结构力学

《结构力学》教学大纲

课程名称：结构力学课程类型：范围选修课学时：80学时5学分适用对象：土木、农水、水电、农建专业的本科生先修课程：高等数学、物理、理论力学、材料力学

一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程要求

结构力学是土木、农水、水电、农建专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。结构力学课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构（主要是杆系结构）在外因作用下的强度h、刚度的计算理论，掌握杆系结构的静力分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。培养结构分析和计算能力。学习结构力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算方法（含计算机技能）知识。

二、教学重点及难点

教学重点和难点是结构的受力分析、内力图的绘制、用虚功原理和图乘法求解静定问题、通过力法、位移法和力矩分配法求解超静定问题。

三、与其他课程的关系

高等数学、物理、理论力学、材料力学是结构力学的前期准备，同时它又为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。

四、教学内容、学时分配及其本要求

第一章绪论（2学时）

基本要求：了解结构力学的任务和学习方法，掌握结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类

重点：结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类

难点：各种形式支座所连接杆件的运动

第一节结构力学的学科内容和教学要求（0.5 学时）

第二节结构的计算简图及简化要点（0.7 学时）

•杆系结构的分类（0.3 学时）

•荷载的分类（0.5 学时）

第二章几何构造分析（4学时）

基本要求：能运用基本规律判定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性的分析

重点：无多余约束的几何不变体系的基本组成规律

难点：熟练运用基本规律对体系进行分析

第一节几何构造分析的几个概念（1 学时）

第二节平面几何不变体系的组成规律（2 学时）

第三节平面杆件体系的计算自由度（1 学时）

第三章静定结构受力分析（16学时）

基本要求：能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作各种结构的内力图

重点：截面法、叠加法

难点：熟练的运用截面法、叠加法作各种结构的内力图

第一节静定多跨梁（4 学时）

第二节静定平面刚架（6 学时）

第三节静定平面桁架（4 学时）

第四节组合结构（1 学时）

第五节三铰拱（1 学时）

第四章静定结构总论（3学时）

基本要求：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，刚体虚功原理。重点：静定结构受力分析方法、一般性质及各种结构形式的受力特点。

难点：静定结构受力分析方法。

第一节隔离体方法及其截取顺的优选（0.5 学时）

第二节几何构造分析与受力分析之间的对偶关系（0.2 学时）

第三节零载法（0.2 学时）

第四节刚体体系的虚功原理（1.3 学时）

第五节静定结构的一般性质（0.3 学时）

第六节各种结构型式的受力特点（0.5 学时）

第五章影响线（6学时）

基本要求：移动荷载概念，影响线概念，用静力法作简支梁影响线，机动法作影响线，影响线的应用，简支梁包络图和绝对最大弯矩。

重点：影响线概念、作影响线的方法及影响线的应用。

难点：作影响线的方法及影响线的应用。

第一节移动荷载和影响线的概念（0.2 学时）

第二节静力法作简支梁的影响线（1.3 学时）

第三节结点荷载作用下梁的影响线（0.5 学时）

第四节机动法作影响线（2 学时）

第五节影响线的应用（2 学时）

第六章位移计算（6学时）

基本要求：虚功原理，单位荷载法，结构位移计算的一般公式，荷载作用下的位移计算，图乘法，温度作用时的位移计算、广义位移计算、互等定理。

重点：荷载作用下的位移计算，图乘法。

难点：结构位移计算的一般公式，图乘法。

第一节应用虚功原理求刚体体系的位移（1 学时）

第二节结构位移计算的一般公式（1 学时）

第三节荷载作用下的位移计算及算例（1 学时）

第四节图乘法（2 学时）

第五节温度作用时的位移计算（0.5 学时）

第六节广义位移计算、互等定理（0.5 学时）

第七章力法（10学时）

基本要求：超静定结构的组成和超静定次数，力法的基本概念，超静定刚架和排架计算，超静定桁架和组合结构，支座移动和温度改变时的计算，超静定结构的位移计算，超静定结构计算的校核，对称结构的计算。

重点：力法的基本思路,解题方法及步骤。

难点：力法的基本概念的理解。

第一节超静定结构的组成和超静定次数（1 学时）

第二节力法的基本概念（1 学时）

第三节超静定刚架和排架计算（2 学时）

第四节超静定桁架和组合结构（2 学时）

第五节对称结构的计算（2 学时）

第六节超静定拱的计算（0.3 学时）

第七节支座移动和温度改变时的计算（0.7 学时）

第八节超静定结构的位移计算（0.5 学时）

第九节，超静定结构计算的校核（0.5 学时）

第八章位移法（12学时）

基本要求：位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，对称结构的计算，位移法的基本体系。

重点：位移法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：位移法的基本概念的理解，基本未知量的确定。

第一节位移法的基本概念（0.8 学时）

第二节等截面杆件的刚度方程（1.7 学时）

第三节无侧移刚架的计算（1.5 学时）

第四节有侧移刚架的计算（4 学时）

第五节位移法的基本体系（2 学时）

第六节对称结构的计算（2 学时）

第九章渐近法（6学时）

基本要求：力矩分配法的基本概念，多结点的力矩分配，对称结构的计算，力矩分配法与位移法的联合应用。