《建筑力學》課程教學大綱

1、建筑力學課程教學大綱第一部分 大綱說明一、課程的性質、教學目的、任務和教學基本要求1、課程的性質、教學目的建筑力學是工業(yè)與民用建筑專業(yè)的一門重要技術基礎課。學習本課程的目的是讓學生掌握建筑力學的基本概念和基本理論，學會運用建筑力學的知識去分析工程實際中的有關問題并為學習專業(yè)課程和進一步學習準備條件。2、教學任務本課程的任務是使學生具備建筑力學的基礎知識，掌握正確的受力分析和力系的破壞平衡條件。對工程結構中桿件的強度問題具有明確的概念和一定的計算能力。初步掌握桿件體系的分析方法，初步了解常用結構形式的受力性能。掌握各種結構在荷載作用下維持平衡的條件以及承載能力的計算方法，為解決工程實際問題提供理

2、論基礎，使所設計的構件即安全合理，又經(jīng)濟實用。3、教學基本要求建筑力學包括靜力學、材料力學和結構力學三部分內容。對電視中專工民建專業(yè)的學員，其基本要求為：（1）（1）初步具備將簡單的桿件結構簡化為計算簡圖的能力；（2）會從簡單的物體系中選取脫離體并畫出其受力圖；（3）能熟練地運用平衡方程求解單個物體和簡單物體系的平衡問題；（4）能熟練地分析單個桿件的內力并繪制內力圖；（5）會運用強度條件進行單個桿件的截面選擇和強度校核，并能進行剛度和穩(wěn)定性校核；（6）能分析簡單結構的幾何組成，確定超靜定次數(shù)；（7）了解平面靜定結構的受力性能；- 1 -（8）會用圖乘法計算簡單結構的位移；（9）初步掌握力法、力

3、矩分配法的基本原理和基本計算；（10）具備材料力學試驗的初步知識。二、本課程與相關課程的銜接、配合關系在建筑力學的學習過程中， 經(jīng)常會遇到數(shù)學、 物理等先修課程的知識， 因此，在學習中應根據(jù)需要對上述課程進行必要的復習，并在運用中得到鞏固和提高。在后續(xù)課程中，建筑力學又是建筑結構、地基基礎和施工技術等課程的基礎。三、課程各部分內容的內在聯(lián)系建筑力學課程分上、下兩冊。上冊為第一篇：力系的合成與平衡。主要討論力系的合成與平衡，是結構受力分析的基礎；第二篇：桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性。主要研究桿件在各種基本變形時的強度和剛度以及壓桿的穩(wěn)定性問題；下冊為第三篇：結構的內力和變形計算。是屬于結構力學部分的

4、知識。主要研究平面剛架的內力和變形計算。在這三部分內容中，第一部分是建筑力學基本知識，第二、三部分則是各種構件及結構設計的理論基礎。四、教學方法和教學形式的建議1、教學方法本課程是一門理論性和實踐性很強的課程。課堂教學要注意啟發(fā)式，引導學生積極思考，反對注入式教學方法。學習本課程時要注意理解它的基本原理，掌握它的分析方法和解題思路特別是要學會從這些具體方法中學習分析問題的一般方法，切記死記硬背；另外，還要讓學生多做練習，以加強理解和記憶。2、教學形式學習本課程時應開展多種形式的教學活動?？梢云刚垖Ｂ毣蚣媛毥處熯M行面授或集中輔導。3、實踐性環(huán)節(jié)教學要求- 2 -建筑力學的基本理論和知識在建筑結構

5、和構件的承載能力計算中是不可缺少的基礎，是從事建筑設計和施工的工程技術人員必不可少的基礎理論知識。因此，在學習時注意理論聯(lián)系實際。通過施工現(xiàn)場的參觀、實習來了解實際工程中的力學問題、結構布置、配筋構造、施工工藝等。四、特殊說明1、教學媒體設置及要求本課程的教學媒體包括主教材、學習輔導教材。主教材在內容上應該符合本大綱的要求，符合電視中專層次的要求。學習輔導教材應該結合主教材的知識進行編寫。2、課程的教學要求層次本課程有關定義、定理、性質、特征等概念的內容可按“知道、理解、掌握”三個層次要求，有關計算公式、法則、解題方法等可按“會、掌握、熟練掌握”三個層次要求。3、本大綱的適用范圍本大綱適用于高

6、中畢業(yè)生， 學制為兩年的工民建專業(yè)， 也適用于初中畢業(yè)生，學制為三年的工民建專業(yè)。其它專業(yè)可參照執(zhí)行。4、教學中應注意的問題（1）注意和其他課程的關系；2）注意理論聯(lián)系實際；3）注意分析方法和解題思路；（4）注意多練習。第二部分 大綱本文第一篇力系的合成與平衡第一章力的基本知識和物體的受力分析- 3 -、教學目的及教學要求本章主要研究力的基本知識和物體的受力分析。其目的是應用力系的平衡條件，根據(jù)已知力求出結構的支座反力，為下一步的結構計算打好基礎。教學要求：在明確力的概念、平衡的概念、靜力學公理、常見約束及相應約束反力的基礎上，能對單個物體和簡單的物體系統(tǒng)進行正確的受力分析并繪出受力圖。、教學

7、內容1、力和平衡2、靜力學公理3、約束與約束反力4、受力圖5、荷載、教學建議在學習本章內容時應該在掌握力的概念、靜力學公理以及常見約束的基礎上，進行物體的受力分析。所以，理解基本概念和基本理論很重要。在分析兩物體間的相互作用力時，要注意作用力與反作用力之間的關系。作用力的方向一旦確定，反作用力的方向就必定與它相反，不能再隨意假設。在畫物體系的受力圖時，注意不要畫兩物體間的相互作用力。第二章平面匯交力系、教學目的及教學要求本章研究用幾何法和解析法求解平面匯交力系的合成和平衡問題。其目的是讓學生掌握應用平衡方程求解平面匯交力系的平衡問題。教學要求：掌握平面匯交力系的三角形法則，力的多邊形法則以及平

8、衡的幾何條件；掌握在坐標軸上的投影和合力投影定理；能熟練運用解析法求解平面- 4 -匯交力系。、教學內容1、平面匯交力系合成的幾何法；2、平面匯交力系平衡的幾何條件；3、平面匯交力系合成的解析法；4、平面匯交力系平衡的解析條件。、教學建議在學習本章內容時，最關鍵還在于對物體進行受力分析。要把研究對象分離出來，分析作用在它上面有哪些力？哪些是已知的，哪些是未知的，弄清其方向。然后根據(jù)前面一章學過的知識確定未知量。所以，學習時注意前后聯(lián)系。第三章力對點的矩平面力偶系、教學目的及教學要求本章研究力對點的矩的概念及其計算，還研究組成力系的力偶。其目的是這些知識不僅在實際中有重要意義，而且還為學習下一章

9、平面一般力系打下基礎。教學要求：掌握力矩的概念和計算， 合力矩定理及其應用； 掌握力偶的概念、力偶的基本性質以及平面力偶系的合成和計算。、教學內容1、力矩2、力偶3、平面力偶系的合成和平衡、教學建議學習本部分內容時注意理解力矩和力偶的概念，特別是力偶的概念與力的不同，力偶有其自身的特點。第四章平面一般力系- 5 -、教學目的及教學要求本章是靜力學的重點章節(jié)。主要研究平面一般力系的合成和平衡問題。 平面一般力系是工程實際中最常見也是最重要的力系。學習的目的是讓學生應用平面一般力系的平衡方程求解物體的約束反力。教學要求：要求掌握力的平移定理和平面一般力系的簡化結果；能熟練應用平面一般力系的平衡方程

10、求解單個物體和簡單物系的約束反力；了解考慮滑動摩擦時的平衡問題。、教學內容1、力的平移定理2、平面一般力系向平面內任一點的簡化3、平面一般力系簡化結果的討論4、平面一般力系的平衡條件及平衡方程5、平面平行力系的平衡方程6、物體系統(tǒng)的平衡7、考慮摩擦力時物體的平衡、教學建議學習本部分內容時，可結合實際工程中常見力學問題學習。課后多做練習，以加深理解和記憶。第二篇桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性第五章軸向拉伸與壓縮、教學目的及教學要求本章主要研究桿件在軸向拉伸和壓縮時內力和應力的計算、強度條件和變形計算；研究材料在進行軸向拉、壓試驗時所表現(xiàn)的力學性質。其目的是為進行桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性計算打下基礎。-

11、 6 -教學要求：掌握用截面法求內力的方法和步驟， 能熟練繪出桿、 柱的軸力圖；熟練掌握軸向拉、壓桿橫截面上的應力及強度計算；熟練掌握軸向拉、壓桿的變形計算和虎克定律；掌握低碳鋼和鑄鐵在拉、壓時的力學特性；了解圖解法，掌握節(jié)點法和截面法求解桁架的內力。、教學內容1、軸向拉伸和壓縮的概念2、軸向拉、壓桿的內力軸力3、軸向拉、壓桿的橫截面上的應力4、軸向拉、壓桿的強度計算5、軸向拉、壓桿的變形、虎克定律6、材料在軸向拉伸和壓縮時的力學性質7、桁架的內力計算、教學建議本章軸向拉伸與壓縮是受力構件的一種最簡單、最基本的變形形式。實際工程結構中，起重機的吊索、房屋中的某些柱子、桁架中的桿件，在荷載作用下

12、就要產(chǎn)生軸向拉伸或壓縮變形。所以，學習時結合實際情況學習。第六章剪切、教學目的及教學要求本章研究剪切變形的受力特點和內力，重點研究連接件的實用計算方法。其目的是為學習建筑結構課程打下基礎。教學要求：了解剪切破壞和擠壓破壞；初步建立剪力、剪應力的概念；學會應用實用計算的剪切強度條件和擠壓強度條件，進行連接強度計算。、教學內容1、剪切和擠壓的概念- 7 -2、剪切與擠壓的實用計算3、實用強度條件的應用4、焊接實用計算、教學建議本章內容不要求學生掌握復雜的計算過程，只要求掌握一些基本概念，熟悉實用計算，為學習建筑結構的學習作好準備。第七章扭轉本章只要求一般了解園軸扭轉時的應力和變形計算及其強度條件和

13、剛度條件。第八章平面圖形的幾何性質、教學目的及教學要求本章從定義出發(fā)，主要研究平面圖形的幾何性質。重點是靜矩、慣性矩和慣性積的概念和慣性矩的計算。其主要目的是為解決構件的強度、剛度和穩(wěn)定性計算問題提供基本理論和計算式，同時，也是為建筑結構的內力計算提供理論基礎。教學要求：建立平面圖形的靜矩、形心慣性矩、慣性積的概念；記住矩形和圓形慣性矩的計算結果；掌握慣性矩的平行移軸定理；學會應用平行移軸公式計算組合圖形對形心軸的慣性矩。、教學內容1、靜矩和形心2、慣性矩極慣性矩慣性積3、組合圖形的慣性矩4、主慣性軸主慣性矩、教學建議- 8 -學習本部分內容時，只要記住公式的來源和計算結果，以備以后用。第九章

14、彎曲內力、教學目的及教學要求本章內容是力學部分的重點章節(jié)之一。主要研究梁的內力分析及剪力圖和彎矩圖的繪制。這是計算梁的強度和剛度的重要準備工作。本章的教學目的是在理解剪力和彎矩的概念的基礎上，掌握剪力圖和彎矩圖的特征和規(guī)律，為學習后面各章內容和后續(xù)課程作好準備。教學要求：了解平面彎曲的定義；熟練地運用截面法計算梁指定橫截面上的剪力和彎矩；能較熟練地分段建立剪力方程和彎矩方程并繪制內力圖；能掌握簡單的梁在集中力、力偶、均布荷載作用下內力圖的特征和規(guī)律，并應用它們簡捷地繪制內力圖；學會應用疊加原理繪制彎矩圖。、教學內容1、平面彎曲的概念2、梁的內力及內力圖3、分布荷載集度 q(x) 、剪力 Q(x

15、)、彎矩 M(x) 三者間的微分關系4、用疊加法繪制梁的剪力圖和彎矩圖、教學建議學習本章內容重要的是通過大量由淺入深的練習，逐漸掌握內力圖的特征和規(guī)律，逐步達到能正確地、熟練地、迅速地繪制內力圖的要求。第十章彎曲應力、教學目的及教學要求本章內容也是本課程的重點章節(jié)之一。前一章研究梁的內力計算和內力圖的繪制。只知道內力的大小還不能判斷梁的強度是否能得到保證。因此，本章將研究梁彎曲時的正應力和剪應力以及與之對應的正應力強度條件和剪應力強度- 9 -條件。所以，學習本章的目的是要我們知道構件在外力作用下要滿足足夠的強度、剛度的條件是什么，以及提高構件的抗彎強度和抗彎剛度的措施是什么。教學要求：初步了

16、解純彎曲時梁的正應力公式的推導過程及其平面假設；熟練地掌握梁彎曲時橫截面上正應力的分布規(guī)律，橫截面上各點正應力的計算及正應力強度條件的應用；了解矩形截面梁剪應力的分布規(guī)律，學會計算矩形截面梁的剪應力，學會計算工字型、圓形截面梁的最大剪應力，學會利用剪應力強度條件進行剪力強度校核。、教學內容1、純彎曲時梁橫截面上的正應力2、梁的正應力強度計算3、梁橫截面上的剪應力4、關于梁內應力的討論5、提高梁彎曲強度的措施、教學建議本章是在前一章知道了結構上最大內力和最大內力位置的基礎上，研究梁橫截面上的應力分布規(guī)律和應力計算公式，進而建立強度條件的。因此，本章內容是前一章內容的延續(xù)，前后兩章結合學習。第十一

17、章彎曲變形、教學目的及教學要求本章主要研究彎曲變形的計算，目的在于建立梁的剛度條件，并為今后求解超靜定梁作準備。教學要求：了解轉角和撓度的概念；學會用疊加法求簡單梁的撓度和轉角。、教學內容1、梁的撓度和轉角-10-2、用疊加法計算梁的撓度和轉角3、梁的剛度校核和提高彎曲剛度的措施、教學建議本章和前兩章一樣，都是討論的彎曲變形，但這一章的難度較大，對于中專層次的學生只掌握基本概念和基本計算公式，具體的計算過程熟悉就可以了。第十二章應力狀態(tài)和強度理論、教學目的及教學要求本章的內容難度比前面要大得多。本章主要討論斜截面上的應力、平面應力狀態(tài)和強度理論。其目的是要學生掌握用應力圓進行平面應力狀態(tài)的應力

18、分析。教學要求：初步掌握單元體的研究方法；學會用應力圓進行平面應力狀態(tài)的應力分析；了解主應力、主平面和梁的主應力跡線；了解四種常用的強度理論的含義及適用范圍，能對梁進行全面的強度校核。、教學內容1、研究應力狀態(tài)和強度理論的意義2、應力狀態(tài)概念3、平面應力狀態(tài)的分析4、梁的主應力主應力跡線5、廣義虎克定律6、強度理論、教學建議本章內容掌握上有一定難度，因此，學習時必須反復看書，注意理解概念和理論，通過多做練習來加深理解和記憶。第十三章組合變形構件的強度計算、教學目的及教學要求-11-本章主要研究建筑工程中常見的兩種組合變形：斜彎曲和偏心壓縮（拉伸）。其目的是讓學生掌握構件在組合變形下的強度計算。

19、教學要求：初步掌握斜彎曲和偏心壓縮的外力作用特點、變形特點和內力計算方法；學會確定構件在斜彎曲和偏心壓縮（拉伸）時的危險截面和危險點的位置；學會計算危險點的應力和進行強度計算；了解截面核心的意義。、教學內容1、組合變形的概念2、斜彎曲3、偏心壓縮（拉縮）4、截面核心、教學建議本章所討論的內容中沒有新的理論，而是前面各基本變形的外力、內力、應力和變形規(guī)律的綜合應用。因此，學好本章的關鍵是將復雜的組合變形分解為若干個簡單的基本變形。第十四章壓桿穩(wěn)定、教學目的及教學要求本章主要研究壓桿的穩(wěn)定性問題。其目的在于要求掌握壓桿的穩(wěn)定性校核以及提高壓桿穩(wěn)定性的一般措施。教學要求：明確壓桿失穩(wěn)，臨界力的概念；

20、掌握歐拉公式及其范圍；掌握壓桿的穩(wěn)定性校核，明確提高壓桿穩(wěn)定性的一般措施。、教學內容1、壓桿穩(wěn)定性的概念2、臨界力3、壓桿的穩(wěn)定性的計算-12-4、提高壓桿穩(wěn)定性的一般措施、教學建議學習時正確理解基本概念、基本理論和基本公式。第三篇結構的內力和變形計算第十七章桿件結構的幾何組成分析、教學目的及教學要求從本章開始是屬于結構力學的內容。本章是進行結構分析的理論基礎，主要研究桿件結構的幾何組成與靜定性關系。其目的在于弄清結構的幾何組成關系，為后幾章的靜定結構和超靜定結構的內力分析作準備。教學要求：重點掌握幾何不變體系的三個簡單組成規(guī)則，能正確靈活地運用這些規(guī)則來分析一般平面體系的幾何組成；理解結構的

21、幾何組成與靜定關系，能準確判斷超靜定結構的多余聯(lián)系及其數(shù)目。、教學內容1、1、幾何組成分析的基本概念2、平面體系的自由度及其約束3、幾何不變體系的簡單組成規(guī)則4、結構幾何組成與靜定性關系、教學建議學習本章的關鍵是掌握好幾何不變體系的簡單組成規(guī)則，根據(jù)規(guī)則進行結構的幾何組成分析，正確判斷出靜定結構與超靜定結構。第十八章平面靜定結構的內力分析、教學目的及教學要求本章是本課程的重點章之一，在力學中占有重要地位。學習本章的目的不僅-13-為了解決靜定結構的內力計算，而且也是為以后將要學習的其它內容打下靜力分析基礎。教學要求：熟練掌握用截面法計算靜定結構內力的有關概念和方法，能正確運用脫離體平衡條件，求

22、解靜定平面結構在荷載作用下的支座反力和內力；重點掌握靜定平面剛架內力圖的作法；能正確地作出簡支梁在各種荷載作用下的內力圖，并在此基礎上運用區(qū)段疊加法，繪制多跨靜定梁和靜定平面剛架的彎矩圖；掌握平面桁架與組合結構的計算方法；了解三鉸拱合理軸線概念，掌握其計算方法。、教學內容1、單跨靜定梁和樓梯斜梁2、多跨靜定梁3、靜定平面剛架4、三鉸拱和三鉸屋架5、靜定平面桁架6、靜定結構受力分析的方法7、靜定結構的特性和幾種結構形式的受力特點、教學建議在第二篇中研究了靜定結構的反力、內力的計算方法及內力圖的畫法，本章進一步研究靜定結構的受力分析，所以在學習時可以結合第二篇的內容學習。另外，本章內容多，基本的受

23、力分析和計算前面都學過，重要的是分析受力和畫內力圖時要仔細準確，要多做練習。第十九章靜定結構的位移計算、教學目的及教學要求本章是在前面的第二篇梁的位移的計算的基礎上，研究剛架、桁架以及桁架-14-組合結構的位移計算。本章的教學目的是在結構設計中，為了驗算結構的變形是否在允許的范圍內以及在施工中需要估算出結構的可能變形大小，以便作出相應的措施，同時，本章的位移計算也是為超靜定結構計算作準備。教學要求：掌握單位荷載法，能正確計算簡單結構在荷載及支座移動作用下的位移；掌握圖乘法及其應用條件，熟練地應用圖乘法計算梁和剛架的位移；熟練掌握桁架的位移計算；、教學內容1、位移的概念及位移計算的目的2、功與荷

24、載引起的位移計算公式3、靜定桁架在荷載作用下的位移計算4、靜定梁和靜定剛架在荷載作用下的位移計算5、圖乘法6、桁梁組合結構及變截面柱的位移計算、教學建議本章內容涉及積分，對于中專層次學生有一定難度，但用圖乘法計算就簡單得多。所以，掌握圖乘法的計算公式和方法很重要。第二十章用力法計算超靜定結構、教學目的及教學要求本章是結構力學的重點章節(jié)。主要研究用力法計算超靜定結構，正確畫出內力圖。用力法計算超定結構其目的是將超靜定結構轉化成靜定結構，所以，最重要的掌握力法的基本原理。教學要求：能正確判斷靜定結構和超靜定結構，正確判定超靜定結構的超靜定次數(shù)；掌握力法的基本原理及其解題步驟；正確掌握利用結構的對稱

25、性來簡化計算的方法；了解超靜定結構由支座移動和溫度改變所產(chǎn)生內力的計算方法，-15-能計算簡單的問題；掌握超靜定的位移計算及校核最后內力的方法。、教學內容1、超靜定結構的一般概念2、力法的基本原理3、一次超靜定結構的內力計算4、二次超靜定梁和剛架的內力計算5、對稱性的利用6、超靜定結構的位移計算7、支座移動和溫度改變引起的內力、教學建議本章是利用已學過的靜定結構內力計算和位移計算的方法，來計算超靜定結構內力、位移的問題。因此，第十八章和十九章中內力和位移的計算的原理及方法，是本章學習的基礎。前后結合學習，并對靜定結構和超靜定結構進行比較。另外，注意理論知識與實際工程結構知識的結合，注意觀察實際

26、結構，用所學過的力學知識對實際結構進行受力分析，以便逐步培養(yǎng)自己分析問題和解決問題的能力。第二十一章用位移法計算超靜定結構、教學目的及教學要求計算超靜定結構的方法主要有力法和位移法兩種。前一章介紹了力法，本章就研究用位移法計算超靜定結構。位移法是以角位移和線位移作為未知量，以單個桿件作為研究對象。所以，本章的目的是掌握位移法的基本思路，為電算化打下基礎。教學要求：掌握位移法的基本概念，能正確判定位移法基本未知數(shù)數(shù)目，熟悉等截面桿件的轉角位移方程與新的符號規(guī)定；掌握位移法基本結構的取法與-16-典型方程的物理概念和解法；熟練掌握用位移法計算荷載作用下剛架內力的方法；學會利用結構對稱性的簡化計算。

27、、教學內容1、位移法的基本思路與基本結構2、等截面直桿的轉角位移方程3、位移法基本未知數(shù)的確定4、位移法的典型方程5、用位移法計算剛架的步驟6、應用結點和橫梁的平衡條件建立位移法方程7、對稱性利用、教學建議學習本章時注意與前一章的比較，比較力法與位移法的不同。用位移法計算結構，是以單根桿件為基礎的，各種支承條件的桿件在各種作用下的內力、位移的計算及其一些重要結果應當熟練掌握。第二十二章逐次漸近法、教學目的及教學要求本章主要研究用力矩分配法求解連續(xù)梁和無側移剛架的內力計算。其目的是為了解決未知數(shù)太多，用力法和位移法又無法解決的結構設計計算中。教學要求：本章重點是力矩分配法的基本原理和計算方法。通過本章學習要求達到：掌握力矩分配法的基本概念；理解力矩分配法每一步計算的物理意義，能熟練地用力矩分配法計算在荷載作用下的連續(xù)梁和無結點線位移剛架的內力。、教學內容1、力矩分配法的概念-17-2、單結點的力矩分配法3、多結點的力矩分配法4、對稱性利用、教學建議力矩分配