《結(jié)構(gòu)力學(xué)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)結(jié)構(gòu)力學(xué)（2-1）StructuralMechanics(2-1)課程編碼PLC123712100開(kāi)課院部?jī)?chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分4.0課內(nèi)學(xué)時(shí)64講授64實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)64適用專(zhuān)業(yè)土木工程授課語(yǔ)言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、理論力學(xué)、高等數(shù)學(xué)（2-2）、材料力學(xué)課程簡(jiǎn)介（必修）結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)十分重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)課程體系中處于承上啟下的核心地位。一方面它以高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程為基礎(chǔ)，另一方面，它又是鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)等專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。本課程的主要內(nèi)容為：桿件體系的幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移計(jì)算、影響線、結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算。本課程的任務(wù)是在學(xué)習(xí)的理論力學(xué)和材料力學(xué)等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握平面桿系結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理和基本方法，研究平面桿系結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，了解各類(lèi)結(jié)構(gòu)的受力性能，為學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算等方面的能力。在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和施工中要大量運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論和方法，作為一個(gè)優(yōu)秀的工程師必須深刻地理解和掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)。Structuralmechanicsisaveryimportantprofessionalbasiccourseforcivilengineeringmajors,whichisatthecoreofthewholecurriculumsystem.Ontheonehand,itisbasedonadvancedmathematics,theoreticalmechanics,materialmechanicsandothercourses.Ontheotherhand,itisthefoundationofprofessionalcoursessuchassteelstructure,reinforcedconcretestructure,soilmechanicsandfoundationfoundation.Themaincontentsofthiscourseare:geometriccompositionanalysisofbarsystem,internalforceanddisplacementcalculationofstaticallydeterminatestructureandstaticallyindeterminatestructure,influencelineanddynamiccalculationofstructure.Thetaskofthiscourseistofurthermasterthebasicconcepts,basicprinciplesandbasicmethodsofplanerodsystemstructureonthebasisoftheoreticalmechanicsandmaterialmechanics,researchthestrength,rigidityandstabilityoftheplanerodsystemstructure,understandtheforceperformanceofvariousstructures,andlayagoodmechanicalfoundationforlearningrelevantprofessionalcourses,structuraldesignandscientificresearch,cultivatetheabilityofstructuralanalysisandcalculation.Thetheoryandmethodofstructuralmechanicsshouldbewidelyusedinthedesignandconstructionofpracticalengineering.Asanexcellentengineer,hemustdeeplyunderstandandmasterstructuralmechanics.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握桿件體系的組成規(guī)律、受力性能和合理形式，掌握實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖選取的基本原則，能選擇合理的結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)形式和計(jì)算方法，為復(fù)雜土木工程問(wèn)題的建模提供力學(xué)基礎(chǔ)是1.22M2目標(biāo)2：掌握靜力荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形計(jì)算的基本原理和分析方法，為復(fù)雜土木工程問(wèn)題的分析提供力學(xué)基礎(chǔ)是2.33M3目標(biāo)3：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)及對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用的重要性，理解所學(xué)力學(xué)知識(shí)的局限性，能通過(guò)自學(xué)或查閱有關(guān)資料進(jìn)一步獲取本專(zhuān)業(yè)需要的結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)是12.14M4目標(biāo)4：能保障課程正常秩序否三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論重點(diǎn)難點(diǎn)：理解和掌握結(jié)構(gòu)桿件結(jié)點(diǎn)、與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化////21.11.1結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)科內(nèi)容結(jié)構(gòu)的概念；結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象和主要任務(wù)M1,M30.5講授0.5自學(xué)31.21.2結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及簡(jiǎn)化要點(diǎn)選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則；結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化；桿件的簡(jiǎn)化；桿件間連接的簡(jiǎn)化；結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間連接的簡(jiǎn)化；M10.5講授0.5自學(xué)41.31.3桿件結(jié)構(gòu)的分類(lèi)結(jié)構(gòu)的分類(lèi)；平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)；靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)M10.5講授0.5自學(xué)51.41.4荷載的分類(lèi)荷載；荷載的分類(lèi)；靜力荷載；動(dòng)力荷載M10.5講授0.5自學(xué)6第2章第2章結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析重點(diǎn)：掌握平面桿件體系的基本組成規(guī)律；難點(diǎn)：如何應(yīng)用基本組成規(guī)律進(jìn)行幾何構(gòu)造分析////72.12.1幾何構(gòu)造分析的幾個(gè)概念幾何組成分析的目的；幾何不變體系與幾何可變體系；自由度；約束；必要約束和多余約束；瞬變體系和瞬鉸M12講授2自學(xué)82.22.2平面幾何不變體系的組成規(guī)律-鉸接三角形規(guī)律三個(gè)點(diǎn)之間、一個(gè)點(diǎn)與一個(gè)剛片之間、兩個(gè)剛片之間以及三個(gè)剛片之間的連接；幾何不變無(wú)多余約束的平面桿件體系的幾何組成規(guī)則；幾何組成分析的相關(guān)例題M12講授2自學(xué)92.32.3平面桿件體系的計(jì)算自由度計(jì)算自由度數(shù)的概念；體系的計(jì)算自由度數(shù)公式；結(jié)構(gòu)的幾何組成與靜定性的關(guān)系M11講授1作業(yè)10第3章第3章靜定結(jié)構(gòu)的受力分析本章重點(diǎn)：掌握各種靜定結(jié)構(gòu)的受力特性及內(nèi)力圖的繪制方法；難點(diǎn)：運(yùn)用直桿荷載與內(nèi)力間的微分關(guān)系分析和繪制內(nèi)力圖////113.13.1靜定平面桁架桁架的特點(diǎn)和組成；用節(jié)點(diǎn)法和截面法計(jì)算桁架的內(nèi)力；“零桿”的判斷方法；結(jié)點(diǎn)法和截面法的聯(lián)合應(yīng)用；M1,M21講授1自學(xué)123.23.2梁的內(nèi)力計(jì)算的回顧截面法；靜定單跨梁的內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力圖；分段疊加法繪制直桿彎矩圖；M1,M20.5講授0.5自學(xué)133.33.3靜定多跨梁靜定多跨梁約束力的計(jì)算與幾何組成；靜定多跨梁的內(nèi)力分析及內(nèi)力圖M1,M23講授3作業(yè)143.43.3靜定平面剛架靜定剛架的幾何組成及特點(diǎn)；靜定剛架支座反力；用截面法求靜定剛架截面內(nèi)力；靜定剛架內(nèi)力圖的繪制；三鉸剛架及多層多跨靜定剛架內(nèi)力圖M1,M24講授4作業(yè)153.53.5組合結(jié)構(gòu)靜定組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析；組合屋架的受力特點(diǎn)M1,M22講授2自學(xué)163.63.6三鉸拱三鉸拱的受力分析和受力特點(diǎn)；三鉸拱的壓力線；三鉸拱的合理軸線的概念；在豎向荷載作用下三角拱的支座反力及內(nèi)力計(jì)算M1,M22講授2作業(yè)173.73.7隔離體方法及其截取順序的優(yōu)選隔離體的形式、約束力及獨(dú)立平衡方程；計(jì)算的簡(jiǎn)化和隔離體截取順序的優(yōu)選M1,M20.5講授0.5自學(xué)183.83.8靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的虛位移法剛體體系虛功原理的概念；虛位移法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡分析；虛位移法求靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力；對(duì)偶原理M1,M20.5講授0.5自學(xué)19第4章第4章影響線重點(diǎn)：掌握用靜力法作影響線的思路及影響線繪制方法；難點(diǎn)：了解機(jī)動(dòng)法作多跨靜定梁影響線的求解方法及最不利荷載位置的判斷////204.14.1移動(dòng)荷載和影響線的概念移動(dòng)荷載的概念；影響線的概念；影響系數(shù)M1,M21講授1自學(xué)214.24.2靜力法作簡(jiǎn)支梁內(nèi)力影響線支座反力影響線；剪力影響線；彎矩影響線M1,M22講授2作業(yè)224.34.3結(jié)點(diǎn)承載方式下梁的內(nèi)力影響線結(jié)點(diǎn)承載作用下梁支座反力和內(nèi)力影響線的作法M1,M21講授1自學(xué)234.44.4靜力法作桁架軸力影響線靜力法作桁架支座反力和桿件內(nèi)力的影響線M1,M21講授1自學(xué)244.54.5機(jī)動(dòng)法作靜定內(nèi)力影響線機(jī)動(dòng)法作靜定內(nèi)力和支座反力的影響線M1,M21講授1自學(xué)254.64.6影響線的應(yīng)用荷載最不利位置的確定方法；不同形式影響線下臨界位置的判定M1,M21講授1自學(xué)26第5章第5章

靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算的虛力法重點(diǎn)：掌握用單位荷載法求靜定結(jié)構(gòu)位移的思路及圖乘法的應(yīng)用；難點(diǎn)：了解變形體的虛功原理及其在結(jié)構(gòu)位移計(jì)算中的應(yīng)用////275.15.1虛力法求剛體體系的位移推導(dǎo)位移計(jì)算的一般公式的思路；位移計(jì)算的目的；虛力原理求剛體體系的位移-單位荷載法；支座移動(dòng)時(shí)靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算M21講授1自學(xué)285.25.2虛力法求靜定結(jié)構(gòu)的位移局部變形時(shí)靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算；局部變形時(shí)的位移計(jì)算公式；靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算的一般公式和步驟；廣義位移的計(jì)算M22講授2作業(yè)295.35.3兩個(gè)對(duì)偶解法——虛力法求位移、虛位移法求內(nèi)力虛力法求位移；虛位移法求內(nèi)力M20.5講授0.5自學(xué)305.45.4荷載作用時(shí)靜定結(jié)構(gòu)的彈性位移計(jì)算荷載引起的位移計(jì)算；各類(lèi)結(jié)構(gòu)的位移公式；梁、桁架、曲桿的位移計(jì)算M22講授2作業(yè)315.55.5圖乘法圖乘法基本原理和應(yīng)用條件；圖乘法計(jì)算梁和剛架的位移M22講授2作業(yè)325.65.6支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)的位移計(jì)算公式；支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)靜定結(jié)構(gòu)位移的計(jì)算M22講授2作業(yè)335.75.7變形體的虛功原理變形體體系虛功原理、虛位移原理和虛力原理的建立；變形體的虛功原理M20.5講授0.5自學(xué)345.85.8互等定理功的互等定理；位移互等定理；反力互等定理；位移反力互等定理M20.5講授0.5自學(xué)35第6章第6章力法重點(diǎn)：掌握力法求解超靜定結(jié)構(gòu)的基本方程及對(duì)稱(chēng)性的利用；難點(diǎn)：合理選擇力法計(jì)算的基本體系////366.16.1力法的基本概念力法的基本未知量、基本體系和基本方程；多次超靜定結(jié)構(gòu)的力法分析；力法方程的典型形式；柔度系數(shù)和柔度矩陣M22講授2自學(xué)376.26.2超靜定次數(shù)的確定——力法的前期工作靜力平衡特征和幾何構(gòu)造特征；超靜定結(jié)構(gòu)的判別和超靜定次數(shù)的確定M21講授1自學(xué)386.36.3力法解超靜定剛架和排架超靜定剛架和排架的計(jì)算方法M24講授4作業(yè)396.46.4力法解超靜定桁架和組合結(jié)構(gòu)超靜定桁架和組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法M22講授2作業(yè)406.56.5力法解對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；對(duì)稱(chēng)荷載和反對(duì)稱(chēng)荷載；利用對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算M21講授1作業(yè)416.66.6力法解超靜定拱兩鉸拱的計(jì)算方法、對(duì)稱(chēng)無(wú)鉸拱的計(jì)算方法M21講授1自學(xué)426.76.7支座移動(dòng)和溫度改變時(shí)的力法分析支座移動(dòng)的計(jì)算和特點(diǎn)；溫度改變時(shí)的計(jì)算和特點(diǎn)M21講授1作業(yè)436.86.8超靜定結(jié)構(gòu)位移的計(jì)算和校核超靜定結(jié)構(gòu)位移的計(jì)算；平衡條件的校核；變形條件的校核；M21講授1自學(xué)44第7章第7章位移法重點(diǎn)：掌握位移法基本未知量的確定及平衡方程的建立；難點(diǎn)：了解等截面直桿的剛度方程和載常數(shù)。////457.17.1位移法的基本概念位移法的要點(diǎn)；位移法計(jì)算剛架的基本思路M21講授1自學(xué)467.27.2桿件單元的形常數(shù)和載常數(shù)——位移法的前期工作等截面直桿的形常數(shù)和載常數(shù)；轉(zhuǎn)角位移方程；剛度系數(shù)；桿端彎矩；固端彎矩和固端剪力M22講授2自學(xué)477.37.3位移法解剛架用位移法計(jì)算無(wú)側(cè)移剛架；用位移法計(jì)算有側(cè)移剛架M22講授2作業(yè)487.47.4位移法的基本體系位移法的基本未知量和基本體系；位移法基本方程的建立；位移法典型方程M21講授1自學(xué)497.57.5位移法解對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；半邊結(jié)構(gòu)的取法；利用對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算M21講授1自學(xué)507.67.6支座位移和溫度改變時(shí)的位移法分析支座位移改變時(shí)的位移法分析；溫度改變時(shí)的位移法分析M21講授1作業(yè)51第8章第8章漸近法重點(diǎn)：掌握力矩分配法、無(wú)剪力分配法求解超靜定結(jié)構(gòu)的適用條件及計(jì)算方法；難點(diǎn)：計(jì)算過(guò)程中相關(guān)系數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用////528.18.1力矩分配法的基本概念轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、分配系數(shù)和傳遞系數(shù)；單節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩分配M21講授1自學(xué)538.28.2多結(jié)點(diǎn)的力矩分配多結(jié)點(diǎn)的力矩分配過(guò)程和演算格式M22講授2作業(yè)548.38.3力矩分配法解對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)；對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算M21講授1作業(yè)558.48.4無(wú)剪力分配法無(wú)剪力分配法的應(yīng)用條件；剪力靜定桿件的固端彎矩；零剪力桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和傳遞系數(shù)M21講授1自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1、配合課堂講授的課后作業(yè)須每周上交，內(nèi)容包括：（1）結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析部分，課后作業(yè)4～5題；（2）靜定結(jié)構(gòu)部分，課后作業(yè)8～12題；（3）影響線部分，課后作業(yè)2～4題；（4）結(jié)構(gòu)位移計(jì)算部分，課后作業(yè)8～12題，安排課內(nèi)習(xí)題課一次；（5）力法部分，課后作業(yè)6～10題，安排課內(nèi)習(xí)題課一次；（6）位移法部分，課后作業(yè)6～10題，安排課內(nèi)習(xí)題課一次；（7）力矩分配法部分，課后作業(yè)2～4題。2、作業(yè)根據(jù)正確性和認(rèn)真程度予以評(píng)價(jià)?？疾閷W(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力以及書(shū)面表達(dá)能力。3、不定期的隨堂測(cè)試可輔助判斷學(xué)生是否獨(dú)立完成作業(yè)，起督促作用。隨堂測(cè)試同樣考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力以及書(shū)面表達(dá)能力。25%2課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問(wèn)題情況?？疾閷W(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決較復(fù)雜問(wèn)題的能力。5%3專(zhuān)題研究報(bào)告1、設(shè)置專(zhuān)題研究作業(yè)，每人完成一篇小論文。教師選擇典型的報(bào)告（正面、反面例子均有），要求相關(guān)同學(xué)制作PPT并在課堂上匯報(bào)分享，由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，以加深學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的理解。2、研究報(bào)告要求至少包括以下部分：分析對(duì)象的原型、計(jì)算簡(jiǎn)圖的建立、力學(xué)特征分析、心得體會(huì)?？疾閷W(xué)生正確識(shí)別、表達(dá)復(fù)雜工程問(wèn)題，并通過(guò)文獻(xiàn)檢索、建立模型和計(jì)算分析獲得解決方案的能力。3、研究報(bào)告根據(jù)分析問(wèn)題的正確性、思考深度及學(xué)生認(rèn)真程度、口頭匯報(bào)水平和論文完成質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)?？疾閷W(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力以及書(shū)面、口頭表達(dá)能力。10%4期中考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。2、考查對(duì)前半部分章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決較復(fù)雜問(wèn)題的能力。3、題型以填空題、選擇題、判斷題和計(jì)算題為主。20%5期末考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。2、考核內(nèi)容包括桿系結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律，各類(lèi)靜定、超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的計(jì)算原理和計(jì)算方法。3、考查對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決較復(fù)雜問(wèn)題的能力。4、題型以填空題、選擇題、判斷題和計(jì)算題為主。40%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、書(shū)寫(xiě)認(rèn)真美觀、答案完全準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、書(shū)寫(xiě)比較認(rèn)真、答案有少量的錯(cuò)誤。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖基本規(guī)范，解題思路基本清晰、步驟基本完整、格式基本合理、書(shū)寫(xiě)基本認(rèn)真、答案存在一定的錯(cuò)誤。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂，書(shū)寫(xiě)潦草、存在大量錯(cuò)誤。2M1期中考試20%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）3M1期末考試50%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）4M2平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、書(shū)寫(xiě)認(rèn)真美觀、答案完全準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、書(shū)寫(xiě)比較認(rèn)真、答案有少量的錯(cuò)誤。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖基本規(guī)范，解題思路基本清晰、步驟基本完整、格式基本合理、書(shū)寫(xiě)基本認(rèn)真、答案存在一定的錯(cuò)誤。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂，書(shū)寫(xiě)潦