《建筑力学》教学大纲

《建筑力学》教学大纲
课程编码：03222003
课程名称：建筑力学ARCHITECTURE MECHANICS
先修课：高等数学，大学物理
总学时：116 （授课学时106 实验学时10）
一．课程的性质与任务
本课程是建筑类各专业（高职）的必修课，是学习大学物理，高等数学后开设的，是一门实用性很强的主干课程；其任务是培养学生掌握必要的力学理论知识和基本计算方法，可为后续课程（为钢结构，混凝土结构与砌体结构，土力学与地基基础、施工技术等）打下必要基础；同时又可单独处理一些力学问题，培养学生正确分析和解决实际问题的工作能力。

二．课程教学的基本要求，重点、难点与课时分配
1.静力学基本知识（4学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握静力学基本概念，公理，约束及其反力，受力图。

重点与难点：重点是概念、公理的正确理解与灵活运用，难点是综合运用概念、公理、约束、反力准确迅速地画出受力图，为受力分析和计算打下必要基础。

2.平面力系（10学时）
基本要求：通过学习，使学生熟练掌握：
⑴平面汇交力系解析法以及平面汇交力系平衡的解析条件其应用。

⑵力矩平面力偶系力矩、力偶的概念与计算，平面力偶的合成与平衡条件。

⑶平面一般力系力线平移，平面一般力系向作用面内一点的简化，平面一般力系的合成与平衡条件，物体系统的平衡，简单静定平面桁架的内力计算。

重点与难点：重点是平面汇交力系合成的解析法，力矩平面力偶系力矩、力偶的概念与平面力偶的合成平面平面一般力系的合成与应用。

难点在于综合运用，解决实际问题。

3. 空间力系（2学时）
基本要求：通过学习，使学生理解空间力系的概念，熟练掌握物体重心和形心的
计算。

重点与难点：熟练掌握物体重心和形心的计算。

4.材料力学的基本任务与基本变形（2学时）
基本要求：通过学习，使学生理解变形固体的基本概念、杆件变形的基本形式。

重点与难点：理解变形与假设。

5.轴向拉伸和压缩（8学时）
基本要求：通过学习，使学生理解轴向拉伸和压缩的概念，熟练掌握轴力的画法，胡克定律的应用，材料在拉伸和压缩时的力学性质，轴向拉压杆的强度计算。

重点与难点：应力、应变计算、强度计算。

6.扭转（2学时）
基本要求：通过学习，使学生理解扭转的相关概念，掌握扭转时的强度和刚度计算。

重点与难点：园轴扭转时的强度和刚度计算。

7.梁的内力（10学时）
基本要求：通过学习，使学生理解并掌握剪力和弯矩的概念，
熟练掌握内力图的画法。

重点与难点：熟练掌握内力图的画法。

8.平面图形的几何性质（4学时）
基本要求：通过学习，使学生理解并掌握重心、形心、惯性距、惯性矩、惯性半径、惯性距的平移轴公式以形心主惯性轴和形心主惯性距的概念。

重点与难点：组合图形重心、形心、静距、惯性距的计算。

9.梁的应力（8学时）
基本要求：通过学习，使学生熟练掌握梁弯曲时的正应力，切应力的计算公式，梁的强度条件及强度计算。

重点和难点：梁弯曲时的强度计算。

10.梁的变形（4学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握用叠加法求梁的度计算及提高梁刚度的措施。

重点与难点: 应用刚度条件解决实际问题。

11.组合变形（8学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握组合会变形的概念、截面核心的概念，熟练掌握偏心压缩，斜弯曲的强度计算。

重点与难点：斜弯曲与偏心压缩时的强度计算。

12. 压杆稳定（6学时）
基本要求：通过学习，使学生理解并掌握压杆稳定的概念、细长压杆临界力计算的欧拉公式、临界应力与柔度、压杆稳定的实际计算方法，提高压杆稳定性的措施。

重点与难点：柔度计算、压杆稳定性计算。

13．结构的计算简图（2学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握杆件结构的分类，荷载的分类，熟练掌握计算简图的画法。

重点与难点：荷载的简化，计算简图的画法。

14．平面体系的几何组成分析（4学时）
基本要求：通过学习，使学生理解并掌握几何可变，几何不变，刚片，单铰，复铰，虚铰等有关概念，熟练掌握几何组成分析的理论依据和实际分析方法。

重点与难点：实际几何组成分析。

15．静定结构的内力分析（8学时）
基本要求：通过学习，使学生熟练掌握多跨静定梁，静定平面刚架，三铰拱，静定平面珩架的内力计算，掌握静定结构的基本特性。

重点与难点：多跨静定梁，静定平面刚架，静定平面行架的内力计算。

16．静定结构的位移计算（8学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握虚功原理，计算结构位移的一般公式，图乘法计算梁和刚架的位移静定结构由于温度变化，支座移动时的位移计算。

重点与难点：虚功原理，图乘法计算结构位移。

17．力法（8学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握力法的基本原理，典型方程，力法的应用和单跨静定梁的内力计算。

重点与难点：力法的实际应用解算超静定结构。

18．位移法（8学时）
基本要求：通过学习，使学生理解并掌握位移法的基本原理，熟练掌握用转角位移解算超静定结构。

重点与难点：熟练运用转角位移方程解算超静定结构。

19．力矩分配法（4学时）
基本要求：通过学习，使学生理解并掌握力矩分法的基本原理，熟练掌握连续梁和无侧移刚架的计算。

重点与难点：熟练运用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。

20．影响线（4学时）
基本要求：通过学习，使学生了解影响线的概念，掌握静力法作梁的内力影响线，连续梁，简支梁的内力总给图。

重点与难点：正确理解影响线得意义，掌握影响线的做法。

21.实验名称、内容与学时分配：
三．能力培养要求
本课程主要培养学生对建筑设备有关强度、刚度稳定性分析计算的能力。

通过本课程的学习与实践，既能为《土力学与地基基础》、《混凝土结构与砌体结构》《施工技术》等打好必要的基础，又能独立解决一些实际力学问题，培养学生的创新精神。

四．参考书目：
《土木工程力学》，葛若东，陈素红编，北京科学出版社，2004；《建筑力学》，周国瑾，施美丽，张景龙编著，同济大学出版社，2007；石立安，《建筑力学》，华中科技大学出版社，2007.
五．考核形式：闭卷考试。

六．有关说明
《建筑力学》基本上涵盖了理论力学、材料力学、结构力学全部知识，内容
较多，不同版本之间会有一定差异。

因此，实际教学过程中，在控制课时总量的前提下，有些章节的学时应该适当调整。

七．课程建设及改革摘要
本课程既保持建筑力学内容自我的系统性、连续性与完整性，又着重与实际工程的密切联系、针对性、实用性强。

（一）、教学内容
1、内容选取针对性和适用性强根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取教学内容，并为学生可持续发展奠定良好的基础。

首先是，根据高职培养目标是否需要，决定取舍。

例如，运动学、动力学原本是理论力学部分的难点。

土木工程专业本科生也要学运动学、动力学，占理论力学的3分之2以上，40多课时；目的主要是用于研究设计抗震、防震结构。

但对于建筑工程技术专业的高职学生而言，培养目标中无抗震、防震研究的要求，所以在重组时，大刀阔斧将该部分完全删了去。

再如，大学物理、中学物理、建筑力学中都有力的概念、力的三要素、力的表示方法等，在重组教材时就没再重复；仍不失建筑力学的连续性和完整性。

再是，据高职培养目标的需要程度，决定详略。

“扭转”这一章，对机械工程专业的学生来讲，必须精通，是个重点章节；而对于一般建筑结构来说，受扭转的情况相当少。

所以，这一章，篇幅很少，只作一般介绍。

而拉伸、压缩、弯曲是主要受力变形形式，所以重点放在拉压弯上。

特别是弯曲，既是重点又是难点，采用了相当大的有篇幅。

还有，有的内容，例如，主应力迹线图，冷作硬化等，在理论知识结构当中只是相关章节中很微不足道的一小点点。

但对于现场施工技术、现场施工管理工作来说，不可或缺，并且不能有一点马虎、含糊，就安排了较大篇幅，并要求教师联系实际反复讲，讲深讲透，让学生记一辈子。

总之，针对高职培养目标教学实际需要，对教学内容进行了较大力度的改革，全部内容，彻底改变了过去教授力学知识的传统模式，完全是为工作岗位应有专业素质需要服务的。

目的明确，思路清晰，把握关键，突出重点，有繁有简，避免了盲目性，把有限的学时和精力用到最需要的知识学习上，取得了“时”半功倍的效果，受到了学生和领导的好评。

（见教学大纲、教案、课件和试验实训指导书）
2、内容组织组织与安排合理遵循学生职业能力培养的基本规律，以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容，科学设计学习性工作任务，教、学、做相结合，理论与实践一体化，实训、实习等教学环节设计合理。

按真实工作任务及其工作过程为依据，将建筑力学理论教学内容整合为10个模块，并与实习实训等教学环节有机结合，合理安排（详见实验实训大纲、试验实训指导书和教案）。

这10个模块是：
模块1（6学时）：静力学基础。

（力的概念，四个公理，荷载分类，约束及约束反力，受力图）
模块2（12学时）：平面力系的合成与平衡。

（力的投影；力矩和力偶；力的平移定理；平面汇交力、平面力偶系、平面一般力系的合成及平衡）模块3（28学时）：杆件的四种基本变形的内力、应力和变形。

（轴向拉压杆、剪切、扭转和弯曲杆件的内力计算；应力及强度计算；变形及刚度计算）模块4（8学时）：应力状态和组合变形。

（平面应力状态的解析法；斜弯曲；压、拉弯组合变形；偏心受压）
模块5（4学时）：压杆的稳定计算。

（压杆稳定的概念；细长压杆的临界力、临界应力的确定；压杆的稳定计算方法和提高压杆稳定的措施）模块6（6学时）：杆件结构的计算简图和结构的几何组成分析。

模块7（12学时）：静定结构的内力计算。

（静定梁；静定平面刚架；静定平面桁架；三铰拱；静定组合结构）
模块8(8学时)：静定结构的位移计算。

（静定梁；静定平面刚架；静定平面桁架）
模块9（20学时）：超静定结构的内力计算。

（力法；位移法；力矩分配法）
模块10(4学时)：影响线及应用。

（静定结构的影响线；荷载最不利位置的确定；简支梁的内力包络）课程内容的模块化对不同专业的不同需求不仅能量体裁衣，各取所需，又能灵活组织教学。

3、表现形式教材及相关资料齐全（见以下教材附图）
3-1选用先进、适用教材或与行业企业合作编写工学结合特色教材。

3-1-1选用高等院校“十一五精品规划教材”（全国高校素质教育教材研究编审委员会审定）
选用的精品教材编写的工学结合特色教材
编写的工学结合特色教材
3-1-2与行业企业合作编写工学结合特色教材3本。

（见附图）
3-2大纲、教案、课件、案例集、实训实习项目、习题集、试题库、学习指南等教学相关资料齐全，符合课程设计要求，满足网络课程教学需要。

（见课程网站）
（二）、教学方法与手段改革
1、、教学设计教学模式重视学生在校学习与实际工作的一致性，有针对性地采取工学交替、任务驱动、项目导向、课堂与实习地点一体化等行动导向的教学模式，重视学生完成完整工作任务能力的培养。

每一章节的所有概念、理论、原理、方法，甚至例题、习题，都坚持做到由实际问题导出，最终落实到解决实际问题上。

例如第一章第一节，由就业岗位入手，引入了工程中的常用术语，概念；结构的组成，各部分的实物及其在力学中的表示方法；结构中每一部分的力学要求，使学生一开始就建立起了工程的概念，懂得了为什么要学习建筑力学，怎样联系实际学好力学，目的明确了，学习的主动性，积极性持久性普遍提高，不少学生能够联系实际提出问题请老师解答。

每一章节的理论、公式、方法都由完整的工作任务或实际工程模型化导出，最终落实到培养学生完成完整工作任务的能力上。

例如弯矩的概念和计算部分，让学生观察分析建筑物中的梁，由横向外力—弯曲变形—弯矩—危险截面，既然有危险截面就要找出危险截面—方法是内力和内力图。

这样概念、方法、公式的导出和应用目的、应用方法十分自然，学生容易接受。

再如，拉（压）弯、稳定性计算讲解，都有相应的教学设计。

（同课程整体设计，课堂教学与实际工作任务一体化的教学模式）
2、教学方法教学方法的运用重视教学方法改革，根据课程内容和学生特点，灵活运用案例分析、分组讨论、情景设计、角色扮演、启发引导等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教、学效果。

在教学活动中，根据课程内容和学生特点，在老师讲透有关概念、理论、公式和有关
要求后，让学生扮演技术人员和公司领导，交代任务，或分组或单人分头独立完成，然后，
由学生和老师共同评点。

学生热情高，积极参与，认真思考，课堂气氛活跃，教学效果好。

（同课程整体设计和教案）
3、教学手段信息技术的应用运用现代教育技术和虚拟现实技术，建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟车间、虚拟项目等仿真教学环境，优化教学过程，提高教学质量和效率，取得实效。

根据高职培养目标、学生特点和建筑力学的四大任务，将课程内容设计为现场技术管理、对外设计、图纸会审三大基本仿真教学模型，虚拟社会、企业、车间、设计室、项目、任务，使课堂教学与实际工作一体化，让学生运用所学理论、方法解决有关技术问题，不出校门即能经常体验实际工作时的真实情景，学生对于理论、方法、公式的理解、应用和掌握比较轻松，工作后进入状态快。

如，04级马尚明（实习期间不到3个月当了带班长）、05级路春光（一毕业就与他人一起成立建筑公司），还有唐文周、07级田小美等，都很快找到了理想工作，深受公司重用。

4、网络教学环境网络教学资源和硬件环境网络教学资源（大纲、教案、课件）丰富、功能齐全，运行正常，为学生能自主学习服务效果好，能有效共享。

（见课程网站）
编写人：吕欣德
审核人：教研室主任邱香
批准人：院长王龙
编写日期：2010.2。