《结构力学1》课程教学大纲.docx

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1、结构力学1教学大纲一、课程基本信息课程名称结构力学（2-1）Structural Mechanics (2-1)课程编码PLC123712100开课院部储运与建筑工程学院课程团队结构力学教学团队学分4.0课内学时64讲授64实验0上机0实践0课外学时64适用专业土木工程授课语言中文先修课程高等数学（2T）、理论力学、高等数学（2-2）、材料力学课程简介（必修）结构力学是土木工程专业一门十分重要的专业基础课，在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。一方面它以局等数学、理论力 学、材料力学等课程为基础，另一方面，它又是钢结构、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础等专业课程的基础。本课程的主要内容为：

2、杆件体系的几何组成分析、静定结构和超静定结构的内力及位移计算、影响线、结构的动力计算。本课程的任务是在学习的理论力学和材 料力学等课程的基础上进一步掌握平面杆系结构的基本概念、基本原理和基本方法，研究平面杆系结构的强度、刚度和稳定性，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。在实际工程的设 计和施工中要大量运用结构力学的理论和方法，作为一个优秀的工程师必须深刻地理解和掌握结构力学。Structural mechanics is a very important professional basic course for

3、civil engineering majors, which is at the core of the whole curriculum system. On the one hand, it is based on advanced mathematics, theoretical mechanics, material mechanics and other courses. On the other hand, it is the foundation of professional courses such as steel structure, reinforced concre

4、te structure, soil mechanics and foundation foundation. The main contents of this course are: geometric composition analysis of bar system, internal force and displacement calculation of statically determinate structure and statically indeterminate structure, influence line and dynamic calculation o

5、f structure. The task of this course is to further master the basic concepts, basic principles and basic methods of plane rod system structure on the basis of theoretical mechanics and material mechanics, research the strength, rigidity and stability of the plane rod system structure, understand the

6、 force performance of various structures, and lay a good mechanical foundation for learning relevant professional courses, structural design and scientific research, cultivate the ability of structural analysis and calculation. The theory and method of structural mechanics should be widely used in t

7、he design and construction of practical engineering. As an excellent engineer, he must deeply understand and master structural mechanics.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握杆件体系的组成规律、受力性能和合理形式，掌握实际结构计算简图选取的基本原则， 能选择合理的结构体系、结构形式和计算方法，为复杂土木工程问题的建模提供力学基础是1.22M2目标2 ：掌握静力荷载作用下结构内力和变形计算的基本原理和

8、分析方法，为复杂土木工程问题的分 析提供力学基础是2.33M3目标3 ：认识结构力学的任务及对后续学习和工程应用的重要性，理解所学力学知识的局限性，能通 过自学或查阅有关资料进一步获取本专业需要的结构力学知识是12. 14M4目标4 ：能保障课程正常秩序否三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章绪论重点难点：理解和掌握结构杆件结点、与基础间连接的简化/21. 11.1结构力学的学 科内容结构的概念；结构力学的研究对象和主要任务Ml, M30.5讲授0. 5自学31.21.2结构的计算简 图及简化要点选择计算简图的原则；结构体系的

9、简化；杆件的简化；杆件间 连接的简化；结构与基础间连接的简化；Ml0.5讲授0.5自学41.31.3杆件结构的分 类结构的分类；平面结构和空间结构；静定结构和超静定结构Ml0.5讲授0.5自学51.41.4荷载的分类荷载；荷载的分类；静力荷载；动力荷载Ml0.5讲授0.5自学6第2章第2章结构的几 何构造分析重点：掌握平面杆件体系的基本组成规律；难点：如何应用基 本组成规律进行几何构造分析/72. 12.1几何构造分析 的几个概念几何组成分析的目的；几何不变体系与几何可变体系；自由 度；约束；必要约束和多余约束；瞬变体系和瞬较Ml2讲授2自学82.22.2平面几何不变三个点之间、一个点与一个刚

10、片之间、两个刚片之间以及三个Ml2讲授2自学体系的组成规律- 较接三角形规律刚片之间的连接；几彳可不变无多余约束的平面杆件体系的几何 组成规则；几何组成分析的相关例题92.32. 3平面杆件体系 的计算自由度计算自由度数的概念；体系的计算自由度数公式；结构的几何 组成与静定性的关系Ml1讲授1作业10第3章第3章静定结构 的受力分析本章重点：掌握各种静定结构的受力特性及内力图的绘制方 法；难点：运用直杆荷载与内力间的微分关系分析和绘制内力 图/113. 13. 1静定平面桁架桁架的特点和组成；用节点法和截面法计算桁架的内力；“零 杆”的判断方法；结点法和截面法的联合应用；Ml, M21讲授1自

11、学123.23.2梁的内力计算 的回顾截面法；静定单跨梁的内力计算及内力图；分段叠加法绘制直 杆弯矩图；Ml, M20.5讲授0.5自学133.33.3静定多跨梁静定多跨梁约束力的计算与几何组成；静定多跨梁的内力分析 及内力图Ml, M23讲授3作业143.43.3静定平面刚架静定刚架的几何组成及特点；静定刚架支座反力；用截面法求 静定刚架截面内力；静定刚架内力图的绘制；三较刚架及多层 多跨静定刚架内力图Ml, M24讲授4作业153.53. 5组合结构静定组合结构的内力分析；组合屋架的受力特点Ml, M22讲授2自学163.63. 6三较拱三较拱的受力分析和受力特点；三钱拱的压力线；三较拱的

12、合 理轴线的概念；在竖向荷载作用卜二角拱的支座反力及内力计 算Ml, M22讲授2作业173.73.7隔离体方法及 其截取顺序的优选隔离体的形式、约束力及独立平衡方程；计算的简化和隔离体 截取顺序的优选Ml, M20.5讲授0.5自学183.83.8静定结构内力 计算的虚位移法刚体体系虚功原理的概念；虚位移法对机构进行平衡分析；虚 位移法求静定结构内力；对偶原理Ml, M20.5讲授0. 5自学19第4章第4章影响线重点：掌握用静力法作影响线的思路及影响线绘制方法；难 点：了解机动法作多跨静定梁影响线的求解方法及最不利荷载 位置的判断/204. 14. 1移动荷载和影 响线的概念移动荷载的概念

13、；影响线的概念；影响系数Ml, M21讲授1自学214.24.2静力法作简支 梁内力影响线支座反力影响线；剪力影响线；弯矩影响线Ml, M22讲授2作业224.34. 3结点承载方式 下梁的内力影响线结点承载作用下梁支座反力和内力影响线的作法Ml, M21讲授1自学234.44.4静力法作桁架 轴力影响线静力法作桁架支座反力和杆件内力的影响线Ml, M21讲授1自学244.54. 5机动法作静定 内力影响线机动法作静定内力和支座反力的影响线Ml, M21讲授1自学254.64.6影响线的应用荷载最不利位置的确定方法；不同形式影响线下临界位置的判Ml, M21讲授1自学26第5章第5章静定结构

14、位移计算的虚力法重点：掌握用单位荷载法求静定结构位移的思路及图乘法的应 用；难点：了解变形体的虚功原理及其在结构位移计算中的应 用/275. 15. 1虚力法求刚体 体系的位移推导位移计算的一般公式的思路；位移计算的目的；虚力原理 求刚体体系的位移-单位荷载法；支座移动时静定结构的位移计算M21讲授1自学285.25.2虚力法求静定 结构的位移局部变形时静定结构的位移计算；局部变形时的位移计算公 式；静定结构位移计算的一般公式和步骤；广义位移的计算M22讲授2作业295.35. 3两个对偶解法 一一虚力法求位 移、虚位移法求内 力虚力法求位移；虚位移法求内力M20.5讲授0.5自学305.45

15、.4荷载作用时静 定结构的弹性位移 计算荷载引起的位移计算；各类结构的位移公式；梁、桁架、曲杆 的位移计算M22讲授2作业315.55. 5图乘法图乘法基本原理和应用条件；图乘法计算梁和刚架的位移M22讲授2作业325.65. 6支座移动和温 度改变时静定结构 位移计算支座移动和温度改变时的位移计算公式；支座移动和温度改变 时静定结构位移的计算M22讲授2作业335.75.7变形体的虚功 原理变形体体系虚功原理、虚位移原理和虚力原理的建立；变形体 的虚功原理M20.5讲授0.5自学345.85. 8互等定理功的互等定理；位移互等定理；反力互等定理；位移反力互等 定理M20.5讲授0. 5自学3

16、5第6章第6章力法重点：掌握力法求解超静定结构的基本方程及对称性的利用； 难点：合理选择力法计算的基本体系/366. 16. 1力法的基本概 念力法的基本未知量、基本体系和基本方程；多次超静定结构的 力法分析；力法方程的典型形式；柔度系数和柔度矩阵M22讲授2自学376.26. 2超静定次数的 确定一一力法的前 期工作静力平衡特征和几何构造特征；超静定结构的判别和超静定次 数的确定M21讲授1自学386.36.3力法解超静定 刚架和排架超静定刚架和排架的计算方法M24讲授4作业396.46.4力法解超静定 桁架和组合结构超静定桁架和组合结构的计算方法M22讲授2作业406.56.5力法解对称结

17、 构对称结构的特点；对称荷载和反对称荷载；利用对称性进行超 静定结构的计算M21讲授1作业416. 66.6力法解超静定 拱两钱拱的计算方法、对称无钱拱的计算方法M21讲授1自学426.76. 7支座移动和温 度改变时的力法分 析支座移动的计算和特点；温度改变时的计算和特点M21讲授1作业436.86. 8超静定结构位超静定结构位移的计算；平衡条件的校核；变形条件的校核；M21讲授1自学移的计算和校核44第7章第7章位移法重点：掌握位移法基本未知量的确定及平衡方程的建立；难 点：了解等截面直杆的刚度方程和载常数。/457. 17. 1位移法的基本 概念位移法的要点；位移法计算刚架的基本思路M2

18、1讲授1自学467.27. 2杆件单元的形 常数和载常数一一 位移法的前期工作等截面直杆的形常数和载常数；转角位移方程；刚度系数；杆 端弯矩；固端弯矩和固端剪力M22讲授2自学477.37. 3位移法解刚架用位移法计算无侧移刚架；用位移法计算有侧移刚架M22讲授2作业487.47. 4位移法的基本 体系位移法的基本未知量和基本体系；位移法基本方程的建立；位 移法典型方程M21讲授1自学497.57. 5位移法解对称 结构对称结构的特点；半边结构的取法；利用对称性进行超静定结 构的计算M21讲授1自学507.67. 6支座位移和温 度改变时的位移法 分析支座位移改变时的位移法分析；温度改变时的位

19、移法分析M21讲授1作业51第8章第8章渐近法重点：掌握力矩分配法、无剪力分配法求解超静定结构的适用 条件及计算方法；难点：计算过程中相关系数的计算及应用/528. 18.1力矩分配法的 基本概念转动刚度、分配系数和传递系数；单节点转动的力矩分配M21讲授1自学538.28.2多结点的力矩 分配多结点的力矩分配过程和演算格式M22讲授2作业548.38.3力矩分配法解 对称结构对称结构；对称结构的计算M21讲授1作业558.48.4无剪力分配法无剪力分配法的应用条件；剪力静定杆件的固端弯矩；零剪力 杆件的转动刚度和传递系数M21讲授1自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、配

20、合课堂讲授的课后作业须每周上交，内容包括：(1)结构的几何构造分析部分，课后作业4 5题；(2)静定结构部分，课后作业8 12题；(3)影响线部分，课后作业2 4题；(4)结构位移计算部分，课后作业8 12题，安排课内习题课一次；(5)力法部分，课后作业610题，安排课内习题课一次；(6)位移法部分，课后作业610题，安排课内习题课一次；(7)力矩分配法部分，课后作业2 4题。2、作业根据正确性和认真程度予以评价。考查学生对所学知识的应用能力以及书面表达能力。3、不定期的随堂测试可辅助判断学生是否独立完成作业，起督促作用。随堂测试同样考查学生对所学知识的应用能力 以及书面表达能力。25%2课堂

21、表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况。考查学生的学习态度，对各章节知识点的复习、理解和掌握程度以及应用 所学知识解决较复杂问题的能力。5%3专题研究 报告1、设置专题研究作业，每人完成一篇小论文。教师选择典型的报告(正面、反面例子均有)，要求相关同学制作PPT并 在课堂上汇报分享，由教师进行点评，以加深学生对实际问题的理解。2、研究报告要求至少包括以下部分：分析对象的原型、计算简图的建立、力学特征分析、心得体会。考查学生正确识 别、表达复杂工程问题，并通过文献检索、建立模型和计算分析获得解决方案的能力。3、研究报告根据分析问题的正确性、思考深度及学生认真程度、口头汇报水平和论文完成质量综

22、合评价。考查学生对 所学知识的应用能力以及书面、口头表达能力。10%4期中考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分10。分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成 绩。2、考查对前半部分章节知识点的复习、理解和掌握程度以及应用所学知识解决较复杂问题的能力。3、题型以填空题、选择题、判断题和计算题为主。20%5期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成 绩。2、考核内容包括杆系结构的组成规律，各类静定、超静定结构内力和变形的计算原理和计算方法。3、考查对各章节知识点的复习、理解和掌握程度以及应用所学知识解决

23、较复杂问题的能力。40%五、评分细则4、题型以填空题、选择题、判断题和计算题为主。序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业30%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、书写认真美观、答案完全准 确。B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、书写比较认真、 答案后少量的错误。C-独立思考、按时完成，作图基本规范，解题思路基本清晰、步骤基本完整、格式基本合理、书写基本认 真、答案存在一定的错误。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱，书写潦草、存在大量错误。2Ml期中考试20%（见试卷评分标准）3Ml期末考试

24、50%（见试卷评分标准）4M2平时作业30%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、书写认真美观、答案完全准 确。B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、书写比较认真、 答案后少量的错误。C-独立思考、按时完成，作图基本规范，解题思路基本清晰、步骤基本完整、格式基本合理、书写基本认 真、答案存在一定的错误。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱，书写潦草、存在大量错误。5M2期中考试20%（见试卷评分标准）6M2期末考试50%（见试卷评分标准）7M3专题研究 报告100%A-按时完成，报告独立撰写、格式规范、书写

25、认真美观、文献查阅广泛，思考程度深、口头汇报流利、思 路清晰，有较深的见解。B-按时完成，报告独立撰写、格式比较规范、书写比较认真、文献查阅得当，思考程度较深、口头汇报流 利、思路清晰，有一定的见解。C-按时完成，报告独立撰写、格式基本规范、书写基本认真、口头汇报顺利、思路基本清楚，有自己的见 解。D-未按时完成，报告抄袭，格式混乱、书写潦草、口头汇报较差，没有自己的见解。8M4课堂表现100%A-课堂回答问题和参与讨论非常积极。B-课堂回答问题和参与讨论积极。 c-课堂回答问题和参与讨论积极性低。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-

26、69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89, 60-74, 0-59; M, N = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1结构力学1 ：基础教程（第4版），龙驭球，包世华，袁驷，高等教育出版社，2018, ISBN:9787040499308. （*主教材）2图书1结构力学（第3版）,王焕定，高等教育出版社，2010, ISBN:9787040279528.3图书1结构力学（第2版）,王焕定,清华大学出版社，2013, ISBN:9787302311270.4图书1结构力学（上册）（第6版），李廉坤，高等教育出版社，2017, TSBN:9787040479737.5图书1趣味结构力学（第2版），单建，高等教育出版社，2015, ISBN:9787040418903.