《結(jié)構(gòu)力學(xué)（I）》教學(xué)大綱

《結(jié)構(gòu)力學(xué)（I）》教學(xué)大綱課程編碼：T1330561課程名稱：結(jié)構(gòu)力學(xué)（I）課程英文名稱：StructuralMechanics總學(xué)時(shí)：64學(xué)分：4開課單位：土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室授課對(duì)象：土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)工程專業(yè)；交通學(xué)院道路與橋梁專業(yè)先修課程：理論力學(xué)，材料力學(xué)教材：《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，王煥定等編著，高等教育出版社，2010年參考書：（1）《結(jié)構(gòu)力學(xué)教程（I）》，龍馭球等主編，高等教育出版社，2001年（2）《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，李廉坤主編，高等教育出版社，2000年（3）《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，郭長城主編，中國建筑工業(yè)出版社，1995年一、本課程的教學(xué)目的、基本要求及其在教學(xué)計(jì)劃中的地位：結(jié)構(gòu)力學(xué)是結(jié)構(gòu)工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程在先修的理論力學(xué)和材料力學(xué)等課程基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律、計(jì)算原理和計(jì)算方法，了解各類桿件結(jié)構(gòu)的受力性能，為學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)（II）和有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好靜力學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)靜力分析與計(jì)算的能力。二、本課程的主要內(nèi)容、各章節(jié)內(nèi)容及其學(xué)時(shí)安排本課程主要內(nèi)容為：結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖，結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律，靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算，超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算，結(jié)構(gòu)在移動(dòng)荷載作用下的計(jì)算，矩陣位移法及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和極限分析。本課程的主要章節(jié)有（下面的學(xué)時(shí)安排表示：結(jié)構(gòu)工程及道路橋梁/雙學(xué)位）：緒論（2學(xué)時(shí)）課程的研究對(duì)象、研究內(nèi)容，本課程與其它課程的關(guān)系，本課程的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)方法，結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖，結(jié)構(gòu)的分類。第一章桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律（4學(xué)時(shí)）約束、多余約束、必要約束、剛片、自由度、計(jì)算自由度、幾何不變體系、幾何可變體系、常變體系、瞬變體系概念，平面無多余約束的幾何不變體系的組成規(guī)律，體系的幾何組成分析。第二章靜定結(jié)構(gòu)受力分析（16學(xué)時(shí)）多跨靜定梁、靜定平面剛架、三餃拱、靜定平面桁架、組合結(jié)構(gòu)的受力分析；靜定結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。第三章結(jié)構(gòu)位移計(jì)算（14學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）廣義力和廣義位移的概念，實(shí)功和虛功的概念，變形體虛功原理，單位荷載法，位移計(jì)算公式推導(dǎo)，荷載引起的位移計(jì)算，圖乘法，溫度變化引起的位移計(jì)算，支座移動(dòng)引起的位移計(jì)算，線彈性體系的互等定理。第四章超靜定結(jié)構(gòu)受力分析（22學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）超靜定結(jié)構(gòu)特性，解超靜定結(jié)構(gòu)的基本方法：力法、位移法；基本體系，基本未知量，典型方程；解超靜定結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算方法：力矩分配法，分配系數(shù)，傳遞系數(shù)，不平衡力矩；對(duì)稱性的利用；超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算；超靜定結(jié)構(gòu)在溫度變化作用下和支座移動(dòng)作用下的內(nèi)力計(jì)算；內(nèi)力計(jì)算的校核；超靜定結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。第五章移動(dòng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析（6學(xué)時(shí)）移動(dòng)荷載和影響線的概念；靜力法作靜定梁、靜定剛架、靜定平面桁架、靜定組合結(jié)構(gòu)的影響線；結(jié)構(gòu)在結(jié)點(diǎn)傳荷時(shí)的影響線；機(jī)動(dòng)法作靜定結(jié)構(gòu)影響線；機(jī)動(dòng)法作超靜定結(jié)構(gòu)影響線；利用影響線求內(nèi)力和反力；最不利荷載位置確定；簡支梁的絕對(duì)最大彎矩；簡支梁內(nèi)力包絡(luò)圖；連續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖。三、其他教學(xué)環(huán)節(jié)1．課時(shí)內(nèi)安排習(xí)題討論課5次（10學(xué)時(shí)），平時(shí)討論回答正確時(shí)計(jì)入平時(shí)成績，否則不計(jì)。2．安排小論文(或大作業(yè))作業(yè)2-3次。四、考試權(quán)重成績由以下成份組成：大作業(yè)、小論文10分，平時(shí)作業(yè)成績15分，平時(shí)測(cè)驗(yàn)成績15分，期末考試成績60分。

《結(jié)構(gòu)力學(xué)（II）》教學(xué)大綱課程編碼：T1330562課程名稱：結(jié)構(gòu)力學(xué)（II）課程英文名稱：StructuralMechanics總學(xué)時(shí)：64學(xué)分：4開課單位：土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室授課對(duì)象：土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)工程專業(yè)；交通學(xué)院道路與橋梁專業(yè)先修課程：結(jié)構(gòu)力學(xué)（I）；彈性力學(xué)教材：《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，王煥定等編著，高等教育出版社，2010年參考書：（1）《結(jié)構(gòu)力學(xué)教程（II）》，龍馭球等主編，高等教育出版社，2001年（2）《結(jié)構(gòu)力學(xué)（下）》，李廉坤主編，高等教育出版社，2000年（3）《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，郭長城主編，中國建筑工業(yè)出版社，1995年一、本課程的教學(xué)目的、基本要求及其在教學(xué)計(jì)劃中的地位：結(jié)構(gòu)力學(xué)（II）是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程在先修的結(jié)構(gòu)力學(xué)（I）和彈性力學(xué)課程基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究桿件結(jié)構(gòu)分析的一些專題和連續(xù)體有限單元分析方法。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解非桿件結(jié)構(gòu)的有限元分析方法；掌握結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的基本概念、基本理論和基本方法；掌握結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)分析的基本方法，了解非線性結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力分析方法。為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)在結(jié)構(gòu)分析中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。二、本課程的主要內(nèi)容、各單章節(jié)內(nèi)容及其學(xué)時(shí)安排：本課程主要內(nèi)容為：桿系結(jié)構(gòu)的矩陣分析；桿系結(jié)構(gòu)的有限元分析；彈性力學(xué)平面問題的有限元分析；結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析；結(jié)構(gòu)的極限荷載分析；結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析。本課程的主要章節(jié)有：第六章矩陣位移法（16學(xué)時(shí)）矩陣位移法的基本概念；結(jié)構(gòu)的離散化和數(shù)據(jù)化；單元分析；等效結(jié)點(diǎn)荷載；結(jié)構(gòu)的整體分析；坐標(biāo)變換；邊界條件處理；矩陣位移法解連續(xù)梁；矩陣位移法解平面剛架；矩陣位移法解平面桁架；矩陣位移法的計(jì)算步驟和程序框圖。第七章有限元法（14學(xué)時(shí)）桿系結(jié)構(gòu)的虛功方程；勢(shì)能駐值原理；拉壓桿單元、扭轉(zhuǎn)桿單元、彎曲桿單元、計(jì)軸向變形的彎曲單元、計(jì)剪切變形的自由式單元的單元分析；空間桿系結(jié)構(gòu)的單元分析；彈性力學(xué)平面問題的勢(shì)能表達(dá)式；常應(yīng)變?nèi)切螁卧?；形函?shù)；應(yīng)變矩陣；應(yīng)力矩陣；收斂準(zhǔn)則；有限元計(jì)算結(jié)果的整理；矩形雙線性單元；等參元、空間問題及板殼計(jì)算簡介。第八章結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算（22學(xué)時(shí)）動(dòng)載荷載及動(dòng)荷載的分類；動(dòng)力自由度及確定；結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程的建立；單自由度體系的自由振動(dòng)分析；頻率和周期及它們的性質(zhì)與計(jì)算；阻尼假定；計(jì)粘滯阻尼的自由振動(dòng)分析；阻尼比；單自由度體系簡諧荷載作用下的受迫振動(dòng)分析；動(dòng)力系數(shù)；動(dòng)內(nèi)力和動(dòng)位移的計(jì)算；沖量法；非線性體系的動(dòng)力分析。無阻尼多自由度體系的自由振動(dòng)分析；頻率和振型的計(jì)算；振型的正交性；多自由度體系在簡諧荷載作用下的受迫振動(dòng)分析；振型疊加法；頻率和振型的實(shí)用計(jì)算方法；能量法；迭代法。第九章結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析（6學(xué)時(shí)）分支點(diǎn)和極值點(diǎn)失穩(wěn)的概念；靜力法確定單自由度體系、有限自由度體系和無限自由度體系的臨界荷載；勢(shì)能駐值原理；能量法確定單自由度體系、有限自由度體系和無限自由度體系的臨界荷載；組合壓桿的穩(wěn)定分析。第十章結(jié)構(gòu)的極限荷載（6學(xué)時(shí)）極限荷載、塑性鉸、極限彎矩、破壞機(jī)構(gòu)的概念；靜定結(jié)構(gòu)的極限荷載；單跨超靜定梁的極限荷載；比例加載的概念；比例加載時(shí)