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结构力学教学大纲课程英文名Structural Mechanics课程代码B0804Z38学分2总学时32理论学时32实验/实践学时0学科基础课课程类别课程性质任选先修课程高等数学、大学物理、理论力学适用专业工程力学开课学院计量测试工程学院
一、课程地位与课程目标-课程地位本课程是工程力学专业的主要技术基础课程之一,其任务是在学习理论力学和材料力学等课程的基础上进一步学习杆系结构的计算原理和分析方法,掌握各类结构的受力特性,为学习有关专业课程、进行结构设计以及进行科学研究打好力学基础,培养结构的力学分析和计算等方面的能力二课程目标
1.分析能力在结构力学课程中要培养学生多方面的分析能力,例如选择结构计算简图的能力---如何对实际结构进行“删繁就简”,确定其计算简图,这是进行结构力学计算的第一步在结构力学课程中要初步培养这方面的能力进行力系平衡分析和变形几何分析的能力——对结构的受力状态要进行平衡分析,对结构的变形和位移状态要进行集合分析,这两方面的分析能力是结构力学分析中的重要组成部分,要在反复运用中加以融会贯通,逐步提高,力求达到正确熟练灵活运用的水平
2.计算能力在结构力学课程中,培养计算方面的能力包括三方面具有对各种结构进行计算或确定计算步骤的能力;具有对计算结果进行定量校核或定性判断的能力;初步具有使用结构计算程序的能力
3.自学能力自学就是把别人的知识变成自己的自学包括两方面,一是消化已学知识,而是摄取新的知识如果把知识比作一个笔记本,也就是说,一是要由厚变薄,而是要由薄变厚使得学生把学习到的知识升华,便于储存,便于驾驭
4.表达能力在学习结构力学过程中,培养学生的书写整洁、图形简明、数据准确的习惯这体现了一种严谨的科学作风,为学生以后的发展奠定了基础
二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主,结合课后作业、课堂讨论、实验教学等课堂教学通过对结构力学相关概念的讲解以及对重点难点问题的重点讲解,让学生对结构力学这门课程有更加深入的认识,能够将在结构力学中所学到的知识解决工程实践中遇到的一些问题,为以后的工程师之路打下坚实的基础课后作业以学生动手为主,老师讲解为辅让先学生自己把习题做一遍,对习题中的该类问题有一个初步的了解,然后通过老师的讲解,让学生对该类问题的理解更加深刻课堂讨论把学生们在学习结构力学这门课程中所遇到的问题集中起来,让学生们在课堂上讨论这些学习过程中的突出问题,然后再一起解决,培养学生们的独立思考以及团队合作等能力实验教学在实验教学过程中,先老师自己在课堂上演示一遍,让学生们自己操作,发现学生有不懂之处及时解惑,既可增加学生的动手能力,也可增加学生们的求知欲
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标对毕业要求的支撑程度(H、M、L)课程目标毕业要求5毕业要求7毕业要求9课程目标1H M M课程目标2H MM课程目标3MMH课程目标4L LM注
1.支撑强度分别填写H、M或L(其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低)
四、课程主要内容与基本要求第一章绪论内容要求了解结构力学的研究对象及任务、荷载的分类、结构计算简图及其简化要点,杆系结构的分类重点与难点结构计算简图的简化要点第二章平面体系的几何组成分析内容要求了解几何组成分析的目的和平面体系的计算自由度;掌握平面体系的几何组成分析重点与难点平面体系自由度的计算第三章静定结构内力分析内容要求回顾静定结构特征、静定结构内力分析的一般方法重点与难点静定结构受力分析方法、一般性质及各种结构形式的受力特点第四章虚功原理和结构位移计算内容要求掌握虚功原理及结构位移计算的一般公式;熟练掌握荷载作用下结构的位移计算、积分法及图乘法;掌握温度变化和支座移动引起的结构位移计算;掌握互等定理重点与难点变形体虚功原理的物理意义以及静定结构在载荷作用、支座移动、温度变化作用时的位移计算方法及应用第五章力法内容要求了解超静定结构的概念、超静定次数的确定;理解力法的基本原理、基本系、力法的典型方程及其物理意义;熟练掌握用力法计算超静定梁、超静定刚架、超静定桁架;掌握超静定组合结构、超静定拱的计算;掌握温度变化、支座移动影响下的计算;掌握简化力法计算的方法;掌握超静定结构的位移计算、最后内力图的校核重点与难点力法的基本原理,用力法计算超静定结构在荷载作用、支座移动、温度改变时的内力计算方法,超静定结构计算的校核第六章位移法内容要求掌握位移法计算刚架的基本思路;掌握等截面杆件的刚度方程;掌握用位移法计算无侧移刚架和有侧移刚架在荷载作用下的内力的计算方法;掌握通过位移法的基本体系建立位移法典型方程的解法;掌握利用结构的对称性简化刚架内力计算的方法重点与难点位移法的基本原理,等截面杆件的刚度方程,无侧移刚架、有侧移刚架在荷载作用下的内力的计算方法,位移法的基本体系第七章力矩分配法内容要求力矩分配法的基本概念,多结点的力矩分配,对称结构的计算,力矩分配法与位移法的联合应用重点与难点力矩分配法的基本概念,解题方法及步骤第八章影响线及其应用内容要求理解活荷载的概念、影响线的概念;熟练掌握用静力法、机动法作静定梁的影响线;掌握结点传递荷载作用下的影响线;掌握桁架影响线的作法;了解连续梁影响线的作法;熟练掌握影响量的计算、最不利荷载位置的确定;掌握内力包络图、简支梁的绝对最大弯矩的计算重点与难点活荷载的概念、影响线的概念;影响量的计算、最不利荷载位置的确定第九章矩阵位移法内容要求掌握矩阵位移法的基本概念;掌握单元在局部坐标系与整体坐标系中的劲度矩阵及可动结点劲度矩阵的拼装;掌握等效结点荷载列阵的形成;掌握杆端内力的计算;了解杆件结构计算程序重点与难点局部坐标系、整体坐标系下的单元刚度矩阵,用单元集成法形成连续梁、刚架的整体刚度矩阵的方法,等效结点荷载向量,用矩阵位移法计算连续梁及平面刚架的步骤
五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标
1.自学结构计算简图及简化要点,第一章绪论2对杆件结构和载荷的分类有课程目标1初步的了解
1.回顾上一节课所讲授的内容;
2.预习课木第二章关于几何构平面体系的几何组成分造分析的几个概念;第二章3课程目标1,2析
3.完成课后习题中关于自由度计算的习题
1.复习上一节课中平面几何不变体系的组成规律;
2.自学第三章中内力分析的知识课程目标1点,课前自学杆端剪力求杆端课程目标3第三章静定结构的内力分析3轴力、利用分段叠加法作弯矩课程目标4图;上台作弯矩图
3.完成课后习题中弯矩图的习题
1.回顾上次课所学内容虚功原理和结构位移计第四章3课程目标
12.讨论虚功原理推导位移计算一算般公式的基本思路
1.课前自学用力法计算超静定刚架、排架、桁架、组合结构、和两钱拱等在荷载作用下的内力的计算方法;课程目标1课程
2.完成课后习题中相关习题;第五章力法6目标2课程目标
33.安排关于力法计算相关结构课程目标4在载荷作用下的内里计算方法的专题讨论
1.课前自学有关位移法计算刚架的基本思路的知识课程目标1占・第六章位移法4
八、、9课程目标
22.完成完成课后习题中相关习题;
1.课前自学力矩分配法的基本概念,多结点的力矩分配,对称结构的计算,力矩分配法与位移法的联合应用课程目标1第七章力矩分配法4课程目标
22.上台进行典型例题的计算
3.完成完成课后习题中相关习题;
1.课前自学活荷载的概念、影响线的概念;
2.完成用静力法、机动法作静定梁的影响线、结点传递荷载课程目标1作用下的影响线、影响量的计课程目标2第八章影响线及其应用5算、最不利荷载位置的确定、课程目标3掌握内力包络图、简支梁的绝对最大弯矩的计算等相关习题
1.课前自学局部坐标系、整体坐标系下的单元刚度矩阵相课程目标1第九章矩阵位移法2课程目标2关知识
2.完成相对应的课后习题
六、实践环节及基本要求
七、考核方式及成绩评定占总成绩比例考核内容考核方式评定标准(依据)到课率(满分5分)缺课1次扣1到课率、平时作业和过程考核30%分;实验报告平时作业(满分25分)每次作业按5分制给分,最后取平均分并按满分25进行折算期末考核开卷70%考查考核类别成绩登记方式百分制
八、推荐教材与主要参考书
(一)推荐教材《结构力学》,宋非非等编著,清华大学出版社,2017年10月1日,第一版《结构力学》,龙驭球主编,高等教育出版社,2012年08月01,第三版《结构力学》,李廉馄主编,高等教育出版社,2010年7月,第五版
(二)主要参考书
1.《结构静力学》,蔡新主编,河海大学出版社,2014年02月01日,第二版。