四川大学结构力学本科教学大纲
《结构力学》教学大纲
《结构力学》教学大纲大纲说明课程代码：5125015总学时：80学时(讲课76学时，上机4学时)总学分：5学分课程类别：必修适用专业：土木工程专业（本科）预修要求：高等数学、理论力学、材料力学课程的性质、目的、任务：结构力学是土木工程专业的一门主要的技术基础课。
它的任务是在学习理论力学和材料力学的基础上，了解和掌握杆件结构的计算原理和方法，熟悉各类结构的受力特点和性能，培养结构分析和计算的能力，为学习有关专业课程和解决生产实践中的结构力学问题打好基础。
通过学习，使学生掌握平面杆件结构的组成分析、静定结构和超静定结构的内力和位移的计算分析方法。
课程教学的基本要求：本课程的学习中，要密切联系实际，培养学生正确的分析问题的方法，注意正确理解掌握基本概念和基本方法。
考虑到课程性质，建议采用多媒体教学手段。
计算机应用是本课程的重要组成部分，在教学中应予以充分重视。
大纲的使用说明：本大纲适用于土木工程本科专业80课时的结构力学课程使用，可根据具体的课时情况作适当的增删。
大纲正文第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：结构力学的研究对象和任务；平面杆件结构和荷载的分类；结构计算简图概念及确定计算简图的原则。
重点：结构力学的研究对象和任务；结构计算简图概念及确定计算简图的原则。
难点：确定计算简图第一节结构力学的研究对象和任务第二节结构的计算简图第三节平面杆件结构和荷载的分类第四节结构力学的学习方法习题：3题第二章平面体系的几何组成分析学时：4学时（讲课3学时，习题1学时）本章讲授要点：几何不变体系的基本组成规律；对体系几何组成的分析和判定；静定结构和超静定结构的几何组成特征。
重点：运用无多余约束的几何不变体系的三个简单组成规则分析一般体系的几何组成。
难点：三刚片体系中虚铰在无穷远处的情况。
第一节概述第二节几何不变体系组成规则及体系分析举例习题：6题第三章静定结构的内力计算学时：10学时（讲课8学时，习题2学时）本章讲授要点：梁、刚架的内力计算及内力图的绘制；多跨静定梁、静定平面刚架、三铰拱、受弯杆件与桁架杆件组合结构的内力计算；结点法和截面法计算静定平面架内力；三铰拱的受力特点，内力图特征，合理拱轴概念及静定结构的基本特征。
结构力学 教学大纲
结构力学教学大纲结构力学教学大纲一、引言结构力学作为土木工程学科中的重要组成部分，是研究物体在外力作用下的力学性质和变形规律的学科。
本教学大纲旨在为结构力学课程的教学提供一个基本框架，帮助学生全面理解结构力学的基本原理和应用。
二、课程目标1. 理解结构力学的基本概念和基本原理；2. 掌握结构力学的基本计算方法和分析技巧；3. 培养学生的问题分析和解决问题的能力；4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
三、课程内容1. 静力学基础1.1 力的基本概念和力的作用点、力的方向；1.2 力的合成与分解；1.3 力的平衡条件；1.4 刚体平衡条件。
2. 杆件受力分析2.1 杆件的受力分析方法；2.2 杆件的受力平衡条件；2.3 杆件的内力分析；2.4 杆件的应力分析。
3. 梁的受力分析3.1 梁的基本概念和分类；3.2 梁的受力分析方法；3.3 梁的受力平衡条件；3.4 梁的内力分析；3.5 梁的应力分析。
4. 框架结构的受力分析4.1 框架结构的基本概念和分类；4.2 框架结构的受力分析方法；4.3 框架结构的受力平衡条件；4.4 框架结构的内力分析；4.5 框架结构的应力分析。
5. 悬臂梁和悬链线的受力分析5.1 悬臂梁的基本概念和受力分析方法；5.2 悬臂梁的受力平衡条件；5.3 悬臂梁的内力分析；5.4 悬链线的基本概念和受力分析方法；5.5 悬链线的受力平衡条件；5.6 悬链线的内力分析。
6. 弯曲和剪切6.1 弯曲的基本概念和受力分析方法；6.2 弯曲的受力平衡条件；6.3 弯曲的内力分析；6.4 剪切的基本概念和受力分析方法；6.5 剪切的受力平衡条件；6.6 剪切的内力分析。
7. 静力学平衡方法的应用7.1 静力学平衡方法的基本原理；7.2 静力学平衡方法在结构设计中的应用。
四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解，向学生传授结构力学的基本概念和原理；2. 实例分析：通过具体实例的分析，帮助学生理解结构力学的应用；3. 数学建模：通过数学建模，培养学生的问题分析和解决问题的能力；4. 实验教学：通过实验教学，加深学生对结构力学原理的理解。
理学结构力学四川大学
C
4.04kN
A 4.04kN
α B
8kN/m
F
D
α E
11.93kN
10kN D
计算ME
m
A
2l/3
B l/3
CD l/3
E 2l/3
ME=3m(上侧受拉)
40k N
80k N·m
20k N/m
AB 2m 2m
CD 2m 1m 2m
EF
G
H
2m 1m
4m
2m
50
40
20
40
40
40
20
40
M:kN.m
FFAy Ay
nn
MA 0
FRB
l
ql
cos
l
2 cos
0
FRB
ql 2 cos2
BB
M DAA 0
ααM xx
D
KK ql 2 cos2
llcos12 (
x
qlx 2
2
qx2
cos2
qx2 )
2
AA
Fn Ft
0A0AFFqAqAyαyαxqxqFFxxNQDMDKMKFFKFnKQFn2cqQ(KNKoclqNKssoKxqits2ntl2
F
m
2mm
=
l/2
l/2
m
M图
Fl 4
F 2
+
3m l
m =
2m
+ FQ图
-
=
F 2
-
3m l
F 2m
+
+
2m
Fl
4
3m
结构力学第五版教学大纲
结构力学第五版教学大纲一、课程简介《结构力学》是土木工程专业本科生必修的一门核心课程，主要介绍结构力学的基本理论和方法，包括静力学原理、梁的基本理论、桁架的理论与分析，以及三力平衡、虚功原理、原初定理和接触问题等。
《结构力学》的学习是土木工程专业学生学习相关课程的基础，因此，本课程的教学内容和方法的选择，对于培养学生良好的学习习惯和能力，以及提高其综合运用知识和解决实际问题的能力具有重要的意义。
二、教学目标1.掌握结构力学中梁的运动学和基本理论。
2.了解桁架的理论和分析方法。
3.掌握三力平衡、虚功原理、原初定理和接触问题的基本概念、原理和方法。
4.培养学生科学分析问题和解决问题的能力。
5.培养学生研究思考、独立学习的能力。
三、教学内容第一章静力学原理1.静力学的基本概念。
2.力的平衡条件。
3.几何性质的基本定理。
4.重心和质心的概念和计算。
5.弯矩图和剪力图的作图方法。
6.预应力混凝土中的静力学问题。
第二章梁的基本理论1.梁的偏转与挠度。
2.梁的应力状态。
3.线弹性力学的基本定理与方法。
4.梁的自由振动和强迫振动。
5.梁的稳定性分析。
第三章桁架的理论1.应力和刚度。
2.单层和多层桁架的计算方法。
3.布尔定理和懒惰勾股定理。
4.摆杆和折杆的分析和计算。
第四章三力平衡、虚功原理、原初定理和接触问题1.三力平衡的原理和应用。
2.虚功原理的基本概念和应用。
3.原初定理的基本概念和应用。
4.接触问题的分析和计算。
四、教学方法1.讲授教学法。
2.实例教学法。
3.讨论教学法。
4.自学教学法。
五、教学进度教学内容学时安排第一章4第二章13第三章8第四章5复习与考试4六、教材及辅导书主教材：《结构力学第五版》，刘罡、冯洁主编。
参考书：1.《结构力学课件讲义》。
2.《结构力学》，赵文超，沈君骅著，科学出版社。
3.《结构力学》，李承增等著，高等教育出版社。
七、考核方式期末考试：60% 平时成绩：40%。
《结构力学》教学大纲
《结构力学》教学大纲一、课程基本信息课程名称：结构力学课程类别：专业基础课课程学分：＿____课程总学时：＿____授课对象：＿____二、课程性质与任务结构力学是土木工程专业的一门重要的专业基础课，它是研究结构的受力性能、承载能力和设计方法的学科。
通过本课程的学习，使学生掌握结构力学的基本概念、基本理论和基本方法，具备对常见结构进行受力分析、内力计算和位移计算的能力，为后续的专业课程学习和工程实践打下坚实的基础。
三、课程教学目标1、知识目标掌握平面体系的几何组成分析方法，能够判断体系的几何不变性和可变性。
理解静定结构的内力计算原理和方法，能够熟练计算静定梁、静定刚架、静定桁架和静定拱的内力。
掌握静定结构的位移计算方法，能够利用单位荷载法计算结构的线位移和角位移。
理解超静定结构的内力计算原理和方法，能够熟练运用力法、位移法和力矩分配法计算超静定结构的内力。
了解影响线的概念和绘制方法，能够绘制简单结构的影响线。
2、能力目标培养学生的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。
提高学生的计算能力和绘图能力。
培养学生运用结构力学知识进行工程结构设计和分析的能力。
3、素质目标培养学生的工程意识和创新精神。
培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作作风。
四、课程教学内容与要求（一）绪论1、结构力学的研究对象和任务介绍结构力学的研究对象，包括各类工程结构，如桥梁、房屋、塔架等。
阐述结构力学的主要任务，即研究结构的受力性能、承载能力和设计方法。
2、结构的计算简图讲解结构计算简图的概念和简化原则。
举例说明如何将实际结构简化为计算简图，包括支座的简化、杆件的简化、荷载的简化等。
（二）平面体系的几何组成分析1、几何不变体系和几何可变体系介绍几何不变体系和几何可变体系的概念和特点。
通过实例让学生区分几何不变体系和几何可变体系。
2、平面体系的自由度讲解平面体系自由度的概念和计算方法。
让学生掌握如何通过计算自由度来判断体系的几何可变性。
【完整版】结构力学教学大纲
《结构力学》教学大纲【课程编码】JZZB1080 【课程名称】结构力学【英文名称】Structural Mechanics【总学时】85【学分】5【理论学时】85【实验、实践学时】0【课程类别】专业必修课【适用专业】土木工程【课程性质、目标和要求】本课程是土木工程专业重要的学科基础课，是该专业的一门主干课、必修课。
通过本课程的学习，使学生了解杆件结构的组成规律；掌握静定和超静定结构的内力和位移的计算原理和方法，提高结构计算能力，熟练分析、计算土木工程结构的力学性能，为学习有关专业课程以及毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础，培养学生对工程结构进行分析和计算的能力。
学生学完本门课程后，应达到下列要求：1．对一般的杆件结构能选择正确的计算简图、并能分析其几何组成。
2．熟练掌握选择隔离体列平衡方程的方法，对一般静定结构能正确地进行内力分析。
3．理解影响线的概念，掌握静力法作静定梁、桁架的影响线的方法，会利用影响线求结构在移动荷载下的最大内力。
4．理解变形体虚功原理的内容及其应用，熟练掌握静定结构在荷载等因素下位移的计算方法。
5．掌握力法、位移法、力矩分配法的基本原理，并能选择适当的计算方法对一般超静定结构作熟练地计算。
会计算超静定结构的位移。
会利用对称性进行简化计算。
6．了解杆件结构动力分析的基本方法。
【教学内容和要求】第一章结构的组成分析一、学习目的要求了解结构力学的任务和方法，结构的计算简图，结构和干件结构的分类以及荷载的分类。
二、主要教学内容1、结构和结构的分类2、结构力学的人物和方法3、结构的计算简图4、杆件结构的分类5、荷载的分类第二章结构的几何组成分析一、学习目的要求1、了解几何组成分析的目的，判定杆件体系是否几何可变，从而决定其能否用作结构；研究几何不变、无多余约束体系的组成规则，以便帮助我们正确选择静力分析方法和程序；2、掌握不变无多余约束体系的三个组成规则；3、掌握结构的几何组成和静力特征之间的关系。
《结构力学（Ⅰ）》课程教学大纲
《结构⼒学（Ⅰ）》课程教学⼤纲《结构⼒学（Ⅰ）》课程教学⼤纲⼀、课程性质与⽬的《结构⼒学》课程是⼟建、⽔利类专业本科⽣的⼀门重要的专业基础课程。
本课程的任务是在学习理论⼒学和材料⼒学等课程的基础上进⼀步掌握有关杆系结构受⼒分析的基本概念、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，培养结构分析与计算等⽅⾯的能⼒。
课程的⽬的主要有：1、了解杆系结构的构造规律。
2、掌握静定和超静定结构内⼒分析的概念、原理与⽅法，掌握结构位移的计算⽅法。
3、了解结构矩阵分析⽅法。
本课程采⽤英语教学。
⼆、课程基本要求1、使学⽣具备系统的结构⼒学知识，对常见的杆系结构具有选择计算简图的初步能⼒，并能根据具体问题选择恰当的分析、计算⽅法，为学习有关专业课程，为毕业后从事结构设计、施⼯和科研⼯作打好理论基础。
2、提⾼学⽣的结构分析能⼒，具有对各种静定、超静定结构进⾏计算的能⼒，具有对计算结果进⾏校核以及对内⼒分布的合理性作出判断的能⼒，初步具备使⽤电⼦计算机进⾏结构分析的能⼒。
3、培养学⽣的综合分析能⼒和科学作风。
三、课程基本内容（⼀）绪论1．结构⼒学的研究对象及任务。
2．荷载的分类。
结点及⽀座的分类。
3．结构的计算简图及其分类。
4．结构⼒学的基本假设。
（⼆）平⾯体系的⼏何构造分析1．⼏何构造分析的⽬的。
⾃由度的概念。
2．平⾯体系的⾃由度计算。
3．平⾯体系的⼏何构造分析。
4．瞬变体系的特征。
5．静定与超静定结构的⼏何构造特征。
（三）静定结构1．多跨静定梁和静定刚架的⼏何构造。
在直接荷载及结点荷载作⽤下的内⼒分析以及内⼒图的绘制。
2．拱的基本受⼒特征。
三铰拱的内⼒计算⽅法。
三铰拱的压⼒线与合理拱轴线。
3．静定平⾯桁架的⼏何构造及其分类。
⽤结点法及截⾯法计算桁架的内⼒。
结点法与截⾯法的联合应⽤。
各类平⾯梁式桁架的⽐较。
组合结构的计算。
4．静定结构的⼀般性质。
（四）静定结构的影响线1．移动荷载和影响线的概念。
结构力学第一章
表示方法：
2
结构的计算简图
例如：图示木屋架的结点
▲ 刚结点 几何特征：各杆不能绕结点作相对转动。 受力状况：由于结点能阻止杆件之间发生相对转
角，因此杆端有弯矩、剪力 和轴力。
2
结构的计算简图
表示方法：
例如：图示现浇钢筋混凝土框架的结点
2
结构的计算简图
3）支座的简化
对平面结构一般可以简化成以下三种形式：
▲ 可动铰支座
只能约束竖向运动的支座称为：可动铰支座
表示方法：
例如：把梁放在柱顶上，不作任何处理，其支座就 可简化成可动铰支座。
2
结构的计算简图
▲ 固定铰支座
能约束竖向和水平运动的支座称为：固定铰支座 表示方法：
例如：把屋架放在柱顶上，并与柱顶的预埋件连 接，这样的支座可简化成固定铰支座。
2
结构的计算简图
绪 论
1
结构力学的任务
力：物体之间的相互作用。 结构：土木工程中，承受和传递载荷并起骨架 作用的部分称为结构。 构件：结构的组成部分统称为构件。如图中的 柱子、基础、屋架等。
结构的特点： 1 .几何不变 2. 有足
（1）什么是结构力学
够的承载力。
1
结构力学的任务
（2）结构力学的研究对象 理论力学 研究刚体，研究力与运动的关系。 材料力学 研究变形体，研究力与变形的关系。
主要研究对象---杆件。
结构力学：研究变形体，研究力与变形的关系。
主要研究对象---杆系——杆状结构体系。
材料力学和结构力学 研究的变形体是弹性变形
体。
1
结构力学的任务
最大的斜拉桥-杨浦大桥
1
结构力学的任务
1
结构力学的任务
《结构力学》教学大纲
《结构力学》教学大纲《结构力学》是建筑工程和土木工程专业的一门重要课程，它涉及到建筑结构和桥梁等工程结构的力学分析、设计和优化。
在本文中，我们将介绍《结构力学》的教学大纲，包括课程简介、教学目标、教学内容和教学方法。
一、课程简介《结构力学》是建筑工程和土木工程专业的一门核心课程，主要研究工程结构在各种力和载荷作用下的力学性能和变形规律。
通过本课程的学习，学生将掌握结构力学的基本理论和分析方法，为后续的课程设计和毕业设计打下坚实的基础。
二、教学目标本课程的教学目标如下：1、掌握结构力学的基本概念和基本原理，了解各种类型结构的力学特性和变形规律。
2、掌握结构分析的基本方法，包括力法、位移法、能量法和有限元法等，能够熟练运用这些方法进行结构分析和设计。
3、培养学生的解决实际问题的能力和创新思维能力，能够根据工程实际进行合理的结构设计和优化。
三、教学内容本课程的教学内容包括以下五个方面：1、绪论：介绍结构力学的定义、发展历程和应用范围，让学生了解本课程的重要性和意义。
2、杆系结构的内力和位移计算：介绍杆系结构的受力分析和位移计算方法，包括力的平衡方程、弯矩方程和剪力方程等。
3、应力应变分析：介绍应力和应变的基本概念和基本原理，包括应力分析的应变法、应力分析和材料的力学性质等。
4、结构分析的基本方法：介绍力法、位移法、能量法和有限元法等结构分析的基本方法，让学生掌握这些方法的应用和原理。
5、结构稳定性分析：介绍结构稳定性的基本概念和基本原理，包括稳定性的分析和设计方法等。
四、教学方法本课程的教学方法包括以下几种：1、课堂讲解：采用讲解和演示相结合的方式，使学生了解结构力学的理论和分析方法。
2、实验操作：通过实验操作，让学生了解各种类型结构的力学特性和变形规律。
3、计算机模拟：采用计算机模拟方法，让学生了解结构分析的有限元方法和程序设计。
4、案例分析：通过案例分析，让学生了解结构设计的实际应用和优化方法。
5、小组讨论：采用小组讨论的方式，鼓励学生积极参与课堂讨论，促进学生对结构力学的理解和掌握。
《结构力学》大纲
《结构力学》(Ⅰ)课程教学大纲课程名称：结构力学(Ⅰ)一、教学大纲说明(一)课程的性质和任务结构力学是土建类专业的一门主要技术基础课。
本课程的任务是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件结构的静力计算原理和方法，了解各类结构的受力性能，为学习后续课程和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，培养结构分析与计算等方面的能力。
(二)本课程大纲的特色本课程大纲为适应具有华南地区特色的土木类专业的学生而制定，着重加强训练学生对基本概念、基本原理和基本方法的理解、掌握与运用，而淡化技巧性知识的学习。
(三)能力培养的要求1．分析能力能够根据具体问题确定合理的计算简图并选择恰当的计算方法。
2．计算能力具有对各种静定、超静定结构进行计算的能力和对计算结果的初步校核与判断能力。
3．自学能力具有自学和阅读结构力学教学参考书的能力。
4．表达能力计算过程思路清晰、整洁、严谨。
(四)参考教材《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社二、课程的内容(一)绪论了解结构力学的任务和研究对象、结构分类、结构计算简图，熟练掌握支座、结点、杆件的受力特性。
重点：支座、结点的约束特性及受力特性。
(二)几何组成分析理解几何不变体系、常变体系、瞬变体系和刚片、自由度、约束、虚铰等概念，掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则以及规则之间的关系，熟练运用规则分析常见体系的几何组成，了解体系的几何特性与静力特性的关系，能够正确判断超静定结构的次数。
重点：几何组成的分析方法，超静定次数的确定。
难点：如何利用三刚片规则以及判定具有无穷远虚铰情况的几何组成。
(三)静定结构内力计算熟练掌握利用静定结构的几何组成分类(二刚片、三刚片、基附型)求解支座和联系反力的方法，熟练掌握利用微分关系、刚结点平衡和区段叠加法快速作弯矩图，了解已知弯矩图作剪力图和已知剪力图作轴力图的方法，灵活运用隔离体平衡的方法，熟练掌握静定梁和刚架内力图的作法，掌握桁架内力的解法，掌握静定组合结构和拱内力的计算方法，了解静定结构的力学特性，了解复杂结构的内力计算方法。
《结构力学》教学大纲2024
引言概述：《结构力学》是工程学中的一门基础课程，主要研究物体在受到外力作用时的力学行为和结构的静力学性能。
本文是关于《结构力学》教学大纲的详细阐述，旨在介绍课程的结构和内容，以及学习目标和教学方法。
正文内容：一、课程背景与意义1.结构力学的定义和作用a.结构力学的定义和基本概念b.结构力学在工程实践中的作用和意义2.课程背景及重要性a.工程学中的结构力学课程的地位和作用b.结构力学在相关专业和领域的应用3.学习目标和要求a.学习目标的总体规划b.学习任务和要求的说明c.课程主要的学习内容和教学方法二、课程大纲1.课程名称和学分2.教材选择和参考书目3.教学大纲的总体结构a.课程目标和学时安排b.教学内容和章节划分c.学习方法和考核方式三、课程内容详解1.静定结构力学a.受力分析和平衡条件b.内力和弯矩分布的计算c.静定结构的数学模型和求解方法2.静力学一般问题a.外力作用下的结构平衡b.杆件和结构的受力分析c.应力和应变的计算和分析3.变形与挠度a.弹性力学基础知识b.结构变形和挠度的计算c.静力学和变形关系的分析和应用4.材料力学与破坏分析a.材料力学基本概念和性质b.弹性和塑性材料的应力应变关系c.结构的破坏分析和安全评估5.结构稳定性和动特性a.结构稳定性的基本理论和实践b.结构动力学与振动分析c.结构的稳定性和动特性的应用四、教学方法1.理论教学与实践教学相结合2.课堂教学和实验教学的衔接3.案例分析和实际问题解决4.计算机仿真和模拟实验的应用五、总结在《结构力学》的教学大纲中，通过介绍课程的背景和意义，明确了学习目标和要求。
在详细阐述课程内容方面，包括了静定结构力学、静力学一般问题、变形与挠度、材料力学与破坏分析以及结构稳定性和动特性等主要内容。
教学方法上，强调了理论教学与实践教学相结合，通过案例分析和实际问题解决的方式培养学生的动手实践能力。
《结构力学》教学大纲的制定和实施将有助于学生全面理解和掌握结构力学的基本理论和应用方法，培养工程技术人员的分析和解决实际问题的能力。
结构力学第二章
①抛开基础,只分析上部。 ②在体系内确定三个刚片。 ③三刚片用三个不共线的三铰相连。 ④该体系为无多余约束的几何不变体系。
有一个多余约束的几何不变体系
3.等价变换 一个刚片，无论其大小、形状，只要本身没有多余
联系，则可在不改变与其它部分联结方式的前提下，用一 根链杆或一铰接三角形代替。
例15
o12
2、当体系杆件数较多时，将刚片选得分散些，刚片与刚片
间用链杆形成的瞬铰相连，而不用单铰相连。
E
O13
O23
D
F
O12
A
D
B
C
ⅠF
如将基础、ADE、 EFC作为刚片，将 找不出两两相联
的三个铰。
Aபைடு நூலகம்
B
C
Ⅲ
如图示，三刚片用三个不共线的 铰相连，故：该体系为无多余约 束的几何不变体系。
（Ⅰ,Ⅱ）
Ⅰ (Ⅰ,Ⅲ) Ⅱ
o13
II o23 III
I
I
例16
例17
例17
I II
III
III
III
例17
OI,III
III OI,II
I II OII,III
III III
结论：几何不变体系
例18
E
F
D
例18 F
E D
例18
II
III
E
F
D I
例18
OI,II II E
OI,III III F
D I
结论:几何不变体系
系。
1 几何构造分析的几个概念
（7）虚铰（瞬铰） 连接两个刚片的，不直接相连接的两根单链杆构成的联 系，叫虚铰。虚铰的铰心在两根链杆（延长线）的交点 上。
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结构力学Ⅰ》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称：结构力学（Structural Mechanics）
课程号：
课程类别：选修课
学时： 64
学分： 4
二、教学目的及要求
本课程是土木工程专业必修的一门主要的专业基础课。
本课程的教学目的是使学生在理论力学、材料力学的基础上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，培养结构分析计算（包括手算与电算）方面的能力，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。
课程的基本要求：
1. 了解结构力学的任务以及与其它课程的关系，正确理解结构计算简图的概念、简化要点和条件，了解杆件和荷载的分类与特点。
2. 理解几何不变体系、几何可变体系、几何瞬变体系、（静力）自由度、约束及其类型等基本概念。
正确理解和应用几何不变体系的组成规则（两刚片法则、三刚片法则、二元体法则），对体系进行几何构造分析。
掌握体系的计算自由度的概念及计算。
3. 熟练掌握杆件上的荷载与内力的微分关系、增量关系，并用以定性分析和判断内力图的形状。
熟练掌握分段叠加法作弯矩图的方法。
正确、灵活地选取和画出隔离体图，熟练掌握应用隔离体图及平衡条件计算结构支座反力、内力的方法；熟练掌握静定梁、静定刚架内力计算和内力图的绘制以及静定平面桁架内力的求解方法；掌握静定组合结构、三铰拱的内力计算和内力图的绘制方法；了解静定结构的力学特征。
4. 理解变形体虚功原理的内容及其应用；熟练掌握荷载作用下静定结构的位移计算方法（主要是图乘法）；掌握静定结构由于温度改变和支座移动所引起的位移计算方法；了解互等定理。
5. 正确理解影响线的概念以及与内力图的区别；熟练掌握静力法作静定梁、刚架和桁架的内力（支反力）影响线；了解用机动法作影响线；会用影响线求移动荷载作用下结构的最大内力。
6. 了解超静定结构的特点和掌握判定超静定结构的次数，充分理解和掌握力法的基本原理，能够熟练的用力法计算超静定结构（梁、刚架、桁架、排架、组合结构和两铰拱）在荷载作用、温度改变和支座移动影响下的内力，并利用结构和荷载特点来简化计算，会计算超静定结构的位移，了解超静定结构内力图的校核方法和力学特征。
7. 充分理解和掌握位移法的基本原理，充分理解转角位移方程中每一项的力学意义，正确判断结构的未知位移数量，能够用位移法熟练计算无侧移刚架和有侧移刚架在荷载作用下及支座移动下的内力计算，会用对称性简化结构计算。
8. 正确理解力矩分配法和位移法的关系及力矩分配法的适用条件，能够正确计算转动刚度和分配系数，用力矩分配法熟练计算多结点连续梁和无侧移刚架在荷载作用下及支座移动下的内力，会用对称性简化结构计算。
9. 理解结构失稳的两种基本形式，掌握静力法和能量法计算结构临界荷载的基本原理，会计算简单杆件结构的临界荷载。
10. 理解极限弯矩、极限荷载的概念，掌握超静定梁的极限荷载的计算方法，了解比例加载时的一般定理。
了解用静力法和机动法求刚架极限荷载。
三、教学内容
主要内容：
（一）绪论
结构力学研究的对象和任务。
结构的计算简图的简化。
平面杆件结构和荷载的分类。
（二）平面体系的几何构造分析
几何不变体系和几何可变体系、自由度和约束、必要约束和多余约束的概念，瞬变体系的概念。
平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。
（三）静定结构的受力分析
用隔离体平衡法求杆件未知内力的要点。
直杆荷载与内力间的微分与增量关系及其在内力图上的反映。
分段叠加法作直杆的弯矩图。
静定梁和刚架内力图的作法，静定桁架、组合结构和拱的内力计算方法。
静定结构的力学特性以及各类结构的受力特点。
（四）虚功原理与结构的位移计算
变形体虚功原理及其在结构位移计算中的应用，静定结构由于荷载、支座移动、温度改变和制造误差而产生的位移的计算方法。
广义力和广义位移的概念。
图乘法在位移计算中的应用。
线弹性体系的互等定理。
（五）影响线
影响线的概念。
用静力法作静定梁和桁架内力的影响线，用机动法作静定梁内力的影响线。
用影响线求移动荷载下结构的最大内力。
* 简支梁的内力包络图与绝对最大弯矩。
（六）力法
力法的基本原理。
用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温变作用下的内力、超静定结构的位移计算。
超静定结构的力学特性。
（七）位移法
位移法的基本原理，掌握等截面直杆的刚度方程和位移法典型方程。
用位移法计算刚架和连续梁在荷载作用下的内力。
（八）力矩分配法
力矩分配法的概念，用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。
了解无剪力分配法及应用条件。
用挠曲线比拟法作连续梁内力的影响线。
（九）结构稳定计算
稳定问题的基本概念。
用静力法和能量法确定压杆的临界荷载。
（十）结构的极限荷载
根限弯矩、塑性铰和极限荷载的概念。
比例加载的一般定理。
超静定梁极限荷载的计算。
学时分配:
本课程的教学时数为 64 学时，课内外学时比例为1:2，课内学时分配如下表：
教学重点与难点：
（一）绪论
重点：正确理解结构计算简图的概念、简化要点和条件，了解杆件和荷载的分类与特点。
难点：结构计算简图的简化。
（二）平面体系的几何构造分析
重点：正确理解基本概念和几何不变体系的组成规则，并熟练应用组成规则对体系进行几何构造分析。
掌握体系的计算自由度的概念及计算。
难点：组成规则的灵活应用，具体表现在刚片和约束的选择与等效，选择一个正确的入手点。
（三）静定结构的受力分析
重点：熟练应用杆件上的荷载与内力的微分、增量关系来定性分析、判断和画出内力图的形状，正确、灵活地选取和画出隔离体图，熟练应用截面法计算各类结构的支座反力、内力，并绘制出相应的内力图，掌握分段叠加法作弯矩图的方法。
难点：定性和熟练绘制结构的变形图、弯矩图。
（四）虚功原理与结构的位移计算
重点：理解变形体虚功原理的内容及其应用，熟练静定结构的位移计算方法（主要是图乘法）。
难点：变形体虚功原理的理解和图乘法的技巧，具体表现在图乘法时面积ω和对应标距 y 的选择上。
（五）影响线
重点：正确理解影响线的概念，掌握静力法作静定梁、刚架和桁架的内力（支反力）的影响线，用机动法作多跨静定梁的影响线，利用影响线求移动荷载作用下结构的最大内力。
难点：桁架的影响线求作和临界荷载的判定。
（六）力法
重点：充分理解和掌握力法的基本原理，熟练的用力法来计算超静定结构在荷载、温度改变和支座移动影响下的内力，并利用结构和荷载特点来简化计算，会计算超静定结构的位移。
难点：如何根据结构和荷载特点来选择一个计算方便、简单的基本体系，并建立相应的力法基本方程。
（七）位移法
重点：充分理解和掌握位移法的基本原理，正确判断结构的未知位移数量，熟练的用位移法来计算无侧移和有侧移刚架在荷载作用下及支座移动下的内力，会利用对称性简化结构计算。
难点：未知量的正确选择和建立平衡方程。
（八）渐近法
重点：正确理解力矩分配法的适用条件，熟练计算多结点连续梁和无侧移刚架在荷载作用下及支座移动下的内力，会利用对称性简化结构计算。
难点：正确理解力矩分配法时的每一步物理力学意义，以及刚架结构中上下、左右传递时容易掉项和具有悬臂杆件的结点处理。
（九）结构稳定计算
重点：正确理解结构失稳的两种基本形式，用静力法和能量法确定压杆的临界荷载。
（十）结构的极限荷载
重点：正确理解根限弯矩、塑性铰和极限荷载的概念。
难点：超静定梁极限荷载的计算。
四、教材（名称、作者、出版社、出版时间）
名称：《结构力学》（I）、（Ⅱ）
作者：龙驭球、包世华等
出版社：高等教育出版社
出版时间：2000年7月
五、主要参考资料
（1）名称：《结构力学》（上下册）（“十五”国家级规划教材）作者：李廉锟主编
出版社：高等教育出版社
出版时间： 2004 年 7 月
（2）名称：《结构力学》（上下册）（“十五”国家级规划教材）作者：朱慈勉主编
出版社：高等教育出版社
出版时间： 2004 年 1 月
（3）名称：《结构力学》（上下册）
作者：包世华主编
出版社：武汉理工大学出版社
出版时间： 2003 年 8 月
（4）名称：《结构力学辅导》——概念·方法·题解
作者：赵更新编著
出版社：中国水利水电出版社
出版时间： 2001 年 10 月
六、成绩评定
期末考试成绩占60%，随堂测试成绩占20%，平时成绩占20%。