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《结构力学》/《结构力学(双语)》课程教学大纲

 一、基本信息

课程编号

20223005/20223007/20223029/20223030

课程中文名称

结构力学(1)(2/结构力学(双语)(1)(2

课程英文名称

Structural  Mechanics

课程类别

通识教育(  )大类基础(√  )专业核心(  )专业方向(  )

课程性质

必修( √ )任选(  )

适用专业

金佰利手机唯一官网工程

总学时

112

学分

7

先修课程

理论力学,材料力学,高等数学,线性代数

并修课程

 

开课单位

金佰利手机唯一官网与交通学院   专业基础部      

对毕业要求的贡献

通过课堂讲授、课堂练习、小组讨论、课后习题练习等教学方式进行教与学,掌握结构力学原理,使同学具备结构内力计算、分析能力。

一、教学目的与任务

本课程的目的与任务是在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握杆件结构的计算原理和方法,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。

二、教学内容与要求

根据“少而精”和“因材施教”的原则,大纲中把课程内容分为基本部分和选学部分。基本部分包括简单结构与超静定结构方面的内容。基本部分的内容应使大多数学生能够在正常学习情况下真正学到手。选学部分为前面带“*”号的内容,不同专业可根据情况加以选用。

(一)课程基本内容(112 学时)

  1. 绪论:了解结构力学的研究对象和主要任务,计算简图的概念,结构的分类等。(学时)  
  2. 几何组成分析:掌握平面几何不变体系的基本组成规则及其运用。(学时)
  3. 静定结构受力分析:灵活运用隔离体平衡的方法,熟练掌握梁和刚架内力图的做法以及绗架内力的解法,掌握静定组合结构和拱的内力计算方法,了解静定结构的力学特性。(18 学时)
  4. 影响线:理解影响线的概念,掌握静力法作静定梁、桁架的内力影响线,会利用影响线求移动荷载下结构的最大内力,了解机动法作影响线。了解超静定连续梁影响线的形状。(12 学时)
  5. 虚功原理与结构位移计算:理解变形体虚功原理的内容及其应用,熟练掌握静定结构的位移计算方法,了解互等定理。(12 学时)
  6. 力法:掌握力法的基本原理和用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温度作用下的内力。
  7. 会计算超静定结构的位移,了解超静定结构的力学特性。(16 学时)
  8. 位移法:掌握位移法的基本原理和刚架在荷载作用下的计算。(12 学时)
  9. 力矩分配法:掌握力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。(学时)
  10. 结构矩阵分析:掌握矩阵位移法计算杆件结构的原理与方法。(12 学时) 10、结构的动力计算:掌握动力分析的基本方法,掌握单自由度及两个自由度体系的自由振动与在简谐荷载作用下的受迫振动的计算方法。了解阻尼的作用。了解频率的近似计算方法。(18 学时)

(二)、能力培养的要求

  1. 分析能力:对杆件结构具有选择计算简图的能力,并能根据具体问题选择恰当的计算方法。
  2. 计算能力:具有对各种静定、超静定结构进行计算能力,具有对计算结果进行校核,对能力分布的合理性作出判断的能力,初步具有使用结构计算程序的能力。
  3. 自学能力:具有自学和阅读教学参考书的能力。
  4. 表达能力:作业要清晰、整洁、严谨。

(三)、与其他有关课程的联系和分工与结构力学有密切关系的课程是理论力学、材料力学和弹性力学。

理论力学为结构力学提供一般的力学原理,结构力学将这些原理应用于结构计算。在几个具体问题上可分工如下:

  1. 关于桁架,理论力学可以简单地叙述桁架的结点法和截面法,主要从应用平衡方程的角度来讲;结构力学则结合桁架的几何组成分析深入讨论结点法、截面法及其联合应用,把桁架作为一种重要的结构型式来讲。
  2. 关于虚功原理,理论力学讲刚体体系虚位移原理,结构力学补充变形体虚功原理。
  3. 关于振动问题,理论力学讨论质点的振动,限于单自由度和简谐荷载;结构力学讨论弹性体系的振动,推广到多自由度和一般荷载。

材料力学和结构力学都利用简化假设讨论变形体系的强度、刚度和稳定。材料力学主要讲述单个杆件的计算;结构力学讲述杆件体系的计算。在几个具体问题上可分工如下:

  1. 关于能量原理,材料力学讲述应变能和余能、势能原理和余能原理、卡氏定理;结构力学讲述变形体系的虚功原理、计算位移的单位荷载法和图乘法、互等定理。
  2. 关于超静定向题,材料力学可结合最简单的问题引进超静定问题的概念,结构力学系统地讨论超静定结构的各种解法。

四、学时分配表

内   容

讲授

 

 

 

 

小计

绪论

2

 

 

 

 

2

平面结构的几何构造分析

4

 

 

 

 

4

静定结构的受力分析

18

 

 

 

 

18

影响线

12

 

 

 

 

12

结构位移计算

12

 

 

 

 

12

力法

16

 

 

 

 

16

位移法

12

 

 

 

 

12

力矩分配法

8

 

 

 

 

8

矩阵位移法

12

 

 

 

 

12

结构动力计算

16

 

 

 

 

16

总计

112

 

 

 

 

112

五、主要教学方法

讲课要尽量做到启发式和“少而精”,避免讲解过深过细。要对学生的学习方法加以指导,提高学生的自学能力和分析能力。

    习题在课程学习中有重要的作用。通过习题,首先要求学生掌握主要的计算原理和计算方法,并学会应用这些原理和方法解决具体问题。其次要提高学生的计算能力,培养科学作风。习题要精选,要保证一定的份量,又不要造成学习负担过重。

在教学过程中要适当安排一些辅导课。辅导课的目的是帮助学生消化课程的基本内容,例如对课程中的主要原理、主要概念进行总结,对学生学习中普遍存在的问题进行分析,对学生作业中共同性的错误和学习方法上的共同问题加以指导等,但不要在辅导课上讲解新的内容。辅导课的方式可以灵活多样,例如由教师进行总结和指导,由学生参加讨论等等,但不宜采用在课堂上完全放手让学生做习题的方式。辅导课应当在学生复习了讲课内容、做了少量习题以及教师对学生清况有所了解的基础上进行。

六、考核与成绩评定

期中、期末考试与平时成绩综合评定。

总成绩中,期末考试成绩占 80%,平时成绩占 20% 平时成绩包括:课堂考勤,课堂纪律,课堂回答问题,期中考试成绩,作业完成期末考试为闭卷考试。出题方式为考教分离。

七、大纲编制说明

  1. 本课程要精讲多练,建议习题课或课堂讨论时间不少于课程参考学时的 110
  2. 道桥专业对影响线部分的基本要求应适当提高。
  3. 根据情况对结构动力计算和结构分析的程序设计等部分适当地提高要求。
  4. 使用 SMCAI 结构力学求解器。是同学能初步了解结构分析软件的使用和特点。
  5. 配合使用现代化教学手段,提高效率,使用计算机与多媒体。

八、教材及参考书目

(一)教材李廉锟  结构力学 (第 版) 出版地:高等教育出版社,2010 

(二)参考书目

  1. 朱慈勉  结构力学 (第 版) 出版地:高等教育出版社,2004
  2. 龙驭球  结构力学教程 (第 版) 出版地:高等教育出版社,2001

九、其他可以利用的学习资源

结构力学(.ppt)课件,电子教案可下载;

校园网精品课网站(http://jpk.bicea.edu.cn结构力学网络课程