“结构力学I”课程标准

“结构力学I”课程标准

课程名称：结构力学I

英文名称：Structural Mechanics I

课程代码：

课程类别：专业教育必修课程（专业核心课程）

课程学时：56

课程学分：3.5

适用专业：土木工程

先修课程：高等数学、理论力学、材料力学等

授课学院：建筑工程学院

教研室：土木工程教研室

制定人：赵腾飞、袁立群、孟昭博

审定人：张绪涛、孟昭博、崔诗才

一、课程性质

《结构力学I》是土木工程专业必修的专业核心课程之一，将为后续专业课程学习打下良好的基础。通过本课程的学习，学生在理论力学和材料力学的基础上可以进一步掌握分析计算杆件体系的基本原理和方法，了解各类结构的受力性能，培养学生结构分析与计算的能力，为学习有关专业课程及进行结构设计和科学研究打下基础，并能够应用结构力学基本理论和方法解决工程实际问题。

二、目标要求

（一）总体目标

掌握结构在荷载、支座移动等因素作用下结构强度、刚度等的分析、计算方法；掌握结构的合理组成形式及分析方法；熟悉结构力学相关的基本概念，了解近似计算方法、了解计算结构力学的相关分析方法。在头脑中初步建立结构的力学思维方式，能正确应用力学知识对结构的强度、刚度以及结构合理组成进行分析。

（二）具体目标

1.知识目标

（1）能理解结构力学的一般概念及结构受力、变形等特点；

（2）能正确建立力学相关计算模型并对其进行结构几何组成分析；

（3）能正确利用多种方法对结构进行受力分析、绘制相应的内力图；

（4）能正确通过虚功法求解结构的位移，并能大致绘制结构的变形图。

2.能力目标

（1）能熟练计算、绘制静定结构、超静定结构的内力；

（2）能熟练求出指定截面的广义位移；

（3）能判别平面杆系结构的几何组成合理性。

3.素质目标

（1）能将力学知识应用于实际工程中，着力培养工程实践能力；

（2）引入前延、后续课程，做好课程衔接，形成课程体系，为后学专业课学习打好基础；

（3）培养学生的受力概念、直观受力感觉和力学意识，勇于担当结构安全和经济两大重任。

三、课程内容

第1章绪论

（一）课程教学内容

1. 基础内容

基本要求：

（1）掌握结构概念，了解结构分类；

（2）掌握结构力学的研究对象、学科地位、研究内容等相关概念；

（3）掌握结构简化计算模型的取用方法、原则，掌握各类杆系结构的受力和变形特点，了解常见的荷载类型及特点；

（4）了解本课程的特点、要求和学习方法。

重点：

（1）计算模型的简化取用方法；

（2）不同类别的杆系结构受力和变形特点。

2. 提高、拓展内容

（1）了解、发现结构力学在工程实践中的应用；

（2）探索身边的结构力学，趣味结构力学；

（3）力学的学习方法讨论、交流会；

（4）举办和参加省、全国结构模型竞赛、力学竞赛。

（二）课后学习内容

第1-1节“3课程教学中的能力培养”，第1-5节学习方法。第17章结构力学与方法论。

第2章结构的几何构成分析

（一）课程教学内容

1. 基础内容

基本要求：

（1）掌握几何不变体系、几何可变体系、刚片、自由度、约束、必要约束与多余约束、实铰与虚铰的概念；

（2）掌握平面几何不变体系的基本组成规则及其运用；

（3）了解平面体系的计算自由度相关概念，会计算结构的计算自由度；

（4）了解体系的几何组成与静力特性之间的关系。

重点：

（1）掌握计算自由度计算方法；

（2）掌握基本组成规则和结构体系的几何组成分析。

2. 提高、拓展内容

（1）拓展实际工程事故案例，讲解几何组成分析的重要性；

（2）对参赛的结构模型点评其几何组成的合理性。

（二）课后学习内容

2-6小结，2-7思考题，全部习题。

第3章静定梁和平面刚架

（一）课程教学内容

1. 基础内容

基本要求：

（1）灵活运用脱离体法计算梁和刚架指定截面的内力；

（2）熟练掌握静定梁和静定平面刚架内力图的作法；

（3）了解速回内力图的绘制方法。

重点：

（1）绘制静定梁和静定平面刚架的内力图，这是本课程最重要的基本功；

（2）弯矩图和剪力图微分关系，叠加法等具体知识点。

2. 提高、拓展内容

（1）结合实际工程中的问题（如雨棚、楼梯梁、砌体结构中的单跨梁，桥梁结构的多跨梁等）进行自重和活荷载下的内力计算分析；

（2）简单竞赛模型的受力计算。

（二）课后学习内容

3-12小结；

3-13思考与讨论：3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-10，3-11；

习题：3-1，3-2，3-3，3-4，3-11，3-12，3-13，3-14，3-15，3-16，3-

17，3-18。

第4章静定桁架和组合结构

（一）课程教学内容

1. 基础内容

基本要求：

（1）熟练掌握静定平面桁架杆件轴力的计算方法；能利用结点平衡的特殊情况判定零杆和等力杆；

（2）了解理想桁架的概念；了解三种平面梁式桁架的受力特点；了解静定结构的力学特性；

（3）掌握静定组合结构的受力特点及内力计算方法。

重点：

（1）掌握结点法、截面法计算桁架轴力；

（2）掌握静定组合结构内力的计算方法。

2. 提高、拓展内容

（1）结合实际工程中的问题（如桁架式屋架、桥梁等等）进行自重和活荷载下的内力计算分析；

（2）简单桁架结构模型的制作与受力计算。

（二）课后学习内容

3-12小结；

3-13思考与讨论：3-7，3-8，3-9，3-12；

习题：3-5，3-6，3-7，3-8，3-9，3-10，3-19，3-20，3-26。

第5章三铰拱