《结构力学A1》教学大纲

《结构力学A1》课程教学大纲
Structural Mechanics
课程编号：130402037
学时：48 学分：3
适用对象：安全工程专业（建筑安全方向）、安全工程专业（卓越工程师）先修课程：《高等数学》、《线性代数》、《大学物理》、《工程力学B》等。

一、课程的性质和任务
《结构力学A1》是安全工程专业（建筑安全方向）、安全工程专业（卓越工程师）的一门学科基础平台必修课。

通过该课程的学习使学生具备从事安全工程工作所需要的结构力学理论知识，能够将结构力学知识用于解决复杂安全工程问题。

二、课程目的和要求
该课程为学科基础课平台必修课可以支撑毕业要求1、2的达成。

通过教学活动使学生理解和掌握杆系结构的组成规律和合理形，掌握结构在外因作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法，使学生具备从事安全工程工作所需要的结构力学理论知识，能够将结构力学知识用于解决复杂安全工程问题；培养学生具有运用结构力学知识实施危险源识别、安全风险分析，安全评价等工程实践。

三、教学内容
第一章绪论
1.基本内容：
结构力学的研究对象、任务和学习方法；结构计算简图的概念；支座、结点、杆件结构的形式和分类；荷载的性质和分类。

2. 教学基本要求：
了解：常见结构的类型、常见荷载、支座的分类。

理解：结构计算简图的概念和意义。

掌握：结构计算简图的基本做法。

3. 教学重点难点：
重点：支座、结点、杆件结构的形式和分类；结构计算简图。

难点：结构计算简图
4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

第二章结构的几何组成分析
1.基本内容：
几何组成分析的目的；平面体系的自由度和约束；几何不变体系的组成规则；体系的几何组成分析举例；体系的几何特征与静力特性的关系。

2. 教学基本要求：
了解：自由度、约束、计算自由度等概念，掌握平面体系几何不变的必要条件。

理解：掌握平面几何不变体系的基本组成规则，并能灵活应用，进行平面体系的几何组成分析。

掌握：体系的几何组成与静定性的联系。

3. 教学重点难点：
重点：自由度、约束、计算自由度等概念；面体系几何不变的必要条件；平面几何不变体系的基本组成规则
难点：计算体系自由度，用平面几何不变体系的基本组成规则灵活分析具体结构体系。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法讲授本章教学内容。

第三章静定梁
1. 基本内容：
静定结构内力计算的一般原则；多跨静定梁；静定平面刚架。

2. 教学基本要求：
掌握静定梁和静定平面刚架弯矩图的绘制方法。

3. 教学重点难点：
重点：截面内力的求法及内力图，直杆弯矩图的叠加法，求作内力图的步骤，多跨静定梁的内力分析特点，静定平面刚架的内力计算及其内力图的绘制。

难点：静定平面刚架中斜杆的内力计算及其内力图的绘制。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

第四章三铰拱
1. 基本内容：
三铰拱支座反力和内力的数解法；三铰拱的合理拱轴。

2. 教学基本要求：
了解：三铰拱的支座反力与内力计算。

掌握：用数解法推导在几种常见荷载作用下三铰拱的合理拱轴。

3. 教学重点难点：
重点：三铰拱的支座反力与内力计算与相应简支梁的比较。

难点：几种常见荷载作用下三铰拱的合理拱轴线在实际工程中的应用。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

第五章静定桁架和组合结构
1. 基本内容：
桁架及其组成；桁架内力的数解法；各式桁架的比较；组合结构的内力计算；约束代替法；零载法判别复杂体系的几何组成属性；静定结构特性。

2. 教学基本要求：
了解：约束代替法的原理，能够准确识别桁架的零杆。

理解：静定结构的基本静力特征，并能加以灵活应用。

掌握：静定平面桁架的内力计算方法，包括结点法、截面法以及两者的联合应用；能够准确判断组合结构中杆件的受力特点，掌握其受力分析的基本原理。

3. 教学重点难点：
重点：应用结点法与截面法计算静定平面桁架。

难点：应用结点法与截面法计算静定平面桁架。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

第九章虚功原理和结构的位移计算
1. 基本内容：
线性变形体系的实功及变形位能；变形体系的虚功原理；静定结构在荷载作用下的位移
计算；图形相乘法；静定结构由于温度变化及杆件制造误差引起的位移计算；静定结构由于支座位移引起的位移计算。

2. 教学基本要求：
了解：变形体的虚功原理和虚功方程；结构位移计算公式的基本原理，掌握单位荷载的确定方法。

理解：不同类型结构在荷载作用下位移的简化计算公式；应用图乘法求解静定梁和刚架在荷载作用下的位移；理解线弹性体系的各种互等定理。

掌握：静定结构在温度变化、支座位移等因素作用下位移的计算方法。

3. 教学重点难点：
重点：静定结构在荷载、温度变化，支座位移及杆件制造误差作用下的位移计算，图形相乘法。

难点：静定结构在荷载、温度变化，支座位移及杆件制造误差作用下的位移计算，图形相乘法。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

第十章力法
1. 基本内容：
超静定结构的概念和超静定次数的确定；力法原理与力法典型方程；荷载作用下各类超静定结构的计算；对称性的利用；温度改变、支座移动等因素影响下的超静定结构计算；超静定结构的位移计算；超静定结构最终内力图的校核。

2. 教学基本要求：
了解：结构对称性的判定，并利用对称性简化结构的受力分析。

理解：超静定结构的位移计算原理；力法方程的基本原理。

掌握：超静定次数的确定方法，选取合理的基本结构；应用力法求解超静定结构；超静定结构在支座位移、温度变化等作用下的受力分析方法。

3. 教学重点难点：
重点：用力法计算超静定梁、超静定刚架。

难点：用力法计算超静定梁、超静定刚架。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

第十一章位移法
1. 基本内容：
位移法的基本概念；等截面直杆的形常数和载常数；位移法的基本未知量和基本体系；位移法方程；位移法计算连续梁和无侧移刚架；位移法计算对称结构。

2. 教学基本要求：
了解：位移法的基本概念。

理解：等截面直杆的形常数和载常数、位移法的基本未知量和基本体系、位移法方程。

掌握：连续梁和无侧移刚架位移法计算方法，对称结构位移法计算方法。

3. 教学重点难点：
重点：等截面直杆的形常数和载常数、位移法的基本未知量和基本体系、位移法方程。

难点：连续梁和无侧移刚架位移法计算方法。

4. 教学建议：
采用讲授法、提问法、课堂讨论法开展本章课程的学习。

四、教学环节与学时分配
五、教学中应注意的问题：
第三章截面法的学习是本门课程的重点，该部分内容学习的好坏直接影响后续课程教学内容的开展，加强截面法相关例题的练习，务必使每位学生掌握截面
法。

六、实验/实践内容
无。

七、考核方式：
见《结构力学A1》课程考试大纲。

八、教材及主要参考书：
1、选用教材：
《结构力学（第4版）》，包世华、辛克贵主编，武汉理工大学出版社，2012年
2、主要参考书：
（1）《结构力学》（上、下册），周竞欧，朱伯钦，许哲明主编，同济大学出版社，2004年
（2）《结构力学》（上、下册），龙驭球编，高等教育出版社，2000年
（3）《结构力学学习辅导与解题指南》祁皑编著，清华大学出版社
九、教改说明及其他：
无。

执笔人：冯胜洋系室审核人：蒋复量。