結構力學課程教學大綱
structural mechanics
一、課程的性質和目的
本課程屬於土木工程專業專業基礎課，主要研究結構在外因作用下的內力和變形，以及結構的組成規律，討論結構內力和變形的計算方法。通過本課程的學習，使學生掌握結構的幾何構造分析；靜定結構的受力分析；影響線的繪製和應用；結構的位移計算；用力法、位移法、力矩分配法及分析靜定結構；用矩陣位移法來分析結構，初步掌握結構的極限荷載分析；為學生進行工程結構分析與設計打下基礎。
二、課程教學環節的基本要求
課堂講授：本門課程採用講授、啟發等教學方法、採用多**教學手段，並借助習題集教學輔助資料完成教學。
作業方面：除緒論課以外，每兩節課課後布置2～4個作業，以加深學生的對基本概念、原理的理解和計算方法、計算原理的掌握。通過習題的布置，培養學生的計算能力，分析問題解決、問題的能力。
考試環節：
1、考試資格：按照學校學生手冊的有關規定執行；
2、考試內容：全學期教學內容，注重考察能力；
3、考試方式：教學過程考核和期末閉卷筆試。
三、課程的教學內容和學時分配
第一章緒論（2學時）
教學內容：結構力學的研究物件及任務,荷載的性質與分類,結構的計算簡圖及其分類。
教學要求：
1、了解結構力學的研究物件和任務；
2、理解結構計算簡圖的選擇原則，實際結構體系、桿件、材料、結點、支座、荷載的簡化方法，荷載的分類；
3、掌握梁、拱、桁架、剛架、組合結構構造特徵和受力特點；
重點：結構構造特徵和受力特點。
難點：選擇結構計算簡圖。
第二章平面體系的幾何組成分析（6學時）
教學內容：幾何組成分析的基本概念，平面桿件體系的計算自由度，幾何不變體系的組成規律，幾何組成分析。
教學要求：
1、理解約束、自由度、計算自由度、幾何不變體系、幾何可變體系、瞬變體系概念，
2、掌握幾何不變體系的基本組成規則。
重點：平面體系的幾何組成分析。
難點：平面體系的幾何組成分析。
第三章靜定梁和靜定剛架（8學時）
教學內容：靜定梁、平面剛架的受力分析。
教學要求：
1、了解曲梁、斜樑的內力計算；
2、掌握單跨靜定梁的組成和受力效能，用截面法求指定截面內力，用區段疊加法做彎矩圖，多跨靜定梁的組成和受力效能，內力計算原理和方法，簡支剛架、三鉸剛架的內力計算。
重點： 多跨靜定梁，簡支剛架、三鉸剛架的內力計算。
難點：靜定剛架的內力計算。
第四章三鉸拱（2學時）
教學內容：三鉸拱的支座反力和內力，合理拱軸。
教學要求：
1、了解靜定拱的合理拱軸線的概念；
2、理解靜定拱的基本概念及基本特點；
3、掌握靜定拱的反力及內力計算。
重點：靜定拱反力、內力的計算。
難點：靜定拱的內力計算。
第五章靜定桁架（6學時）
教學內容：靜定平面桁架的計算，平面桁架外形與受力特點，靜定組合結構的計算。
教學要求：
1、了解桁架的分類；
2、掌握桁架的組成特點及受力效能，桁架的計算簡圖，結點法和截面法計算內力，組合結構的內力計算原理和方法。
重點：組合結構的內力計算。
難點：組合結構的內力計算。
第六章虛功原理和結構的位移計算（10學時）
教學內容：虛功原理的基本概念，剛體的虛功原理，變形體虛功原理，靜定結構由於支座移動引起的位移計算，靜定結構在荷載作用下的位移計算的積分法、圖乘法，靜定結構由於溫度改變引起的位移計算，互等定理。
教學要求：
1、了解結構線位移、角位移、實功與虛功，廣義力與廣義位移，剛體的虛功原理，變形體系虛功原理的兩種形式；
2、理解靜定結構在荷載作用下的位移計算的積分法，靜定結構因溫度改變和支座移動時的位移計算原理和方法，線性變形體系的互等定理，靜定結構的一般特徵；
3、掌握單位荷載法的位移計算公式，線性變形體系的互等定理簡化結構計算，圖乘法計算位移。
重點： 虛功原理，單位荷載法求位移的圖乘法。
難點：位移計算原理。
第七章力法（12學時）
教學內容：超靜定結構的一般概念和超靜定次數的確定，力法基本原理與力法典型方程及其應用，超靜定結構的位移計算，內力圖的校核，對稱結構的計算。
教學要求：
1、了解超靜定結構的概念、性質和作用、力法的基本概念；
2、理解溫度改變和支座移動作用下超靜定結構的力法計算，力法計算結果的校核；
3、掌握去掉多餘約束形成基本結構的方法，荷載作用超靜定結構力法典型方程建立、係數和自由項計算、內力圖的繪製，超靜定結構的位移計算；利用對稱性簡化計算。
重點：力法的基本原理，係數和自由項的計算。
難點：支座移動作用下超靜定結構的內力。
第八章位移法（10學時）
教學內容：等截面直杆的轉角位移方程，位移法的基本概念、典型方程及應用，轉角位移法，有剪力分配法。
教學要求：
1、理解位移法的基本思路，位移法計算支座位移和溫度變化時的超靜定結構的方法步驟，剪力分配法；
2、掌握加入附加剛臂和附加鏈杆形成基本結構的方法，荷載作用超靜定結構位移法典型方程建立、係數和自由項計算、內力圖的繪製，利用對稱性簡化計算，利用平衡條件建立位移法方程的原理和方法。
重點：位移法的基本原理，利用位移法的典型方程計算超靜定結構。
難點：轉角位移法。
第九章力矩分配法和近似法（6學時）
教學內容：力矩分配法的基本概念，用力矩分配法計算連續和無結點線位移的剛架，無剪力分配法，多層多跨剛架的近似計算，反彎點。
教學要求：
1、理解力矩分配法的物理意義，轉動剛度、分配係數、傳遞係數概念的物理意義，多層多跨剛架的近似計算；
2、掌握力矩分配法中正負號規定，能夠根據遠端的不同支承條件熟練地寫出各種情形的杆端轉動剛度、向遠端的傳遞係數，並計算分配係數；掌握力矩分配法的主要環節，結點力矩分配法計算連續梁和無結點線位移剛架。
重點：力矩分配法的基本原理，連續梁和無結點線位移剛架的計算。
難點：多層多跨剛架的近似計算。
第十章影響線及其應用（10學時）
教學內容：影響線的概念，靜力法和機動法繪製梁、剛架、桁架的影響線，結點荷載作用下樑的影響線，利用影響線計算影響量，簡支梁的絕對最大彎矩，內力包絡圖
教學要求：
1、了解用機動法繪製連續梁的影響線，連續梁的內力包絡圖繪製；
2、理解影響線的概念，結點荷載作用下樑的影響線繪製，簡支梁的絕對最大彎矩的概念；
3、掌握靜力法和機動法作靜定梁、剛架、桁架的影響線，利用影響線求量值；確定簡支梁的最不利荷載位置，計算其絕對最大彎矩值。
重點：靜力法作靜定梁的響線。
難點：內力包絡圖。
第十一章矩陣位移法（8學時）
教學內容：矩陣位移法基本思想，結構離散化，平面剛架單元的剛度矩陣（區域性座標系、整體座標系），座標轉換矩陣，單元定位向量，單元集結構整體剛度矩陣，等效結點荷載，結構整體荷載列陣，先處理法。
教學要求：
1、了解矩陣位移法的基本概念，
2、理解一般杆單元區域性座標系下的單元剛度方程；單元剛度矩陣的性質；連續梁單元的單元剛度矩陣（區域性座標系）；平面剛架單元的單元剛度矩陣（區域性座標系）；直接結點荷載；單元杆端力兩種座標系下的轉換關係；座標轉換矩陣及性質；平面剛架單元整體座標系下的單元剛度方程；整體剛度矩陣的性質；結構整體剛度方程；矩陣位移法的計算步驟。
3、掌握用矩陣位移法計算連續梁；用矩陣位移法計算剛架。
重點：連續梁和剛架的矩陣位移法求解。
難點：剛架的矩陣位移法方程的建立。
第十二章結構的極限荷載（4學時）。
教學內容：極限荷載的概念，極限彎矩與塑性鉸，梁的極限荷載。
教學要求：
1、了解極限荷載、極限彎矩的概念；
2、理解梁的極限荷載的計算方法。
重點：極限荷載與極限彎矩。
難點：梁的極限荷載的計算方法。
四、本課程與其它課程的聯絡與分工
本課程以先修《高等數學》、《大學物理》、《理論力學》、《材料力學》等課程為基礎。為後繼《荷載與結構設計》、《鋼結構設計原理》、《混凝土結構原理》、《建築結構抗震》等課程奠定必要的力學基礎。
五、建議教材與教學參考書
建議教材:
[1] 張來儀.《結構力學》（上、下冊）. 2008.中國建築工業出版社；
[2] 趙更新.《結構力學》.2002.中國水利水電出版社。
教學參考書:
[1] 龍馭球，包世華等.《結構力學》.2006.12.高等教育出版社；
[2] 王煥定.《結構力學》.2005.清華大學出版社；
[3] 王偉.《結構力學》.2002.武漢大學出版社；
[3] 郭長城.《結構力學》.2002.武漢大學出版社。
結構力學教學大綱
課程編碼 jzzb1080課程名稱 結構力學 英文名稱 structural mechanics 總學時 85學分 5 理論學時 85實驗 實踐學時 0 課程類別 專業必修課 適用專業 土木工程 課程性質 目標和要求 本課程是土木工程專業重要的學科基礎課，是該專業的一門主幹課 必修課。通過本課程的學...
結構力學教學大綱
5 了解溫度改變引起的位移計算方法。6 了解支座位移引起的位移計算方法。7 了解功的互等定理 位移互等定理 反力互等定理 位移和反力互等定理及其使用條件。5 力法 1 了解超靜定結構的概念。2 掌握超靜定次數的確定方法和力法基本結構的選取方法。3 了解力法的典型方程式及其物理意義。4 熟練掌握荷載作...
《結構力學》教學大綱
一 課程編號 042242 課程名稱 結構力學 structural mechanics 二 教學物件 土木工程 水利水電工程 農業水利工程 設施農業科學與工程專業本科生 三 先修課程要求 高等數學 理論力學和材料力學。四 本課程的性質和任務 本課程是水利類 土建類專業的一門主要技術基礎課。其任務是...