一、计划学时:72
二、适用专业:土木工程专业
三、课程的性质与任务:
结构力学是工科类各专业的一门专业技术基础课, 在许多工程领域中有广泛的应用,对土木工程专业学生的知识面提高和工程 素质教育是十分必要的。结构力学的教育将为学习有关的后继课程准备必要的基础,用结构力学的知识和分析方法解决一些简单的工程实际问题,对拓宽学生的专业知识面和将来从事工程技术工作打下必要的基础。
四、课程的教育目标与要求:
对土木工程专业本课程的目标是加强工程素质教育,拓宽学生知识面,培养学生的思维能力和解决工程中力学问题的初步分析方法,因此本课程是工科力学中的主要基础内容,在这个标定范围内组织教学内容,教师要把课程内容压缩、提炼,整合成完整的基本部分,突出重点精讲,把最基础的东西传授给学生,同时能使学生牢固掌握基本分析方法的要点,实行启发式教学,充分调动学生积极思维。教学内容要精选、精讲,适当留给学生一定的思维空间,改革传统的满堂灌的教学方式,调动学生主动思考问题的积极性,在较少的教学时间内收到好的效果。
五、课程的主要内容:
第1章 绪论
1.1 结构力学的研究对象和任务
1.2 荷载的分类
1.3 结构的计算简图
1.4 杆件结构的分类
第2章 平面体系的组成分析
2.1几何构造分析的几个概念
2.2 几何不变结构杆系的组成规律
2.3 几何组成与静定性的关系
第3章 静定结构受力分析
3.1 单跨静定梁
3.2 多跨静定梁
3.3 静定平面刚架
3.4 静定拱
3.5 静定平面桁架
3.6 静定结构的特性
第4章 影响线及其应用
4.1 影响线的概念
4.2 用静力法作单跨静定梁的影响线
4.3 间接荷载作用下的影响线
4.4 多跨静定梁的影响线
4.5 桁架的影响线
4.6 影响线的应用
第5章 静定结构位移计算
5.1 概述
5.2 变形体系的虚功原理
5.3 位移计算的一般公式(单位荷载法)
5.4 静定结构在荷载作用下的位移计算
5.5 图乘法
5.6 静定结构温度变化时的位移计算
5.7 静定结构支座移动时的位移计算
5.8 互等定理
第6 章力 法
6.1 超静定结构概述
6.2 超静定次数n的确定
6.3 力法的基本原理
6.4 力法典型方程
6.5 力法计算例题
6.6 对称性的利用
6.7 超静定结构的位移计算
6.8 最后内力图校核
6.9 温度变化时超静定结构的计算
6.10 支座移动时超静定结构的计算
6.11 超静定结构的几个特性
第7章 位移法
7.1 概述
7.2 等截面直杆的转角位移方程
7.3 位移法的基本未知量和基本结构
7.4 位移法的典型方程及计算步骤
7.5 直接由平衡条件建立位移法方程
7.6 对称性的利用
第8章 渐进法
8.1 引言
8.2 力矩分配法的基本原理
8.3 用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架
8.4 力矩分配法与位移法的联合应用
8.4 无剪力分配法
第9章 矩阵位移法
9.1 引言
9.2 单元刚度矩阵
9.3 单元刚度矩阵坐标变换
9.4 结构原始刚度矩阵
9.5 支承条件引入
9.6 非结节点荷载处理
9.7 矩阵位移法的计算步骤及示例
第10章 结构动力计算
10.1 引言
10.2 结构振动的自由度
10.3 单自由度结构的自由振动
10.4 单自由度结构在简谐荷载作用下的强迫振动
10.5 多自由度结构的自由振动
10.6 多自由度结构在简谐荷载下的强迫振动
10.7 计算频率的近似法
六、学时分配:
内容 | 讲课 |
第1章 绪论 | 1 |
第2章 几何构造分析 | 2 |
第3章 静定结构受力分析 | 6 |
第4章 影响线 | 4 |
第5章 静定结构位移计算 | 5 |
第6章 力法 | 3 |
第7章 位移法 | 5 |
第8章 渐进法 | 2 |
第9章 矩阵唯一法 | 6 |
第10章 结构动力计算 | 6 |
总复习 | 4 |
按44学时分配各章视频时数
七、课程的重点、难点:
第1章:绪论,介绍
第2章:几何不变体系的简单组成规则, 如何正确应用几何不变体系的简单组成规则对平面体系进行构造分析,二
元体的概念。
第3章:截面法、微分关系的应用、简直梁叠加法。简直梁叠加法,绘制弯矩图的技巧
第4章:影响线的概念,用静力法和机动法作静定梁的影响线,多跨静定梁的影响线,间接荷载作用下的影响线,利
用影响线求量值,连续梁影响线形状的确定和最不利活荷载位置的确定。
第5章:领会变形体虚功原理和互等定理。掌握实功、虚功、广义力、广义位移的概念。熟练掌握荷载产生的位移计
算。熟练掌握图乘法求位移。了解温度改变、支座移动引起的位移计算。
第6章:重点讲解,超静定结构的性质,超静定次数的确定,超静定结构的计算思路方法;力法基本概念,荷载作用
下用力法计算超静定梁、刚架、排架、桁架和组合结构。 支座移动、温度改变用力法计算超静定梁和刚
架。对称结构的特性及对称性的利用。
第7章:重点讲解,熟练掌握位移法基本未知量的确定和基本结构的建立、位移法的典型方程及其物理意义、位移法
方程中的系数和自由项的物理意义及其计算、和弯矩图的绘制。熟记常用的形常数和载常数。掌握利用对称
性简化计算。重点掌握荷载作用下超静定结构的内力计算。位移法方程有两种建立方法。
第8章:渐近法有力矩分配法、无剪力分配法、迭代法等,以逐次渐近的方法来计算杆端弯矩,计算结果的精度随计
算轮次的增加而提高,最后收敛于精确解。
第9章:重点讲解,有限单元法的基本概念,结构离散化。平面杆系结构的单元分析:局部坐标系下的单元刚度矩阵
和整体坐标系下的单元刚度矩阵。平面杆系结构的整体分析:结构整体刚度矩阵和结构整体刚度方程。支承
条件的处理,单元内力计算。
第10章:重点讲解,结构动力计算概念,动力计算自由度,建立体系的运动方程。单自由度体系的自由振动(频
率、周期和振幅的计算)。单自由度体系在简谐荷载作用下的的强迫振动(动内力、动位移计算)。阻
尼对振动的影响。多自由度体系的自由振动(频率、振型及振型正交性)。多自由度体系在简谐荷载作用
下的强迫振动(动内力、动位移计算)。 频率、振型的近似计算方法。
九、其他课程的关系
先修课:
1、高等数学(包括常微分方程)
2、线性代数
3、材料力学等
后修课:
钢结构、钢筋混凝土结构
十、教材与参考:
教 材: 《结构力学Ⅰ》基本教程 龙驭球 包世华 主编 高等教育出版社
主要参考书:《结构力学》(第四版),李镰锟编,上、下册,2004.7,高等教育出版社