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。 3.3 静定平面刚架

理解静定平面刚架的特点和形式。 3.4 少求或不求反力绘制弯矩图

熟练掌握刚架弯矩图的绘制。 3.5 静定结构的特性

【重点】静定梁和刚架内力计算和内力图（弯矩图、剪力图和轴力图）。 【难点】已知弯矩图作出剪力图和轴力图。 第4章 静定拱 4.1 概述

了解静定拱的组成。 4.2 三铰拱的计算

掌握三铰拱的支座反力及截面内力计算公式。 4.3 三铰拱的合理轴线

了解合理拱轴线概念及竖向荷载作用下合理拱轴的求法。 第5章 静定平面桁架 5.1 平面桁架的计算简图

理解桁架的特点；了解桁架的组成分类。 5.2 结点法

熟练掌握平面桁架计算的结点法；能正确判断零杆。 5.3 截面法

熟练掌握平面桁架计算的截面法。 5.4 结点法和截面法的联合应用

掌握两种方法的计算技巧，能解决较复杂的桁架结构。 5.5 各式桁架的比较 5.6组合结构的计算

掌握组合结构中的链杆和梁式杆的计算方法并作出内力图。

【难点】正确判断桁架中的零杆；正确区分组合结构中的链杆和梁式杆。

第6章 结构的位移计算 6.1 概述

结构位移种类，计算结构位移的目的。 。

6.2 变形体系的虚功原理

了解虚功原理的内容及其应用，理解虚功的概念；了解刚体体系虚功原理的两种应用和掌握变形体体系虚功原理。 6.3 位移计算的一般公式－单位荷载法

理解单位荷载法计算位移和位移计算的一般公式。 6.4 静定结构在荷载作用下的位移计算

熟练掌握在荷载作用下静定结构位移计算的方法。 6.5 图乘法

熟练掌握梁和刚架计算的图乘法。 6.6 静定结构温度变化时的位移计算

掌握静定结构在温度改变的计算方法。 6.7 静定结构支座移动时的位移计算

掌握静定结构在座移动影响下计算方法。 6.8 线弹性结构的互等定理

了解互等定理。

【重点】荷载作用下静定结构位移计算，梁和刚架计算的图乘法。 【难点】图乘法的适用条件和图乘法的注意事项。 第7章 力法 7.1 概述

了解超静定结构。 7.2 超静定次数的确定 7.3 力法的基本概念

掌握力法的基本未知量和基本体系；熟练掌握力法的基本方程。 7.4 力法的典型方程

熟练掌握力法方程的典型形式。 7.5 力法的计算步骤和示例

掌握力法的计算步骤，熟练掌握各种超静定结构的计算过程。 7.6 对称性的利用

理解结构的对称性；掌握半跨结构的应用，能利用对称性进行力法的简化计算。

7.7 超静定结构的位移计算

7.8 温度变化和支座移动时超静定结构的内力

掌握用力法求解温度改变、支座移动作用下超静定结构的内力。 7.10 超静定结构的特性

【重点】正确地选择力法基本体系，明确力法方程的物理意义。 【难点】如何选择力法基本体系，如何选取半跨结构。 第8章 位移法 8.1 概述

掌握位移法的基本概念。 8.2 等截面直杆的转角位移方程

熟练掌握等截面直杆的形常数和载常数；熟悉等截面直杆的转角位移方程的意义及位移、内力的正负号规定。 8.3 位移法的基本未知量和基本结构

能正确判断基本未知量，掌握位移法基本结构。 8.4 位移法的典型方程及计算步骤

正确列出位移法基本方程，掌握位移法的计算步骤。 8.5 直接由平衡条件建立位移法基本方程

理解用直接平衡法建立位移法方程。 8.6 对称性的利用

能够利用对称性进行简化计算，会用半结构法。 【重点】位移法的基本未知量的确定，位移法基本体系。 【难点】如何确定位移法的基本未知量。 第9章 渐进法 9.1 概述

理解力矩分配法的基本概念。

9.2 力矩分配法的基本原理

掌握力矩分配法的转动刚度、分配系数、传递系数，用于计算有集中

力偶的超静定结构。

9.3 用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架

掌握其基本运算。 第11章 影响线 11.1 概述

理解影响线的概念,弄清影响线和内力图的区别。

11.2 用静力法作单跨静定梁影响线

掌握静力法作单跨静定梁支座反力及内力的影响线。

11.3 间接荷载作用下的影响线

掌握静力法在间接荷载下的影响线。

11.4 用机动法作单跨静定梁的影响线 11.5 多跨静定梁的影响线

掌握多跨静定梁的影响线。

11.6 桁架的影响线 11.7 利用影响线求量值 11.8 最不利荷载位置 11.9 简支梁的包络图

11.10 超静定结构影响线作法概述

11.11 连续梁的均布活载最不利位置及包络图

【重点】静定梁内力和支座反力的影响线的做法。

【难点】当上弦或下弦杆有移动荷载作用下各杆内力的影响线的不同。

三、教学方式及学时分配

序号 1 第一章 绪论 主要内容 主要教辅导答学时学方式 疑比分配 例 讲授 2 2 3 4 5 6 7 8 9 11 合计 第二章 结构的几何构造分析 第三章 静定梁、静定刚架 第四章 三铰拱 第五章 静定桁架和组合结构 第六章 结构的位移计算 第七章 力法 第八章 位移法 第九章 渐进法 第十一章 影响线 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 6 8 4 6 6 8 6 4 10 60 6:1 6:1 6:1 6:1 6:1 6:1 6:1 3:1 3:1

四、课程各教学环节的要求

1、教学环节

课堂讲授与多媒体课件结合进行授课。 2、作业环节

每次课后要求独立完成不同类型作业题3－5道。

五、本课程与其它课程的联系

先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《理论力学》、《材料力学》。

六、考核方式

本课程是考试课，采用闭卷考试，平时成绩占20%，考试成绩占80%。

七、教学参考书目

《结构力学教程》 龙驭球 包世华，高教出版社，2000.7，第一版 《结构力学》包世华，武汉理工大学出版社2001.1，第一版 《结构力学》李廉锟，高等教育出版社，2004.7，第四版 《结构力学》刘金春，中国建筑工业出版社2003.8，第一版

《结构力学学习辅导与习题精解》樊友景，中国建筑工业出版社，2004.9，第一版

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