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1、05结构力学A教学大纲(2006版) 结构力学A教学大纲 二、课程目的和任务 结构力学课程是土木工程专业的专业基础课，在该专业中占有重要地位。 设置本课程的目的是使学生系统的掌握杆件结构体系强度、刚度、稳定性及结构动力计算的基本理论和基本方法，为土木工程的结构设计及建筑施工提供必要的理论知识和分析方法，为后继专业课程的学习奠定必要的力学基础。 三、本课程与其它课程的关系 本课程的先修课程是高等数学、线性代数、理论力学、材料力学。高等数学、线性代数课为结构力学提供计算工具，如积分、求导运算、代数方程组的解算等。理论力学课为结构力学提供计算原理，如平衡方程、虚功原理等；材料力学研究单个杆件的内力、
2、应力和变形，为结构力学研究杆件体系的内力和位移计算提供必要的基础。 结构力学将在混凝土及砌体结构、钢结构、高层建筑设计理论、抗震理论、土木工程施工等后继专业课中得到应用。这些课程中的计算方法和其他实用算法，将对结构计算加以补充。 四、教学内容、重点、教学进度、学时分配 （一）绪论(2学时) 1、主要内容 （1）结构和结构的分类 （2）结构力学的任务与方法 （3）结构的计算简图 （4）杆件结构的分类 （5）荷载的分类 2、重点 结构的计算简图 3、教学要求 了解结构力学的任务与方法，理解并掌握结构的计算简图、结构和杆件结构的分类、荷载的分类。 （二）结构的几何组成分析(4学时) 1、主要内容 （
3、1）几何组成分析的目的、几何不变体系和几何可变体系 （2）自由度和约束的概念 （3）几何不变无多余约束的平面杆件体系的几何组成规律 （4）瞬变体系 （5）几何组成分析举例 （6）结构的几何组成与静定性的关系 2、重点 几何不变体系无多余约束的平面杆件体系的组成规则。 3、教学要求 理解几何不变体系、几何可变体系和刚片、自由度、约束等概念，熟练掌握几何不变体系无多余约束的平面杆件体系的组成规则，理解结构的几何特性与静力特性的关系。 （三）静定梁(6学时) 1、主要内容 （1）静定单跨梁的计算 （2）简支斜梁的计算 （3）多跨静定梁 2、重点 静定单跨梁、静定多跨梁受力特点；分段叠加法绘制直杆弯矩
4、图。 3、教学要求 熟练掌握要掌握静定单跨梁、静定多跨梁的支座反力、内力的计算，及内力图的绘制。 （四）静定刚架(6学时) 1、主要内容 （1）静定平面刚架的几何组成及特点 （2）静定刚架支座反力的计算 （3）静定刚架内力计算和内力图的绘制 （4）三铰刚架及多层多跨静定刚架的内力图 2、重点 静定平面刚架支座反力、内力的计算，及其内力图的绘制；多跨静定刚架的组成及受力特点。 3、教学要求 熟练掌握静定刚架、三铰刚架、多跨静定刚架内力的计算方法及其内力图的绘制。 （五）三铰拱（4学时) 1、主要内容 （1）三铰拱的组成和类型 （2）竖向荷载作用下三铰拱的支座反力组成和类型 （3）三铰拱的受力特点
5、 （4）三铰拱的合理轴线 2、重点 三铰拱的受力特点；三铰拱的支座反力、内力的计算方法；三铰拱的合理轴线。 3、教学要求 掌握三铰拱内力计算方法、三铰拱的合理轴线。 （六）静定桁架和组合结构(6学时) 1、主要内容 （1）桁架的特点和组成分类 （2）结点法 （3）截面法 （4）结点法和截面法的联合应用 （5）组合结构 2、重点 桁架的特点、桁架和组合结构的分析计算方法，零杆的分析。 3、教学要求 理解桁架和组合结构概念，熟练掌握桁架结构和组合结构的内力计算方法，及桁架零杆的分析。 （七）静定结构总论(2学时) 1、主要内容 （1）静定结构受力分析的方法 （2）静定结构的一般性质 （3）各种结构
6、形式的受力特点 2、重点 结构的组成分析和静定结构受力分析方法；静定结构的一般性质和各种结构形式的受力特点。 3、教学要求 掌握结构的组成分析和静定结构受力分析，静定结构的一般性质和各种结构形式的受力特点。 （八）影响线(7学时) 1、主要内容 （1）影响线的概念 （2）静力法作静定单跨梁影响线 （3）结点荷载作用下梁的影响线 （4）静力法作的桁架影响线 （5）机动法作静定单跨梁的影响线 （6）影响线的应用 （7）简支梁的包络图和绝对最大弯距 2、重点 影响线的概念；影响线的两种做法：静力法、机动法；影响线的应用。 3、教学要求 理解影响线的概念；熟练掌握影响线的两种做法：静力法、机动法，及影
7、响线的应用。 （九）虚功原理和结构的位移计算(11学时) 1、主要内容 （1）位移计算概述 （2）虚功和虚功原理 （3）单位荷载法计算位移和位移计算的一般公式 （4）荷载作用下的位移计算 （5）图乘法 （6）温度作用时的位移计算 （7）支座移动时的位移计算 （8）线形变形体系的互等定理 2、重点 结构位移计算的一般公式，荷载、温度和支座移动作用下的结构位移计算，图乘法。 3、教学要求 理解刚体体系的虚功原理及其两种应用，变形体系虚功原理，掌握结构位移计算的一般公式，熟练掌握荷载、温度和支座移动作用下的结构位移计算，及利用图乘法求结构位移方法。 （十）力 法(12学时) 1、主要内容 （1）超静
8、定结构和超静定次数 （2）力法的基本概念 （3）力法方程的典型形式 （4）超静定梁、刚架和排架 （5）超静定桁架和组合结构 （6）对称结构的计算 （7）超静定拱 （8）温度变化和支座位移时超静定结构的内力计算 （9）超静定结构的位移计算 （10）超静定结构计算的校核 2、重点 力法的基本概念和基本原理；超静定结构的特性；用力法计算超静定结构；对称结构的简化计算；温度变化和支座移动作用下的超静定的计算；超静定结构的位移计算。 3、教学要求 要求理解力法的基本概念和基本原理；要熟练掌握力法基本体系的确定、力法典型方程的建立、方程中系数和自由项的计算；熟练掌握用力法计算超静定结构，对称结构的简化计算
9、和超静定结构的位移计算。 （十一）位移法(8学时) 1、主要内容 （1）位移法的基本概念 （2）等截面直杆的形常数和载常数 （3）位移法的基本未知量和基本体系 （4）位移法方程 （5）位移法计算连续梁和无侧移刚架 （6）位移法计算有侧移刚架和排架 （7）位移法计算对称结构 （8）用直接平衡法建立位移法方程 2、重点 位移法的基本概念和基本原理；等截面直杆的形常数和载常数；用位移法计算超静定结构；用直接平衡法计算超静定结构。 3、教学要求 要求理解位移法的基本概念和基本原理；要熟练掌握等截面直杆的形常数和载常数，位移法基本体系的确定、典型方程的建立、方程中系数和自由项的计算；熟练掌握用位移法计算
10、超静定结构，用直接平衡法计算超静定结构。 （十二）渐近法、近似法和超静定结构的影响线(8学时) 1、主要内容 （1）渐近法概述 （2）力矩分配法的概念 （3）单结点的力矩分配基本运算 （4）多结点的力矩分配渐近运算 （5）无剪力分配法 （6）剪力分配法 （7）超静定结构的近似法 （8）超静定力的影响线 （9）连续梁的最不利荷载分布及内力包络图 2、重点 用力矩分配法、剪力分配法计算超静定结构。 3、教学要求 理解渐近法、近似法的相关概念和原理，熟练掌握应用力矩分配法、无剪力分配法和剪力分配法计算超静定结构，掌握竖向荷载下的分层计算法、水平荷载下的反弯点法。 （十三）矩阵位移法(8学时) 1、主
11、要内容 （1）概述 （2）单元分析（一） 局部坐标系中的单元刚度矩阵 （3）单元分析（二） 整体坐标系中的单元刚度矩阵 （4）连续梁的整体刚度矩阵 （5）刚架的整体刚度矩阵 （6）等效结点荷载 （7）计算步骤和算例 （8）忽略轴向变形的矩形刚架的整体分析 2、重点 局部坐标系和整体坐标系中的单元刚度矩阵的建立及其转换关系；利用单元集成法建立连续梁和刚架的整体刚度矩阵；等效结点荷载；并应用矩阵位移法分析计算平面桁架和组合结构。 3、教学要求 熟练掌握局部坐标系和整体坐标系中的单元刚度矩阵的建立及其转换关系；利用单元集成法建立连续梁和刚架的整体刚度矩阵；等效结点荷载；并应用矩阵位移法分析计算平面桁
12、架和组合结构。 （十四）超静定结构总论(2学时) 1、主要内容 （1）超静定结构基本解法的分类和比较 （2）力矩分配法与位移法联合解有侧移刚架 （3）超静定结构的特性 （4）关于计算简图的补充讨论 2、本章重点 超静定结构基本解法；超静定结构的特性。 3、教学要求 理解超静定结构基本解法的特点，掌握超静定结构的特性 （十五）结构的动力计算(10学时) 1、主要内容 （1）动力计算概述 （2）单自由度体系的自由振动 （3）单自由度体系的受迫振动 （4）两个自由度体系的自由振动 （5）两个自由度体系在简谐荷载下的受迫振动 2、重点 动力计算自由度的确定； 用刚度法、柔度法建立单自由度体系自由和受迫
13、振动的微分方程；结构的自振周期和频率；动力系数的意义及其结构的动力反应； 用刚度法、柔度法建立两自由度体系自由和受迫振动的微分方程；频率方程和自振频率；主振型及主振型的正交性。 3、教学要求 理解结构动力计算的基本概念和原理，掌握动力计算自由度的确定；熟练掌握用刚度法、柔度法建立单自由度体系自由和受迫振动的微分方程；结构的自振周期和频率；动力系数的意义及其结构的动力反应；熟练掌握用刚度法、柔度法建立两自由度体系自由和受迫振动的微分方程；频率方程和自振频率；主振型及主振型的正交性。 五、实践教学内容要求 无 六、课程考核方式 考试（闭卷），总成绩中平时成绩（学生出勤+平时作业成绩）占30%，考试成绩占70%。 七、建议教材与教学参考书 1、 建议教材: 1包世华结构力学（上、下册）（第三版） 武汉：武汉理工大学出版社2008年2月 2、 教学参考书: 1龙驭球、包世华.结构力学（上、下册）(第2版).北京:高等教育出版社.2008年2月 2张延庆.结构力学（上、下册
