《结构力学》教学大纲.doc

《结构力学》教学大纲 课程编号 042242 课程名称：结构力学 Structural mechanics 教学对象 土木工程、水利水电工程、农业水利工程、设施农业科学与工程专业本科生 先修课程要求 高等数学、理论力学和材料力学。 本课程的性质和任务 本课程是水利类、土建类专业的一门主要技术基础课。其任务是使学生在学习理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握杆系结构的计算原理和方法，了解各类结构受力性能，为学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打下良好的力学基础。培养学生结构分析与计算等方面的能力。 本课程的教学内容 （一）绪论 结构力学的研究对象及任务。荷载的分类、结构的计算简图及其分类。平面体系的几何组成分析。静定结构的内力计算与特性回顾 （二）虚功原理和结构的位移计算 外力虚功，虚变形功，虚功原理。虚位移原理与单位位移法。虚力原理与单位荷载法。结构位移计算的一般公式。荷载作用下结构的位移计算及图乘法。温度变化及支座移动引起的结构位移计算。互等定理。 （三）力法 静定结构的概念。超静定次数的确定。 力法的基本原理。基本系与基本未知量，力法的典型方程及其物理意义。 用力法计算简单超静定刚架、超静定桁架和超静定组合结构。对称性利用。超静定拱的计算。温度变化及支座移动下超静定结构的计算。 超静定结构的位移计算，最后内力图的校核。 超静定结构的特性。等截面直杆的转角位移方程 位移法 位移法的基本原理。基本系与基本未知量，位移法的典型方程及其物理意义。 荷载作用下超静定刚架的计算。对称性利用。*支座移动下的计算 。 力矩分配法的概念及其应用。近似法。 影响线 移动荷载的概念，影响线的概念。用静力法作静定梁的影响线。结点荷载作用下的影响线。用机动法作静定梁的影响线。 桁架的影响线。*连续梁影响线的概念 影响量的计算。最不利荷载位置的确定。内力包络图。*简支梁的绝对最大弯矩。 *超静定结构补充讨论 超静定结构计算方法的讨论。基本解法的推广与联合应用。能量原理及能量法。结构计算简图的补充讨论。 平面杆件有限单元法 杆件有限单元法的概念。单元的空间位置。单元的局部坐标系与结构的整体坐标系。旋转矩阵与转换矩阵。局部坐标系与整体坐标系中的单元劲度矩阵。结构整体劲度矩阵。等效结点荷载，单元杆端力的计算。计算示例。平面刚架计算程序使用 实践性环节的内容及要求 结构分析上机实验，及上机实习，要求读懂和使用杆件结构程序，能计算多个例题，并修改部分程序片段或套编其它结构分析程序，训练编程和计算能力。结构力学实验安排在《力学实验》中，占8学时。 多媒体教学手段运用的内容、要求及占用学时。 本教研室研制和出版了《结构力学教学软件》，该软件覆盖结构力学的基本教学内容，要求用于辅助教学，占学时应在4成以上。 教材及参考书 教材：结构力学，蔡新主编，河海大学出版社，2001年 计算力学基础，杨海霞主编，河海大学出版社，2001年 参考书：结构力学，龙驭球主编，高等教育出版社，1998年 考核方式 综合考核，包括平时成绩、上机实习成绩、期中、期末考试。 教学大纲说明 大纲中，*号内容可讲或不讲，其余内容为基本内容。 各章重点、难点和要求： （一）绪论 结构计算简图是本章重点内容，为提高教学效果，课外可选本校建筑结构实验室，安排半个小时现场教学，讲解厂房排架计算简图的选取。此外，平面体系的几何组成分析也是本章重点。要认真复习静力学基础中静定结构的概念、性质及分析方法，为位移计算和求解超静定结构打好基础。 （二）虚功原理和结构的位移计算 虚功原理可只作简单证明。两种形式和两种用法中，以虚功原理与单位荷载法求位移作为重点。 （三）力法 基本原理是本章的重点。以荷载作用为主，引申到变温和支座移动；以刚架为主，桁架和组合结构只要指出计算特点。超静定拱架作为例题介绍。 （四）位移法 基本原理是本章的重点。两种表达只讲一种（附加约束法），另一种可由学生自学。只讲解力矩分配法求连续梁和无侧移刚架。近似法只将概念、方法。 （五）影响线 以静力法作静定梁的影响线为主，机动法为次。荷载最不 利位置只要讲三角形影响线情况。连续梁影响线只需讲概念。 （六）*超静定结构补充讨论 本章为选讲内容。 （七）平面杆件有限元法 以先处理方法为主。要讲解杆件结构计算程序，并要上机实习16机时，算出例题，要求能修改部分程序段。 《结构力学》课程简介 1．课程编号：042242 2．课程名称：结构力学 Structural mechanic 3．学分：4、学时：64 4．先修课程：高等数学、理论力学和材料力学。 5．教学对象：水利水电工程、农业水利工程、设施农业科学与工程专业本科生 6．内容简介： 课程内容：包括绪论、平面体系的几何组成分析、虚功原理和结构的位移计算