侧移刚架的基本概念。
教学重点
与难点
重点：位移法基本未知量的确定
难点：确定未知量的基本方法
教学过程
设计
复习前一节学过的内容，举例讲解等截面直杆的刚度方程的推导；由荷载求固端弯矩；举例说明位移法基本未知量的确定；介绍无侧移刚架的基本概念。
出版时间
重庆大学出版社
武汉工业大学出版社
授课时间
第1周至第10周；星期二第6，7节、星期四第3，4节、星期六第3，4节、
备注
注：表中（ ）选项请打“√”
周 次
第1周，第1次课；总第1次课
章节名称
第八章 位移法
第一节概述；第二节 等截面直杆的刚度方程
授课方式
课堂讲授（√）；实 验（ ）；田间观察（ ）
3．等截面杆件的刚度方程
4．讨论杆件在一端不同支座时的刚度方程。
教学重点
与难点
重点：等截面杆件的刚度方程
难点：杆件在一端不同支座时的刚度方程
教学过程
设计
由力法引出超静定结构的第二种解法－位移法，介绍力法和位移法之间的异同；位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，讨论杆件在一端不同支座时的刚度方程。
作业、讨论及辅导
作业、讨论及辅导
留作业2题
课后小结
在课程教学中详细讲解了基本未知量的确定内容，丰富了教材本节的内容，保证了知识的科学性和完整性；用实例讲解一般的公式达到教学方法的灵活应用，课堂气氛活跃，达到预期的效果。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
授课方式
课堂讲授（√）；实 验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨 论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
板书，在讲授过程中向同学提问并结合学过的知识引导同学学习新的知识形成很好的互动教学形式。
教学目的
与要求
理解无侧移刚架的计算思路。掌握用直接平衡法计算无侧移刚架。
教学基本内容纲要
1．有关内力符号的规定
土木工程
班级
2004
课程代码
2200110
课程类型
必修课程（ √）；限选课程（ ）；全校性选修课程（ ）
授课教师
职 称
讲师
单 位
建筑工程学院
授课方式
课堂讲授（√）；实 验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨 论（ ）；上 机（ ）
考核方式
闭 卷（√ ）；开 卷（ ）；课程论文（ ）
具体操作（ ）；多种形式结合（ ）
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》 重庆大学出版社 2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社 2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲 《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
实际操作（ ）；讨 论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
板书，在讲授过程中向同学提问并结合学过的知识引导同学学习新的知识形成很好的互动教学形式。
教学目的
与要求
了解位移法和力法之间的异同，了解位移法的基本概念和掌握等截面直杠的刚度方程
教学基本内容纲要
1．前言，讲解力法和位移法之间的异同
2．位移法的基本概念
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》 重庆大学出版社 2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社 2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲 《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第1周，第2次课；总第2次课
章节名称
第八章 位移法
第二节 等截面直杆的刚度方程；第三节 无侧移刚架的计算
课程教学
总学时数
学时：60
学 分 数
3.0
学时分配
课堂讲授 58 学时； 实验课 学时； 田间观察 学时
实际操作 学时； 讨 论 学时； 上 机 2 学时
教材名称
结构力学教程（Ⅱ）
作 者
龙驭球包世华
出版社及
出版时间
高等教育出版社2000年7月
指 定
参考资料
结构力学（Ⅱ）
结构力学
作者
张俊
张长领
吴大炜
出版社及
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》 重庆大学出版社 2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社 2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲 《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第1周，第3次课；总第3次课
章节名称
第八章 位移法
第三节 无侧移刚架的计算（直接平衡法计算）
授课方式
课堂讲授（√）；实 验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨 论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
板书，在讲授过程中向同学提问并结合学过的知识引导同学学习新的知识形成很好的互动教学形式。
教学目的
与要求
掌握等截面直杠的刚度方程；理解由荷载求固端弯矩，掌握位移法计算刚架的基本未知量的确定，理解无侧移刚架的计算思路。
周 次
第2周，第1次课；总第4次课
章节名称
第八章 位移法
第四节 有侧移刚架的计算（直接平衡法计算）