《建筑力學》教學大綱

教學大綱一、《建筑力學》實施性教學大綱1、課程的性質(zhì)和任務本課程是研究結構受力及結構承載能力的課程,是建筑類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。通過本課程的學習使學生撐握對一般構件及結構的強度、剛度、穩(wěn)定性的計算能力。了解材料的主要力學性能并有測試材料強度指標的能力，為今后應用于施工實踐和后續(xù)課程的學習打下必要的力學基礎。2、課程的基本要求根據(jù)本課程的任務,通過教學應使學生達到下列要求:(1)熟悉靜力學的基本概念，熟練的進行力矩、力偶的計算；(2)熟悉平面力系的合成結果及平衡條件、能熟練地運用平衡條件求解結構的反力；(3)熟悉內(nèi)力、應力、應變、變形、強度、剛度、穩(wěn)定性的概念；(4)了解材料的主要力學性能,具有測試材料強度指標的初步能力；(5)熟練運用截面法分析桿件內(nèi)力,并正確畫出內(nèi)力圖。(6)能計算桿件在基本變形情況下橫截面上的應力,熟練地進行桿件強度驗算及截面設計。能對復雜變形情況下的構件作強度驗算；(7)能熟練地進行慣性矩的計算；(8)能進行壓桿穩(wěn)定性的校核；(9)掌握平面桿系幾何組成的基本規(guī)律,能對一般的平面桿件體系進行幾何組成分析；(10)掌握靜定結構內(nèi)力的計算方法,能熟練繪制梁和簡單剛架的內(nèi)力圖，了解桁架和三鉸拱的力學特性；(11)掌握靜定結構位移計算的基本原理,能用圖乘法計算梁和簡單平面剛架的位移；(12)掌握力法、位移法的基本原理,能用力法計算簡單超靜定結構的內(nèi)力；了解超靜定結構的特性；(13)熟悉影響線的概念，能用影響線求量值。3、課程內(nèi)容(1)緒論土木工程與力學、土木工程力學的研究對象、土木工程力學的任務、土木工程力學的基本方法。(2)力學模型力的運動效應和變形效應、集中力、分布力、結構的計算簡圖、結構的簡化、荷載的簡化、平面體系的幾何組成分析、自由度、幾何不變體系的基本組成規(guī)則、瞬變體系、平面體系幾何組成分析、幾種理想約束的約束力、隔離體與受力圖。(3)力系的等效與簡化力系的合成與力的分解、力在坐標軸上的投影、力沿直角坐標軸的分量、力在坐標軸上的投影、合力投影定理、力對點之矩、力對軸之矩、合力矩定理、力偶、力偶矩、力偶系的等效、力系的簡化、力的平移定理、平面力系向一點簡化。(4)力系的平衡平面力系的平衡方程、單個剛體的平衡問題、簡單剛體系的平衡問題、靜定與超靜定的概念。(5)內(nèi)力與內(nèi)力圖變形固體、彈性變形和塑性變形、變形固體的基本假設、內(nèi)力、內(nèi)力分量、桿件的基本受力變形形式、截面法、軸向拉壓桿的內(nèi)力、軸力圖、梁的內(nèi)力、平面彎曲、梁的剪力和彎矩、梁的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖、利用微分關系作梁的內(nèi)力圖、疊加原理、疊加法作彎矩圖、區(qū)段疊加法作梁的彎矩圖、扭轉(zhuǎn)桿的內(nèi)力。(6)靜定結構的內(nèi)力多跨靜定粱的內(nèi)力、內(nèi)力圖、靜定平面剛架、靜定平面剛架的內(nèi)力圖、靜定平面桁架、靜定平面桁架內(nèi)力的計算方法、靜定組合結構的內(nèi)力、三鉸拱的內(nèi)力、拱的特點及分類、合理拱軸線、各類結構的受力特點。(7)強度、剛度、穩(wěn)定性分析、桿件橫截面上的正應力應力、應變及相互關系、應力正應力和切應力、正應變胡克定律、切應變、剪切胡克定律、切應力互等定理、軸向拉壓桿橫截面上的正應力、彎曲正應力、純彎曲時橫截面上的正應力、純彎曲正應力表達式的應用、斜彎曲時的正應力、拉(壓)與彎曲組合變形時桿的正應力、拉(壓)彎桿的正應力分析、偏心壓縮桿的正應力、截面核心。實驗一(彎曲正應力)。(8)桿件橫截面上的切應力圓截面等直桿扭轉(zhuǎn)時的切應力、矩形截面等直桿的扭轉(zhuǎn)切應力、梁剪切彎曲時的切應力。(9)強度失效分析和強度條件軸向拉伸壓縮時材料的力學性能、材料在拉伸時的力學性能、材料在壓縮時的力學性能、單向應力狀態(tài)下材料失效的判別準則及強度條件、軸向拉壓桿的強度計算、連接件的工程假定計算、梁的強度計算、梁內(nèi)危險點的應力狀態(tài)及強度條件、扭轉(zhuǎn)桿的強度計算、偏心拉伸壓縮、拉(壓)彎組合、斜彎曲、彎扭組合變形桿的強度計算、提高構件強度的途徑。(10)結構的位移計算和剛度校核結構的位移、桿件的變形與位移、軸向拉壓桿的變形與位移、園截面扭轉(zhuǎn)桿的位移、梁的位移及剛度校核、虛功原理和單位荷載法、靜定結構在荷載作用下的位移計算靜定結構在荷載作用下的位移公式、靜定桁架的位移計算、圖乘法、圖乘法原理、圖乘法計算直梁和剛架的位移、其他因素引起的靜定結構位移、支座移動引起的靜定結構位移、互等定理。實驗二(材料拉伸)、實驗三(材料壓縮)、實驗四(彎曲變形)。(11)壓桿穩(wěn)定：壓桿穩(wěn)定的概念、臨界壓力的歐拉公式、壓桿的穩(wěn)定計算。(12)超靜定移動荷載動力荷載、超靜定結構分析：超靜定結構概述、力法、力法原理、力法步驟力法典型方程、超靜定梁和超靜定剛架的力法計算、對稱性的利用、超靜定桁架和超靜定組合結構的力法計算、支座位移時超靜定結構的力法計算、等截面單跨超靜定梁的彎矩和剪力、位移法、位移法原理、位移法基本結構和基本未知量、位移法計算超靜定結構、超靜定結構的位移計算、超靜定結構的特性。(13)移動荷載作用下的結構分析移動荷載、鐵路和公路的標準荷載、影響線的概念、靜力法作影響線、簡支梁的影響線、外伸梁的影響線、結點荷載作用下粱的影響線、簡單桁架的影響線、影響線的應用、利用影響線求荷載作用下的量值、利用影響線確定荷載的最不利位置、鐵路、公路標準荷載的換算荷載、內(nèi)力包絡圖。4、課時分配的建議本課程教學總時數(shù)為90學時,具體課時分配可參照下表。5、說明（1）本大綱適用于建筑類專業(yè)。（2）當教學學時在20%左右偏動時，可適當減少或增加內(nèi)容。（3）課時分配表是一個典型方案，在保證教學質(zhì)量的前提下，在教學過程中可適當調(diào)整內(nèi)容。（4）實驗課是培養(yǎng)學生動手技能的必要途徑，要求在教師指導下，由學生獨立完成。二、《建筑力學》考試大綱了解建筑力學的研究對象及任務；熟悉建筑結構的強度、剛度、穩(wěn)定性；1、建筑力學基礎（1）能正確敘述力的定義。（2）了解力對物體作用的兩種效果。（3）掌握力的三要素。（4）理解平衡的概念并能明確認識到整個力學的計算與討論均是在平衡的基礎上進行的。（5）掌握靜力學的四個公理，并能簡單應用于具體問題；（6）掌握各類常見約束的性質(zhì)、熟悉各類約束的簡圖表示法；能正確確定常見約束的約束反力。（7）理解受力圖的含義，掌握畫受力圖的方法。（8）能熟練畫出單個物體及物體系的受力圖。（9）理解荷載的定義及分類。（10）了解桿件的四種基本變形，了解彈性變形和塑性變形。（11）了解結構簡化的基本原則。2、力矩和力偶（1）正確敘述力矩及力偶的定義；力偶的基本性質(zhì)。（2）掌握合力投影定理的內(nèi)容；會用定理來簡化力矩的計算。（3）敘述平面力偶系的定義、掌握平面力偶系的合成結果及平衡條件。3、平面力系合成及平衡（1）能熟練計算力在不同坐標軸上的投影。（2）理解力的平移定理。（3）能將一個平面—般力系向給定一點進行簡化。（4）理解平面力系向平面內(nèi)一點簡化的結果及平衡條件。（5）理解平面匯交力系平衡的解析條件；并能運用平衡方程求解一般力學問題。（6）了解平面一般力系合成的最后結果的三種情況。（7）理解平面一般力系的平衡條件；并能寫出三種形式的平衡方程式子及附加條件。（8）能熟練地運用平衡方程式求解單跨靜定梁、靜定剛架、靜定桁架的支座反力。（9）能熟練地運用平衡方程式求解物體系的支座反力。4、軸向位伸和壓縮（1）能正確敘述內(nèi)力、應力的定義。（2）能熟練地應用截面法求多力桿指定截面的軸力，能熟練地畫出多力桿的軸力圖。（3）理解軸向拉壓桿橫截面上的正應力的分布規(guī)律。（4）會正確計算軸向拉壓桿橫截面上的正應力；能應用強度條件進行三方面(強度校核、截面設和許用荷載的計算)的力學計算。（5）理解縱向變形、縱向應變、虎克定律的概念。（6）能正確地用虎克定律計算簡單拉壓桿件的變形及應變。（7）了解材料的力學性能的概念。（8）能正確地敘述低碳鋼拉伸實驗中的四個階段及各階段的特點；理解比例極限、屈服極限、強度極限；理解材料的強度指標、剛度指標、塑性指標。（9）理解塑性材料和脆性材料的受力性質(zhì)。（10）能正確地敘述的剪力和擠壓的概念。（11）能正確地確定受力后連接件的剪切面積及擠壓面。（12）能用剪切強度和擠壓強度進行連接件的強度計算。5、(園軸的)轉(zhuǎn)扭（1）理解園軸轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)的概念，熟悉園軸扭轉(zhuǎn)時截面上切應力分布規(guī)律。（2）能正確繪制扭矩圖。（3）熟悉園軸扭轉(zhuǎn)時的變形計算。（4）能對簡單受扭園軸進行強度、剛度計算。（5）理解剪切虎克定理、剪應力互等定理。6、體系幾何組成分析（1）理解幾何不變體、幾何可變體的概念。（2）敘述組成幾何不變體的三個基本規(guī)則。（3）熟悉多余約束與超靜定次數(shù)的關系、熟悉靜定結構與超靜定結構的定義。（4）能對一般體系進行幾何組成分析。7、靜定結構的內(nèi)力（1）熟悉梁、多跨靜定梁、剛架、桁架、三鉸拱、組合結構的定義。（2）熟悉各基本變形桿件內(nèi)力的正負號規(guī)定。（3）能正確繪制梁、多跨靜定梁、剛架的內(nèi)力圖。（4）能正確計算桁架指定桿件的內(nèi)力，并正確判別桁架內(nèi)的零桿。（5）能正確計算三鉸拱指定截面的內(nèi)力。（6）理解鉸結點、剛性結點的特點、桁架各桿的受力特點。（7）理解三鉸拱的受力特點及合理拱軸的概念。（8）了解組合結構的內(nèi)力計算。8、梁的彎曲應力（1）了解平面假設的定義（2）理解各基本變形時桿件橫截面上的應力分布規(guī)律。（3）熟悉梁彎曲時橫截面上正應力、切應力的計算公式。（4）理解形心、面積矩、慣性矩、極慣性矩的概念，能寫出矩形、圓形對形心軸的慣性矩、極慣性矩的計算公式。（5）能計算簡單組合圖形的形心；能用慣性矩的平行移軸公式計算組合圖形對形心軸的慣性矩。（6）了解提高梁抗彎強度條件的措施。（7）能對簡單荷載作用下的梁進行強度計算。（8）了解一點的應力狀態(tài)的定義。（9）理解主平面、主應力的概念。（10）理解主要幾個強度理論的定義及相當應力的計算。（11）能用強度理論對工字型梁進行強度計算。9、組合變形（1）了解組合變形的概念及組合變形的計算方法、計算原理。（2）理解斜彎曲、壓(拉)彎、偏心受壓的定義及中性軸的位置。（3）熟悉斜彎曲、壓(拉)彎、偏心受壓最大應力的計算公式，能用計算公式對這些組合變形進行強度計算。（4）理解截面核心的概念。10、壓桿穩(wěn)定（1）了解壓桿穩(wěn)定的概念及臨界力的定義。（2）熟悉細長桿的歐拉公式及臨界應力總圖。（3）理解柔度、折減系數(shù)的概念。（4）能計算理想中心受壓桿的臨界力與臨界應力。（5）能對理想中心受壓桿進行壓穩(wěn)實用計算。11、靜定結構位移計算（1）了解位移的定義及分類（2）熟悉用單位計算法求位移的要點及步驟。（3）能應用位移計算公式求一般梁、剛架及桁架結構的位移。（4）熟悉圖乘法的應用條件及計算規(guī)則。（5）能用圖乘法求梁和剛架的位移。（6）能對梁、桁架、剛架進行剛度校核。12、力法（1）理解力法的定義。（2）了解力法基本未知量與超靜定次數(shù)的關系，能確定基本未知量的個數(shù)。（3）理解力法的基本結構、基本未知量、基本方程。（4）了解力法的求解步驟。（5）能用力法求解一般的超靜定結構。（6）了解力法方程中系數(shù)項及自由項的物理意義。（7）了解對稱性的利用。（8）了解用力法計算支座移動引起的超靜定結構。（9）了解靜定結構與超靜定結構的特性。13、位移法及力矩分配法（1）了解位移法及力矩分配法的定義。（2）理解位移法的基本未知量，能確定基本未知量的個數(shù)。（3）熟悉桿端彎矩、結點彎矩、固端彎