结构力学课程教学实施意见

责任教师：蒋 静

一、课程性质和任务

结构力学是土木建筑工程类各专业的主要技术基础课。课程的任务是使学生掌握杆件结构的内力和变形分析的基本方法。本课程以工程力学（理论力学与材料力学）作为主要先修课程为结构课程和工程实践提供必要的力学分析基础。本课程的后续课程为混凝土结构、土力学基础等。

二、教学基本内容

第一章 绪 论

结构的分类。结构力学的研究对象和任务。结构力学课程与其他课程的关系。杆件结构的计算简图及其分类。荷载分类。

第二章 平面杆系的几何组成分析

几何组成分析的目的。几何不变体系和几何可变体系。自由度和约束的概念。几何不变体系的基本组成规则。瞬变体系的概念。几何组成分析举例。静定和超静定结构的几何特征。

第三章 静定单跨梁与多跨梁

静定结构计算的基本方法。杆件截面内力及正负号规定。弯矩图绘制方法规定。荷载与内力之间的微分关系。区段叠加法绘制直杆的弯矩图。斜杆受力分析。静定多跨梁的组成及计算。各类静定梁的受力特点。

第四章 静定平面刚架

静定平面刚架的组成。静定刚架支座反力、内力计算与内力图绘制。三铰刚架的计算。静定刚架在刚结点处的内力图特点。内力图的校核。

第五章 三 铰 拱

三铰拱的组成和类型。在竖向荷载下三铰拱支座反力和内力计算。三铰拱的受力特性。合理拱轴的概念。

第六章 静定平面桁架与组合结构

理想静定平面桁架的基本假设和组成分类。桁架轴力的计算方法——结点法、截面法及其联合应用。梁式桁架的形式与受力特性。静定组合结构的特点和计算。

第七章 影 响 线

影响线的概念。静力法作静定梁的影响线。机动法作静定梁的影响线。影响线的应用。静定结构的位移计算

位移计算的目的。虚功和虚功原理。单位荷载法计算位移的一般公式。荷载作用下的位移计算公式。位移计算举例。图乘法、支座移动时的位移计算。温度变化引起的位移计算。互等定理。

第八章 力 法

超静定结构的概念和超静定次数的确定。力法基本原理与力法典型方程。力法计算超静定结构举例。对称结构的简化计算。Δ力法计算超静定拱。支座移动下单跨超静定梁的计算。温度变化作用下超静定结构的内力。超静定结构的位移计算及内力图的校核。连续梁的影响线。静定结构与超静定结构的比较。

第九章 位 移 法

位移法的基本原理及基本未知量的确定。等截面杆的形常数与载常数。位移法的基本体系与典型方程。位移法计算超静定梁和刚架举例。对称结构计算举例。

第十一章 渐 近 法

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刚架。*迭加法。

第十二章 矩阵位移法计算连续梁

简支梁单元杆端位移和杆端力的矩阵表示——单元刚度矩阵和单元刚度方程。等效结点荷载。连续梁整体刚度矩阵和整体刚度方程的建立。连续梁计算举例。

第十三章 结构动力计算基础

动力荷载。结构动力计算简图和振动自由度。单自由度体系的自由振动。在简谐荷载下单自由度体系的受迫振动。阻尼的影响。两个自由度体系的自振频率和主振型。

注意： * 是指选学内容。

三、实施意见说明

1、课程的基本要求

（1）了解杆件结构的基本组成规则。

（2）掌握常用静定结构的内力和位移的计算方法。

（3）掌握简单超静定结构内力的计算方法。

（4）了解矩阵位移法计算连续梁的方法。

（5）初步了解结构动力计算的基础内容。

（6）培养学生的计算能力、分析能力和科学作风。

2、各章的教学要求

（一）绪 论

1．对结构力学课程的性质和任务有初步了解；

2．了解结构计算简图的选择原则；

3．初步了解杆件结构怎样抽象为计算简图。

（二）平面杆系的几何组成分析

1． 掌握几何不变体系的基本组成规则及其在常见结构中的应用；

2． 了解静定结构和超静定结构在几何组成方面的区别。

（三）静定单跨梁与多跨梁

1． 注意结构力学中对绘制弯矩图的规定；

2． 熟练掌握用区段叠加法画弯矩图；

3．在正确分析基本部分和附属部分的基础上，掌握静定多跨梁内力图的绘制方法。

本章及下一章宜精讲多练，在多练的基础上，提高作内力图的熟练程度。

（四）静定平面刚架

1．了解刚结点的力学特点；

2．熟练掌握各种静定刚架支座反力和内力计算、内力图绘制和校核的方法。

（五）三铰拱

1．了解三铰拱的受力特点；

2．掌握在竖向荷载下三铰拱支座反力和内力的计算公式；

3．了解合理拱轴的基本概念及简单荷载下拱轴的合理形式。

（六）静定平面桁架与组合结构

1．了解理想静定平面桁架的基本假设与受力特点；

2．熟练掌握结点法和截面法计算简单桁架；掌握联合桁架的内力计算方法；

3． 了解梁式桁架杆件内力分布及特点；

4． 初步掌握简单静定组合结构的内力计算方法。

（七）影响线

1.了解影响线的概念；

2.掌握静力法作静定梁反力和内力的影响线；

3.初步掌握机动法作梁的影响线；

4.掌握可动均布活荷载最不利位置的确定方法；

5．对于三角形影响线，掌握移动荷载最不利位置的确定方法。

（八）静定结构的位移计算

1．了解变形体虚功原理；

2．掌握用单位荷载法计算静定结构位移的一般公式；

3．熟练掌握图乘法计算梁和刚梁的位移；

4．初步掌握支座移动引起位移的计算方法。

（九）力法

1.掌握力法的基本原理：判定超静定次数、选择力法基本体系、建立力法方程；

2．熟练掌握用力法计算荷载作用下1-2个未知量的超静定梁和刚架；

3．掌握用半结构计算对称结构；

4．初步掌握用力法计算支座移动引起的单跨超静定梁的内力；

5．了解静定结构和超静定结构的受力特性。

（十）位移法

1．掌握位移法的基本原理：确定位移法的基本未知量和基本体系、建立位移法方程；

2．熟练掌握用位移法计算荷载作用下1-2个未知量的刚架，并绘制内力图；

3． 掌握利用对称性进行简化计算。

（十一）渐近法

1．了解力矩分配法的基本概念；

2．熟练掌握用力矩分配法计算连续梁；

3．掌握用力矩分配法计算无侧移刚架；

迭加法为选学内容。

（十二）矩阵位移法计算连续梁

此章为选学内容。

（十三）结构动力计算基础

此章为选学内容。

3．习题课

习题课是本课程的重要实践环节，本课程安排习题课时为27。各教学班应按学时分配表规定的学习内容和学时进行教学。

在习题课上教师除作示范演算外，还要指导同学完成一定数量的习题。

课内外要求同学完成不少于160个习题。

四、教学媒体和学时分配

1、本课程的主要教学媒体

（1）文字教材：《结构力学》和《结构力学学习指导书》。

（2）音像教材：按照中央电大的录像教材。

2、教学环节的学时分配。

本课程的课内总学时为99，其中电视播课学时为72，习题课时为27。

3、课内学时分配

内容	电视课学时	习题课学时
1．绪论	1	0
2．平面杆系的几何组成分析	3	2
3．静定单跨梁与多跨梁	4	2
4．静定平面刚架	4	3
5．三铰拱	3	0
6．静定平面桁架与组合结构	6	3
7．影响线	6	2
8．静定结构的位移计算	8	4
9．力法	10	3
10．位移法	8	3
11．渐近法	5	1
12．矩阵位移法计算连续梁	5	2
13．结构的动力计算基础	9	2
共计	72	27