结 构 力 学 教 案 主 讲 教 师 : 曹 志 翔 2010 年 8 月
教 案 ( 首 页 ) 课 课 编 号 410105 结 构 力 学 总 计 :80 学 时 名 称 学 分 5 其 中 : 类 别 必 修 课 ( ) 选 修 课 ( ) 理 论 课 ( ) 实 验 课 ( 讲 课 :80 学 时 ) 实 验 : 学 时 任 课 教 师 曹 志 翔 职 称 副 教 授 对 象 专 业 班 级 : 水 工, 农 水, 土 木 08 本 共 3 个 班 教 材 和 主 教 材 : 结 构 力 学 ( 第 三 版 要 参 考 资 料 参 考 资 料 : 结 构 力 学 李 廉 锟 高 等 教 育 出 版 社 第 三 版 ) 包 世 华 武 汉 理 工 大 学 出 版 社 2007.12 要 结 构 力 学 是 水 利 土 木 类 各 专 业 的 一 门 重 要 技 术 基 础 课 结 构 力 学 是 研 究 结 构 在 荷 载 作 用 下 的 内 力 计 算 和 位 移 计 算 结 构 的 稳 定 性 以 及 动 力 荷 载 作 用 下 结 构 的 反 应 结 构 组 成 规 则 和 合 理 组 成 形 式 等 问 题 的 一 门 课 要 学 生 掌 握 上 述 的 计 算, 为 学 生 学 好 后 续 专 业 课, 从 事 本 专 业 的 技 术 工 作 科 学 研 究 和 管 理 工 作 打 好 必 要 的 力 学 基 础 主 要 教 学 章 节 第 一 章 绪 论 第 二 章 结 构 的 几 何 组 成 分 析 第 三 章 静 定 梁 第 四 章 静 定 刚 架 第 五 章 三 铰 拱 第 六 章 静 定 桁 架 和 组 合 结 构 第 七 章 静 定 结 构 总 论 第 八 章 影 响 线 第 九 章 虚 功 原 理 和 结 构 的 位 移 计 算 第 十 章 力 法 第 十 一 章 位 移 法 第 十 二 章 渐 进 法
第 一 章 绪 论 单 元 第 1 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 一 章 绪 论 结 构 力 学 研 究 的 对 象 和 任 务 使 学 生 掌 握 结 构 力 学 的 研 究 对 象 和 任 务, 明 白 结 构 力 学 和 材 料 力 学 弹 性 力 学 的 区 别, 会 对 简 单 结 构 能 简 化 成 简 图, 掌 握 常 见 荷 载 的 分 类, 平 面 杆 件 结 构 的 类 别, 了 解 结 构 力 学 的 学 习, 明 白 本 课 的 平 时 要 2 重 一 本 章 重 : 平 面 杆 件 结 构 分 类 : 梁 刚 架 桁 架 拱 ( 三 铰 拱 两 铰 拱 无 铰 拱 ) 组 合 结 构 荷 载 的 分 类 : 恒 载 与 活 载 静 力 荷 载 与 动 力 荷 载 固 定 荷 载 与 移 动 荷 载 分 布 与 集 中 荷 载 计 算 简 图 二 本 章 难 : 无 计 算 简 图 简 化 的 原 则 结 构 体 系 的 简 化 杆 件 的 简 化 结 的 简 化 支 座 的 简 化 ( 固 定 铰 支 座 铰 支 座 固 定 支 座 ) 荷 载 的 简 化 或 思 思 1,2,3,4 1. 支 座 简 化 ; 2. 桁 架 分 类 ; 3. 本 课 学 习
第 二 章 平 面 体 系 的 几 何 组 成 分 析 单 元 第 1 2 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ( 请 其 他 ( 打 ) 第 二 章 平 面 体 系 的 几 何 组 成 分 析 重 几 何 不 变 与 几 何 可 变 体 系 的 概 念, 构 造 分 析 的 刚 片 自 由 度 约 束 ( 必 要 约 束 多 余 约 束 ) 铰 ( 实 铰 虚 铰 或 瞬 铰 ; 单 铰 复 铰 ) 刚 结 的 概 念 一 个 与 一 个 刚 片 间 的 联 结 规 则 两 个 刚 片 间 的 联 结 规 则 三 个 刚 片 间 的 联 结 规 则 二 元 体 规 则 瞬 变 体 系 和 常 变 体 系 的 概 念 一 本 章 重 : 刚 片 自 由 度 约 束 ( 必 要 约 束 多 余 约 束 ) 铰 ( 实 铰 虚 铰 或 瞬 铰 ; 单 铰 复 铰 ) 刚 结 ( 单 刚 结 复 刚 结 ) 二 本 章 难 : 二 元 体 规 则 瞬 变 体 系 和 常 变 体 系 的 概 念 板 书 讲 授 2.1. 几 何 组 成 分 析 的 几 何 不 变 体 系 和 几 何 可 变 体 系 2.2 自 由 度 和 约 束 2.3 几 何 不 变 无 多 余 约 束 的 平 面 杆 件 体 系 的 组 成 规 则 2.4 几 何 组 成 分 析 举 例 2.5 体 系 的 计 算 自 由 度 数 公 式 或 思 思 :1,3,4,5,7,16; 习 题 2.1a,b;2.5; 1. 二 元 体 规 则 ; 2. 两 刚 片 间 连 接 规 则 ; 3. 三 刚 片 间 连 接 规 则 6
第 三 章 静 定 梁 单 元 第 2,3 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 三 章 静 定 梁 6 重 掌 握 指 定 截 面 的 内 力 ( 包 括 内 力 的 概 念 内 力 图 的 绘 制 隔 离 体 的 概 念 ) 内 力 与 荷 载 的 关 系 ( 包 括 微 分 关 系 增 量 关 系 ) 分 叠 加 法 作 弯 矩 图 斜 梁 的 计 算 附 属 部 分 部 分 的 概 念 ; 计 算 顺 序 和 几 何 构 造 顺 序 的 关 系 ; 内 力 图 的 绘 制 包 括 支 座 反 力 内 力 的 计 算 一 本 章 重 : 支 座 反 力 内 力 的 计 算 内 力 图 的 绘 制 二 本 章 难 : 荷 载 与 内 力 之 间 的 微 分 关 系 拟 简 支 梁 叠 加 法 绘 弯 矩 图 3.1 静 定 单 跨 梁 的 计 算 3.2 叠 加 法 绘 制 直 杆 弯 矩 图 3.3 简 支 斜 梁 的 计 算 3.4 静 定 多 跨 梁 约 束 力 的 计 算 与 几 何 组 成 3.5 静 定 多 跨 梁 内 力 图 的 绘 制 或 思 习 题 :3.7,3.10,3.16,3.21,3.23, 3.25, 1. 静 定 结 构 计 算
第 四 章 静 定 刚 架 单 元 第 3,4 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 四 章 静 定 刚 架 6 掌 握 静 定 刚 架 支 座 反 力 的 计 算, 内 力 图 的 绘 制 重 或 思 一 本 章 重 : 支 座 反 力 内 力 的 计 算 内 力 图 的 绘 制 二 本 章 难 : 三 铰 刚 架 的 解, 分 叠 加 法 绘 弯 矩 图 4.1 静 定 平 面 刚 架 的 几 何 组 成 及 特 4.2 静 定 刚 架 支 座 反 力 的 计 算 4.3 用 截 面 法 静 定 刚 架 感 端 截 面 内 力 4.4 静 定 刚 架 内 力 图 的 绘 制 4.5 三 铰 刚 架 级 多 层 多 跨 静 定 刚 架 的 内 力 图 习 题 :4.6,4.15
第 五 章 三 角 拱 单 元 第 5 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 五 章 三 角 拱 6 重 包 括 三 铰 拱 的 概 念 和 类 型 竖 向 荷 载 作 用 下 三 铰 拱 的 支 座 反 力 和 内 力 计 算 三 铰 拱 的 压 力 线 及 合 理 拱 轴 线 一 本 章 重 : 支 座 反 力 内 力 的 计 算 内 力 图 的 绘 制 二 本 章 难 : 荷 载 与 内 力 之 间 的 微 分 关 系 拟 简 支 梁 叠 加 法 绘 弯 矩 图 5.1 三 角 拱 的 组 成 和 类 型 5.2 在 竖 向 荷 载 作 用 下 三 角 拱 的 支 座 反 力 5.3 在 竖 向 荷 载 作 用 下 三 角 拱 截 面 内 力 的 计 算 公 式 5.4 三 角 拱 的 受 力 特 性 5.5 三 角 拱 的 合 理 轴 线 或 思 习 题 :5.1 1. 静 定 结 构 计 算 2 三 铰 拱 计 算
第 六 章 静 定 桁 架 和 组 合 结 构 单 元 时 第 9 周 间 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 重 或 思 第 六 章 静 定 桁 架 和 组 合 结 构 4 要 学 生 掌 握 桁 架 的 类 型, 计 算 桁 架 内 力 的 节 法 和 截 面 法, 节 法 和 截 面 法 的 联 合 应 用 一 本 章 重 : 零 杆 的 判 断, 计 算 桁 架 内 力 的 节 法 和 截 面 法, 节 法 和 截 面 法 的 联 合 应 用, 静 定 组 合 结 构 的 计 算 二 本 章 难 : 计 算 桁 架 内 力 的 节 法 和 截 面 法, 节 法 和 截 面 法 的 联 合 应 用 静 定 组 合 结 构 的 计 算 6.1 桁 架 的 特 和 组 成 分 类 6.2 结 法 6.3 截 面 法 6.4 结 法 和 截 面 法 的 联 合 应 用 6.5 组 合 结 构 习 题 :6.9(1),6.10,6.11,6.20 1 节 法 2 截 面 法 3 静 定 组 合 结 构 4 静 定 结 构
第 七 章 静 定 结 构 总 论 单 元 第 7 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 七 章 静 定 结 构 总 论 6 本 章 是 结 构 的 组 成 分 析 和 静 定 结 构 内 力 分 析 的 总 结 不 再 按 结 构 型 式 分 类, 而 是 将 所 有 的 静 定 结 构 合 在 一 起, 从 静 定 结 构 受 力 分 析 的 静 定 结 构 的 一 般 性 质 和 各 种 结 构 型 式 的 受 力 特 三 个 方 面 进 行 综 合 的 讨 论, 从 而 提 高 深 化 对 静 定 结 构 及 及 分 析 的 了 解 重 或 思 看 书 复 习 7.1 静 定 结 构 受 力 分 析 的 7.2 静 定 结 构 的 一 般 性 质 7.3 各 种 结 构 型 式 的 受 力 特 静 定 结 构 解 ; 内 力 图 的 绘 制 重 : 静 定 结 构 受 力 分 析
第 八 章 影 响 线 单 元 第 8 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 八 章 影 响 线 4 重 了 解 超 静 定 结 构 的 特 和 掌 握 判 定 超 静 定 结 构 的 次 数, 充 分 理 解 和 掌 握 力 法 的 基 本 原 理, 能 够 熟 练 的 用 力 法 计 算 超 静 定 结 构 ( 梁 刚 架 桁 架 排 架 组 合 结 构 和 两 铰 拱 ) 在 荷 载 作 用 温 度 改 变 和 支 座 移 动 影 响 下 的 内 力, 并 利 用 结 构 和 荷 载 特 来 简 化 计 算, 会 计 算 超 静 定 结 构 的 位 移, 了 解 超 静 定 结 构 内 力 图 的 校 核 和 力 学 特 征 一 本 章 重 : 充 分 理 解 和 掌 握 力 法 的 原 理, 熟 练 的 用 力 法 来 计 算 超 静 定 结 构 在 荷 载 温 度 改 变 和 支 座 移 动 影 响 下 的 内 力, 并 利 用 结 构 和 荷 载 特 来 简 化 计 算, 会 计 算 超 静 定 结 构 的 位 移 二 本 章 难 : 如 何 根 据 结 构 和 荷 载 特 来 选 择 一 个 计 算 方 便 简 单 的 体 系, 并 建 立 相 应 的 力 法 方 8.1 影 响 线 的 概 念 8.2 静 力 法 作 静 定 单 跨 梁 影 响 线 8.3 结 荷 载 作 用 下 梁 的 影 响 线 8.4 静 力 法 作 桁 架 的 影 响 线 8.5 机 动 法 作 静 定 梁 的 影 响 线 8.6 影 响 线 的 应 用 或 思 本 章 习 题 :8.13,8.12,8.15 (1) 内 力 影 响 线 和 内 力 图 的 区 别 (2) 影 响 线 的 绘 制 : 静 力 法 和 机 动 法
第 九 章 虚 功 原 理 和 位 移 计 算 单 元 第 9, 10 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 九 章 虚 功 原 理 和 位 移 计 算 10 重 理 解 变 形 体 虚 功 原 理 的 及 其 应 用 ; 熟 练 掌 握 荷 载 作 用 下 静 定 结 构 的 位 移 计 算 ( 是 图 乘 法 ); 掌 握 静 定 结 构 由 于 温 度 改 变 和 支 座 移 动 所 引 起 的 位 移 计 算 方 法 ; 了 解 互 等 定 理 二 本 章 难 : 理 解 变 形 体 虚 功 原 理 的 及 其 应 用, 熟 练 静 定 结 构 的 位 移 计 算 ( 是 图 乘 法 ) 三 本 章 要 : 变 形 体 虚 功 原 理 的 理 解 和 图 乘 法 的 技 巧, 具 体 表 现 在 图 乘 法 时 面 积 ω 和 对 应 标 距 y 的 选 择 上 9.1 位 移 计 算 概 述 9.2 虚 功 和 虚 功 原 理 9.3 单 位 荷 载 法 计 算 位 移 和 位 移 计 算 的 一 般 公 式 9.4 荷 载 作 用 下 的 位 移 计 算 9.5 图 乘 法 9.6 温 度 作 用 时 的 位 移 计 算 9.7 支 座 移 动 时 的 位 移 计 算 9.8 线 性 变 形 体 系 的 互 等 定 理 或 思 习 题 :9.4,9.5,9.23 1. 变 形 体 虚 功 原 理 的 及 其 应 用 ;2. 荷 载 作 用 下 静 定 结 构 的 位 移 计 算 ( 是 图 乘 法 );3. 静 定 结 构 由 于 温 度 改 变 和 支 座 移 动 所 引 起 的 位 移 计 算 ;4. 了 解 互 等 定 理
第 十 章 力 法 单 元 第 11,12,13 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 十 章 力 法 16 重 了 解 超 静 定 结 构 的 特 和 掌 握 判 定 超 静 定 结 构 的 次 数, 充 分 理 解 和 掌 握 力 法 的 基 本 原 理, 能 够 熟 练 的 用 力 法 计 算 超 静 定 结 构 ( 梁 刚 架 桁 架 排 架 组 合 结 构 和 两 铰 拱 ) 在 荷 载 作 用 温 度 改 变 和 支 座 移 动 影 响 下 的 内 力, 并 利 用 结 构 和 荷 载 特 来 简 化 计 算, 会 计 算 超 静 定 结 构 的 位 移, 了 解 超 静 定 结 构 内 力 图 的 校 核 和 力 学 特 征 一 本 章 重 : 充 分 理 解 和 掌 握 力 法 的 原 理, 熟 练 的 用 力 法 来 计 算 超 静 定 结 构 在 荷 载 温 度 改 变 和 支 座 移 动 影 响 下 的 内 力, 并 利 用 结 构 和 荷 载 特 来 简 化 计 算, 会 计 算 超 静 定 结 构 的 位 移 二 本 章 难 : 如 何 根 据 结 构 和 荷 载 特 来 选 择 一 个 计 算 方 便 简 单 的 体 系, 并 建 立 相 应 的 力 法 方 10.1 超 静 定 结 构 和 超 静 定 次 数 10.2 力 法 的 概 念 10.3 力 法 方 的 典 型 形 式 10.4 超 静 定 梁 刚 架 和 排 架 10.5 超 静 定 衍 架 和 组 合 结 构 10.6 对 称 结 构 的 计 算 10.7 超 静 定 拱 10.9 温 度 变 化 和 支 座 移 动 时 超 静 定 结 构 的 内 力 或 思 本 章 习 题 :10.2a b,10.3b 1. 超 静 定 结 构 的 特 和 掌 握 判 定 超 静 定 结 构 的 次 数 ;2. 力 法 的 原 理 与 应 用
第 十 章 位 移 法 单 元 第 14,15 周 方 式 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) ( 请 打 其 他 ( ) 第 十 章 位 移 法 8 重 充 分 理 解 和 掌 握 位 移 法 的 原 理, 充 分 理 解 转 角 位 移 方 中 每 一 项 的 力 学 意 义, 正 确 判 断 结 构 的 未 知 位 移 数 量, 能 够 用 位 移 法 熟 练 计 算 无 侧 移 刚 架 和 有 侧 移 刚 架 在 荷 载 作 用 下 及 支 座 移 动 下 的 内 力 计 算, 会 用 对 称 性 简 化 结 构 计 算 一 本 章 重 : 充 分 理 解 和 掌 握 位 移 法 的 原 理, 正 确 判 断 结 构 的 未 知 位 移 数 量, 熟 练 的 用 位 移 法 来 计 算 无 侧 移 和 有 侧 移 刚 架 在 荷 载 作 用 下 及 支 座 移 动 下 的 内 力, 会 利 用 对 称 性 简 化 结 构 计 算 二 本 章 难 : 未 知 量 的 正 确 选 择 和 建 立 平 衡 方 11.1 位 移 法 的 概 念 11.2 等 截 面 宜 杆 的 形 常 数 和 载 常 数 11.3 位 移 法 的 未 知 量 和 体 系 11.4 位 移 法 方 11.5 位 移 法 计 算 连 续 梁 和 无 侧 移 刚 架 11.6 位 移 法 计 算 有 侧 移 刚 架 和 排 架 11.7 位 移 法 计 算 对 称 结 构 或 思 本 章 习 题 :11.9,11.23 1. 位 移 法 的 原 理 ;2. 转 角 位 移 方 中 每 一 项 的 力 学 意 义 ;3. 判 断 结 构 的 未 知 位 移 数 量 ;4. 位 移 法 计 算 无 侧 移 刚 架 和 有 侧 移 刚 架 在 荷 载 作 用 下 及 支 座 移 动 下 的 内 力 计 算 ;5. 对 称 性 简 化 结 构 计 算
第 十 二 章 渐 进 法 单 元 方 式 ( 请 打 第 15,16 周 理 论 课 ( 讨 论 课 ( ) 实 验 课 ( ) 习 题 课 ( ) 其 他 ( ) 第 十 二 章 渐 进 法 6 重 正 确 理 解 力 矩 分 配 法 和 位 移 法 的 关 系 及 力 矩 分 配 法 的 适 用 条 件, 能 够 正 确 计 算 转 动 刚 度 和 分 配 系 数, 用 力 矩 分 配 法 熟 练 计 算 多 结 连 续 梁 和 无 侧 移 刚 架 在 荷 载 作 用 下 及 支 座 移 动 下 的 内 力, 会 用 对 称 性 简 化 结 构 计 算 二 本 章 难 : 正 确 理 解 力 矩 分 配 法 的 适 用 条 件, 熟 练 计 算 多 结 连 续 梁 和 无 侧 移 刚 架 在 荷 载 作 用 下 及 支 座 移 动 下 的 内 力, 会 利 用 对 称 性 简 化 结 构 计 算 三 本 章 要 : 正 确 理 解 力 矩 分 配 法 时 的 每 一 步 物 理 力 学 意 义, 以 及 刚 架 结 构 中 上 下 左 右 传 递 时 容 易 掉 项 和 具 有 悬 臂 杆 件 的 结 处 理 12.1 渐 近 法 概 述 12.2 力 矩 分 配 法 的 概 念 12.3 单 结 的 力 矩 分 配 运 算 12.4 多 结 的 力 矩 分 配 渐 近 运 算 或 思 12.3,12.4 1. 力 矩 分 配 法 和 位 移 法 的 关 系 及 力 矩 分 配 法 的 适 用 条 件 ;2. 计 算 转 动 刚 度 和 分 配 系 数 ;3. 力 矩 分 配 法 熟 练 计 算 多 结 连 续 梁 和 无 侧 移 刚 架 在 荷 载 作 用 下 及 支 座 移 动 下 的 内 力 ;4. 对 称 性 简 化 结 构 计 算