《结构力学》教学大纲课程编号：S072039 课程类型：专业必修课课程名称：结构力学英文名称：Structural Mechanics学分：5 适用专业：土木工程（房屋建筑工程、安全方向）第一部分大纲说明一、课程的性质、目的和任务结构力学是土木工程(房屋建筑工程方向)专业的一门重要的专业教育课。

通过学习，使学生了解杆件结构的组成规律，掌握一般常用杆件结构内力和变形的计算原理和计算方法，对简单结构能熟练地进行计算，并熟悉各类结构的受力性能，为学习后续课程以及将来从事结构设计和施工打下必要的力学理论基础。

该课程的主要任务是研究结构的组成规律、合理形式以及结构计算简图的合理选择，研究结构内力和变形的计算方法，以便进行结构强度和刚度验算。

二、课程的基本要求知识要求：了解计算简图的意义，几种典型结构的受力特性。

熟悉力法、位移法和力矩分配法的基本原理，用机动法作影响线的原理。

掌握一般杆件结构的几何组成分析，确定其超静定次数，变形体的虚功原理和结构位移的虚功方程。

能力要求：了解杆件结构计算简图的简化。

熟悉一般超静定结构适当的计算方法。

掌握一定的计算能力，对计算结构能进行校核。

使用结构计算方面的常用图表手册。

应用隔离体图及平衡条件，静定结构的支座反力和内力计算，并能绘出内力图。

计算静定结构位移的积分法和图乘法。

用力法、位移法和力矩分配法计算超静定结构。

能应用静力法作一般静定结构影响线。

三、本课程与相关课程的联系本课程的先修课程：高等数学，线性代数，大学物理，工程力学。

后修课程：混凝土与砌体结构设计、土木工程施工、钢结构等。

本课程与先修课程高等数学、工程力学关系密切。

该课程的学习也为后续课程的学习和今后进行结构设计、科学研究打下了力学理论基础。

四、学时分配五、教材与参考书使用教材：郑国栋肖湘主编《结构力学》中国建材工业出版社，2014年1月第1版，21世纪高等院校土木与建筑专业“十二五”规划教材主要参考书：1．李廉锟主编《结构力学》(上册)，高等教育出版社，2010年7月第5版，普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

2．朱慈勉张伟平主编《结构力学》（第2版），高等教育出版社，2009年7月出版，“十一五”国家级规划教材。

六、教学方法与手段建议1．理论联系实际，多举一些与本专业有关的例题，必要时可到工地参观。

2．着重讲清解题原理和方法，适当多安排一些习题和讨论课。

3．重点培养学生的自学能力和解题能力。

七、课程考核方式闭卷考试，成绩可分为平时成绩与期末成绩，其中平时成绩占总成绩的30%，期末成绩占总成绩的70% 。

第二部分课程内容大纲第一章绪论（2学时）一、本章的教学目的和要求：了解结构力学的研究对象和任务，与其他课程间的关系及常见杆件结构类型。

熟悉结构计算简图的概念和确定计算简图的原则。

掌握杆件结构的支座分类、结点分类、荷载分类。

重点：杆件结构的支座分类、结点分类及确定计算简图的原则。

难点：计算简图的确定。

二、教学内容及要求：结构力学的研究对象和任务，结构力学与其它课程间的关系，结构的计算简图，支座和结点的类型，平面杆系结构和荷载的分类。

第三章平面体系的机动分析（6学时）一、本章的教学目的和要求：了解几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系、常变体系、机动分析、刚片、自由度、联系、二元体、虚铰、多余联系等概念，三刚片体系中虚铰在无穷远处的情况。

熟悉结构的几何特性与静定性的关系。

掌握无多余约束的几何不变体系的基本组成规则，常见体系的几何组成分析，体系几何组成分析中自由度的计算及应用。

重点：几何不变体系的基本组成规则，体系的几何组成分析。

难点：体系的几何组成分析。

二、教学内容及要求：几何组成分析的目的，几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和常变体系的概念。

刚片、联系、自由度、二元体、虚铰、多余联系等概念。

几何不变体系的基本组成规则及应用，三刚片体系中虚铰在无穷远处的情况。

结构的几何特性与静定性的关系。

第三章静定梁与静定刚架（10学时）一、本章的教学目的和要求：了解多跨静定梁、静定平面刚架的概念，静定结构的特性，静定空间刚架。

熟悉多跨静定梁的组成、基本部分、附属部分、层叠图。

掌握多跨静定梁和刚架的计算及内力图的绘制，叠加法。

重点：多跨静定梁和刚架的计算及内力图的绘制。

难点：内力图的绘制。

二、教学内容及要求：梁的内力计算，分段叠加法作弯矩图。

多跨静定梁的组成，基本部分、附属部分、层叠图，多跨静定梁和刚架的计算及内力图的绘制，叠加法，静定结构的特性，静定空间刚架。

第四章静定拱（4学时）一、本章的教学目的和要求：了解常用拱的形式，拱趾、跨度、拱顶、拱高、高跨比的概念。

熟悉静定拱的概念及三铰拱的合理轴线。

掌握三铰拱的反力和内力计算。

重点：三铰拱的反力和内力计算，三铰拱的合理轴线。

难点：三铰拱的内力计算。

二、教学内容及要求：常用拱的形式，静定拱、拱趾、跨度、拱顶、拱高、高跨比的概念，三铰拱的支座反力的计算及内力计算，三铰拱的合理拱轴线。

第五章静定平面桁架与组合结构（8学时）一、本章的教学目的和要求：了解静定桁架和组合结构的概念，常用梁式桁架的比较。

熟悉平面桁架的计算简图，组合结构的计算。

掌握结点法、截面法计算桁架，结点法和截面法的联合应用，特殊结构及零杆的判别方法。

重点：结点法、截面法计算桁架。

难点：结点法和截面法的联合应用。

二、教学内容及要求：桁架的特点、组成和分类。

平面桁架的结点法、截面法和两种方法的联合应用。

特殊结构及零杆的判别方法。

截面法中的特殊情况。

几种梁式桁架的内力分布比较。

组合结构的计算。

第六章影响线（12学时）一、本章的教学目的和要求：了解移动荷载和固定荷载的概念。

熟悉影响线的概念。

掌握用静力法绘制单跨静定梁及多跨梁支座反力和内力的影响线、间接荷载作用下的影响线，用静力法绘制桁架影响线，用机动法绘制单跨静定梁、多跨静定梁支座反力和内力的影响线，利用影响线求量值，可动均布荷载的最不利布置、移动荷载最不利位置的确定。

重点：用静力法绘制单跨静定梁支座反力和内力的影响线。

难点：移动荷载最不利位置的确定。

二、教学内容及要求：影响线的概念。

用静力法作单跨静定梁、多跨梁的影响线，间接荷载作用下梁的影响线。

用机动法作单跨静定梁、多跨静定梁支座反力和内力的影响线。

用静力法绘制桁架影响线。

影响线的应用：利用影响线求量值，最不利荷载位置的确定。

最大弯矩的计算。

第七章结构位移计算（10学时）一、本章的教学目的和要求：了解虚功、广义力、广义位移的概念，变形体虚功方程、线弹性结构的互等定理，支座位移产生的位移计算；温度改变产生的位移计算。

熟悉荷载所产生的位移的计算。

掌握单位荷载法求位移的计算公式，用图乘法求梁、刚架的位移，桁架位移的计算。

重点：用图乘法求梁、刚架的位移。

难点：变形体虚功方程。

二、教学内容及要求：计算结构位移的目的，广义力和广义位移的概念，虚功，变形体的虚功原理，结构位移计算的一般公式，单位荷载法，荷载作用下梁、刚架、桁架位移计算的实用公式，图乘法计算梁和刚架的位移：三角形、标准二次抛物线的图形面积和形心位置。

支座移动下的位移计算，温度改变产生的位移计算，线弹性结构的互等定理。

第八章力法（12学时）一、本章的教学目的和要求：了解力法基本结构的确定、典型方程的物理意义。

熟悉支座位移、温度改变时力法解刚架、铰结排架、桁架，利用变形条件校核梁和刚架的最终弯矩图。

掌握力法典型方程的建立、方程中系数和自由项的计算、最终弯矩图的绘制。

荷载作用下用力法求解梁和刚架、铰结排架、桁架、组合结构。

会利用对称性条件简化力法计算。

超静定结构位移计算。

重点：荷载作用下用力法求解刚架。

难点：荷载作用下用力法求解组合结构。

二、教学内容及要求：超静定结构的概念，超静定次数的确定。

力法的基本原理。

力法的基本体系，基本未知量和典型方程。

用力法计算超静定梁、刚架、桁架、铰结排架、组合结构。

利用对称性简化力法计算。

超静定结构的位移计算。

利用变形条件校核梁和刚架的最终弯矩图。

支座位移、温度改变时超静定结构的计算。

超静定结构的特性。

第九章位移法（10学时）一、本章的教学目的和要求：了解位移法基本结构的确定、未知量的选择、典型方程的物理意义。

熟悉位移法典型方程的建立，用直接平衡法建立位移法方程。

掌握位移法典型方程中系数及自由项的计算，弯矩图的绘制，在荷载作用下梁和刚架的计算，利用对称条件简化计算，等截面直杆的转角位移方程。

重点：在荷载作用下刚架的计算。

难点：对称性的利用。

二、教学内容及要求：位移法的基本概念，等截面直杆的转角位移方程，位移法的基本未知量、基本结构、典型方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，用直接平衡法建立位移法方程，对称性的应用。

第十章渐近法（8学时）一、本章的教学目的和要求：了解渐近法的基本概念。

熟悉转动刚度、分配系数和传递系数的概念，力矩分配法的基本原理。

掌握用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架，无剪力分配法的应用。

重点：用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。

难点：无剪力分配法的应用。

二、教学内容及要求：渐近法是位移法类型的渐近解法。

力矩分配法的基本原理。

转动刚度S、分配系数和传递系数C的概念，远端分别为固定、简支、滑动和自由时的转动刚度、传递系数。

用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。

单结点的力矩分配，多结点的力矩分配，对称性的利用，无剪力分配法，力矩分配法的适用范围。

执笔人：马林审定人：李天珍批准人：朱炯制定日期：2014年2月。