结构力学教学大纲.docx

课程名称： 构造力学
课程类型： 必修课
学 时： 72课时+程序设计计算（一周）
合用对象： 土木     先修课程： 高等数学、物理、理论力学、材料力学
一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程规定
构造力学是土木专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢构造学、钢筋混凝土构造学、构造设计课有亲密联络。构造力学课程的任务是使学生学习构造分析理论，即构造（重要是杆系构造）在外因作用下的强度、刚度的计算理论，掌握杆系构造的静力分析措施，理解常用构造形式的受力性能，初步学会运用构造力学的基本分析措施分析构造设计和工程实践中的力学问题，为后来钢构造、钢筋混凝土构造学、弹性力学、塑性力学及构造设计等课程的学习打基础。培养构造分析和计算能力。学习构造力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算措施（含计算机技能）知识。
二、教学重点及难点
基本概念、基本理论和计算措施
三、与其他课程的关系
高等数学、物理、理论力学、材料力学是构造力学的前期准备，同步它又为后来钢构造、钢筋混凝土构造学、弹性力学、塑性力学及构造设计等课程的学习打基础。
四、教学内容、课时分派及其本规定 　　
第一章 绪论 （2课时）
构造力学的任务和学习措施，构造计算简图及其简化要点，杆系构造的分类

第二章 几何构造分析（3课时）
基本规定：
能运用基本规律鉴定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性 的分析
重点：
无多出约束的几何不变体系的基本构成规律
难点：
纯熟运用基本规律对体系进行分析
第一节 几何构造分析的几种概念
第二节 平面几何不变体系的构成规律
第三节 平面杆件体系的计算自由度
第三章 静定构造受力分析（12课时）
基本规定：
能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作多种构造的内力图
重点：
截面法、叠加法
难点：
纯熟的运用截面法、叠加法作多种构造的内力图
第一节 静定多跨粱
第二节 静定平面刚架
第三节 静定平面桁架
第四节 组合构造
第五节 三铰拱

第四章 静定构造总论 （2课时）
基本规定：
静定构造受力分析措施，静定构造的一般性质，多种构造形式的受力特点，刚体虚功原理。
重点：静定构造受力分析措施、一般性质及多种构造形式的受力特点。
难点：静定构造受力分析措施 。
第一节 隔离体措施及其截取顺的优选
第二节 几何构造分析与受力分析之间的对偶关系
第三节 零载法
第四节 刚体体系的虚功原理
第五节 静定构造的一般性质
第六节 多种构造型式的受力特点
第五章 影响线 （6课时）
基本规定：移动荷载概念，影响线概念，用静力法作简支梁影响线，机动法作影响线，影响线的应用，简支梁包络图和绝对最大弯矩。
重点：影响线概念、作影响线的措施及影响线的应用。
难点：作影响线的措施及影响线的应用。

第一节 移动荷载和影响线的概念
第二节 静力法作简支梁的影响线
第三节 结点荷载作用下梁的影响线
第四节 机动法作影响线
第五节 影响线的应用
第六章 位移计算 （8课时）

基本规定：虚功原理，单位荷载法，构造位移计算的一般公式，荷载作用下的位移计算，图乘法，温度作用时的位移计算、广义位移计算、互等定理。
重点：荷载作用下的位移计算，图乘法。
难点：构造位移计算的一般公式，图乘法。
第一节 应用虚功原理求刚体体系的位移
第二节 构造位移计算的一般公式
第三节 荷载作用下的位移计算及算例
第四节 图乘法
第五节 温度作用时的位移计算
第六节 广义位移计算、互等定理

第七章 力法 （12课时）
基本规定：超静定构造的构成和超静定次数，力法的基本概念，超静定刚架和排架计算，超静定桁架和组合构造，支座移动和温度变化时的计算，超静定构造的位移计算，超静定构造计算的校核，对称构造的计算。
重点：力法的基本思绪,解题措施及环节。
难点：力法的基本概念的理解。

第一节 超静定构造的构成和超静定次数
第二节 力法的基本概念
第三节 超静定刚架和排架计算
第四节 超静定桁架和组合构造
第五节 对称构造的计算
第六节 超静定拱的计算
第七节 支座移动和温度变化时的计算
第八节 超静定构造的位移计算
第九节，超静定构造计算的校核
第八章 位移法 （10课时）
基本规定：位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，对称构造的计算，位移法的基本体系。
重点：位移法的基本概念，解题措施及环节。
难点：位移法的基本概念的理解，基本未知量确实定。
第一节 位移法的基本概念
第二节 等截面杆件的刚度方程
第三节 无侧移刚架的计算
第四节 有侧移刚架的计算
第五节 位移法的基本体系
第六节 对称构造的计算
第九章 渐近法 （5课时）
基本规定：力矩分派法的基本概念，多结点的力矩分派，对称构造的计算，力矩分派法与位移法的联合应用。
重点：力矩分派法的基本概念，解题措施及环节。
难点：力矩分派法的基本概念的理解。
第一节 力矩分派法的基本概念
第二节 多结点的力矩分派
第三节 对称构造的计算
第四节 力矩分派法与位移法的联合应用

第十章 矩阵位移法（10课时）
基本规定：矩阵位移法概述，单元刚度矩阵，持续梁的整体刚度矩阵、刚架的整体刚度矩阵，等效节点荷载、计算环节及算例，持续梁和刚架的计算程序和操作。
其中讲授课时10课时。
重点：单元刚度矩阵、整体刚度矩阵、等效节点荷载集成及计算环节。
难点： 整体刚度矩阵、等效节点荷载集成。
第一节 矩阵位移法概述
第二节 单元刚度矩阵
第三节 持续梁的整体刚度矩阵
第四节 刚架的整体刚度矩阵
第五节 等效节点荷载
第六节 计算环节及算例
第七节 持续梁和刚架的计算程序和操作

第十一章 .超静定构造总论（2课时）
基本规定：基本解法的分类超静定构造和比较，基本解法的推广和联合应用，超静定构造的特性，有关计算简图的补充讨论。
重点：基本解法的分类超静定构造和比较，超静定构造的特性。
难点：基本解法的分类超静定构造和比较。

第一节 超静定构造基本解法的分类和合理选用
第二节 基本解法的推广和联合应用
第三节 超静定构造的特性
第四节 有关计算简图的补充讨论

五、 参照文献目录
这里列出某些构造力学教学用书和专题参照书，供读者参照和选读。学术论文均未列入。书目按初期、近期和专题三部分排列。初期教材在我国教育历史上起过重要作用，许多地方尚有参照价值。
1.初期教材
[1]蔡方荫,《一般构造学》，国立编译馆，商务印书馆，1946。这是我国第一本有关静定构造力学的中文教材，是作者在清华大学、西南联大、南昌大学教学经验的结晶，计算措施汇集甚广，为本书的重要特色。
[2]王达时，《高等构造学》，正中书局，1942。这是我国第一本有关超静定构造力学的中文教材。
[3]金涛，《超定构造解法》，著者自印自发行，1947。
[4]钱令希，《超静定构造力学》，中国科学图书仪器企业，1951；科技卫生出版社，1958新一版。思绪清晰、简洁而具有启发性，是一本有特色的教材。
[5]钱令希，《静定构造学》，中国科学图书仪器企业，1952。
[6]金宝桢，《超静定构造学》，龙门联合书局，1951。
[7]蔡方荫，《变截面刚构分析》，中国科学图书仪器企业，1954。
[8]蔡方荫《变截面刚构分析续编》，科学出版社，1956。
[9]俞忽，《静不定构造》，高等教育出版社，1954。
[10]金宝桢、杨式德、牛宝华编，金宝桢主编，《构造力学》，高等教育出版社，第一版，1958；第二版，1964。这是一本内容丰富，取材得当，说理透彻，文字简洁，在五、六十年代流传较广，影响较大的教材。
[11]杨耀乾，《构造力学》，人民教育出版社，1958。
[12]中南土木建筑学院构造理论教研组，《构造力学》，高等教育出版社，第一版，1958；湖南大学构造力学教研室，第二版，1965。
[13]武汉水利电力学院建筑力学教研组，《构造力学》，水利电力出版社，1960。
[14]钟朋主编，《构造力学习题集》，高等教育出版社，1965。
[15]龙驭球，包世华，《构造力学》上册，高等教育出版社，1966。
[16]清华大学建筑工程系（杨式德，龙驭球，包世华），《构造力学》，中国建筑工业出版社，1974。
[17] Раσинович，И.M.,Kypc cTроuTenbноǚ мeханuкu cTeржнeвыx сuc Teм, 清华大学构造力学及钢木构造教研室译，高等教育出版社，1954。
[18] Раσинович，И.M., СTроuTenbная мeханuкa cTeржнeвыx сuc Teм，同济大学构造力学教研室译, 高等教育出版社,1958。
[19]Πрокоφeв,И.Π.,Τеοрuя сооружeнuǚ, 唐山铁道学院陈英俊等译,商务印书馆,1953;高等教育出版社,1954。
[20]Жemoчкин,В.Н.,Пащeвсκий, Д.П.,Статuка сооружeнuǚ, 大连工学院土木系构造教研室译,龙门联合民局,1953。
[21] Дарков，А.B.，Kyзнецов，B.И., Статuка соорyжeнuŭ (第四版)，愈忽译，人民铁道出版社，1955。СtроuTenbная мeханuкa (第五版), 愈忽译,高等教育出版社,1958。
[22] Τіmоshenko٫S.P.٫Yоung٫D.H.٫Theory of Structures٫McGraw-Hill٫ 1965。
[23] Wilbur٫J.B.٫Norris٫C.H.٫Elementary Structural Analysis٫McGraw-Hill٫ 1960。