建筑力学.docx

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建筑力学

《建筑力学》

教学大纲

课程编号：

开课单位：

城市建设学院

课程类别：

专业教育适应专业：

工程管理

总学时数：

72学分：

4.0

选用教材：

建筑力学出版单位及时间：

中国建材工业出版社2002.1

一、教学目的、任务：

本课程的主要任务是研究建筑材料、建筑结构（或构件）的力学

性能，为保证建筑结构（或构件）在使用过程中安全可靠，建结构（或构件）设计经济合理提供理论基础和计算方法。

为学习其它建筑课程提供力学基础。

二、教学改革思想：

本课程是一门理论性很强，应用性也很强的课程，学习基本理论时，应加强力学问题的训练，培养学生解决实际力学问题的能力。

三、成绩考核办法：

平时成绩占20%，期末考试占80%

四、讲授大纲及课时分配：

第一章绪论（2学时）

教学目的与要求：

通过对荷载、约束反力、內力、位移等基本概念的学习，对三个基本假设、计算简图、杆件基本变形的了解，为后面学习力学问题打下基础。

教学重点与难点：

1、重点讲清楚概念含义，三个基本假设的必要性、绘制计算简图的方法

2、难点为三个基本假设，三个基本假设较抽象，结合具体问题才能讲解

清楚。

第一节基本假设

一刚体与变形固体

二完全弹性体与小变形

三材料的连续、均匀和各向同性

第二节基本概念

一荷载

二约束和约束反力

三內力

四位移

第三节计算简图

一、计算简图概念

二、绘制计算简图方法

第四节杆件的基本变形

一、杆件的概念

二、杆件的基本变形

第二章平面杆件体系的几何组成分析（2学时）

教学目的与要求：

建筑结构体系必须是几何不变体系，通过对本章的学习，让学生掌握几何不变

体系组成规则。

教学重点与难点：

1、重点讲几何不变体系组成规则。

2、难点是对平面杆件体系是否为几何不变体系进行分析。

第一节几何不变体系、几何可变体系的概念

一、几何不变体系、几何可变体系的概念

二、內部几何不变体系、內部几何可变体系的概念

第二节自由度和约束的概念

一自由度

二约束

三约束代换和瞬铰

四必要约束和多余约束

第三节无多余的几何不变体系组成规则

一、二元体规则

二、两刚片规则

三、三刚片规则

四、瞬变体系

第四节体系几何组成分析举例

一、5个几何组成分析举例

二、几何组成分析方法总结

第三章刚体平衡（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握刚体平衡条件。

掌握刚体平衡条件，可以

为建筑结构力学分析打下基础。

教学重点与难点：

1、重点讲刚体平衡条件。

2、难点是对静止平衡物体进行力学分析。

第一节力的基本知识

一、力的概念

二、静力学基本原理

三、受力分析和受力图

第二节平面汇交力系和平面力偶系

一、平面汇交力系的简化

二、力对点之矩

三、力偶和力偶矩

四、平面力偶系的简化

第三节平面一般力系

一、力向一点平移

二、平面一般力系向一点的简化

三、平面一般力系的平衡条件

第四节空间力系

一、力对轴之矩

二、物体的重心及其坐标公式

第四章杆件的轴向拉伸和压缩（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握拉压杆內力和变形分析方法。

教学重点与难点：

1、重点讲拉压杆內力和变形分析方法。

2、难点是对拉压杆进行內力和变形分析。

第一节轴向拉伸和压缩的概念

一、轴向拉伸和压缩的概念

二、拉压杆概念

第二节內力、截面法

一、內力的概念

二、截面法

三、轴力图

第三节轴向拉（压）杆截面上的应力

一、应力的概念

二、拉（压）杆衡截面上的正应力

第四节拉（压）杆的变形

一、纵向变形

二、虎克定侓

三、横向变形

第五节拉伸和压缩时材料的力学性能

一、拉伸试验和应力－应变曲线

二、低碳钢在拉伸时的力学性能

三、其它材料拉伸时的力学性能

四、材料压缩时的力学性能

第六节拉（压）杆的强度条件及其应用

一、拉（压）杆的强度条件

二、拉（压）杆的强度条件应用算例

第七节拉伸和压缩超静定问题

一、超静定问题的概念

二、超静定问题的解法

第八节联结件的剪切和挤压强度计算

一、剪切的实用计算

二、挤压的实用计算

第五章圆轴扭转（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握受扭杆件內力和变形分析方法。

教学重点与难点：

1、重点讲受扭构件內力和变形分析方法。

2、难点是对受扭构件进行內力和变形分析。

第一节外力偶矩、扭矩和扭矩图

一、外力偶矩

二、扭矩和扭距图

第二节圆轴扭转时截面上的应力和应变

一、表面变形与平面假设

二、圆轴扭转时的应力

三、切应力互等定理

四、剪切虎克定侓

第三节圆轴扭转时截面上的切应力和强度条件

一、切应力的表达式

二、圆轴扭转的强度计算

第四节圆轴扭转的切变形和刚度条件

一、扭转变形

二、刚度条件

第六章梁的弯曲內力（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握梁內力和变形分析方法。

教学重点与难点：

1、重点讲梁內力和变形分析方法。

2、难点是对梁进行內力和变形分析

第一节剪力和弯矩

一、剪力和弯矩概念

二、剪力和弯矩算例

第二节列方程作內力图

一、剪力和弯矩方程概念

二、剪力和弯矩图概念

三、举例说明剪力和弯矩图绘制方法

第三节简易法作內力图

一、利用剪力、弯矩、外力之间微分关系作內力图（简易法）

二、举例说明利用简易法作內力图方法

第四节叠加法作梁的弯矩图

一、简支梁弯矩图的叠加方法

二、分段叠加法

第七章梁的应力和应变（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握梁应力和应变分析方法。

教学重点与难点：

1、重点讲梁应力和应变分析方法。

2、难点是对梁进行应力和应变分析

第一节弯曲正应力

一、弯曲试验和假设

二、弯曲正应力公式

第二节弯曲切应力

一、矩形截面梁

二、工字形截面梁

三、圆形和圆环形截面梁

第三节弯曲强度条件

一、弯曲正应力强度条件

二、弯曲切应力强度条件

第四节弯曲变形

一、挠曲线近似微分方程

二、积分法求梁的变形

三、叠加法求梁的挠度和转角

四、梁的刚度条件

第八章静定梁的影响线（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握静定梁的影响线梁绘制方法。

教学重点与难点：

1、重点讲静定梁的影响线梁绘制方法。

2、难点是绘制静定梁的影响线梁。

第一节影响线的概念

一、影响线的概念

二、绘制影响线图形时注意事项

第二节静力法作单跨静定梁的影响线

一、简支梁的影响线

二、伸臂梁的影响线

第三节机动法作静定梁的影响线

一、刚体体系的虚功原理

二、机动法作静定梁的影响线

第四节影响线的应用

一、计算影响量值

二、可动均布荷载的最不利布置

第九章应力状态和强度理论（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握应力状态分析方法和强度理论。

教学重点与难点：

1、重点讲梁应力状态分析方法和强度理论。

2、难点是梁的主应力分析及强度计算。

第一节应力状态概述

一、一点的应力状态

二、一点的应力状态分类

第二节平面应力状态分析（解析法）

一、斜截面上的应力

二、主应力与主平面

三、最大切应力

四、几种常见的特例

第三节强度理论

一、杆件达到危险状态时的破坏形式

二、几种强度理论及强度条件

第四节梁的主应力及强度计算

一、梁的主应力公式

二、梁的强度计算算例

第十章组合变形（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握组合变形状态下班应力、应变分析方法。

教学重点与难点：

1、重点讲组合变形状态下应力、应变分析方法，杆件在组合变形状态下的强度条件及应用。

2、难点是对杆件在组合变形状态下的应力、应变进行计算。

第一节斜弯曲

一、斜弯曲概念

二、斜弯曲时应力计算

三、斜弯曲时强度条件及应用

第二节偏心压缩（拉伸）

一、偏心压缩（拉伸）的强度计算

二、截面核心概念

第三节弯扭组合

一、弯扭组合概念

二、圆截面杆件在弯扭状态下强度计算问题

第十一章压杆稳定（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握压杆稳定分析方法。

教学重点与难点：

1、重点讲压杆稳定分析方法。

2、难点是对细长压杆临界力、临界应力进行计算。

第一节压杆稳定的概念

一、压杆概念

二、压杆稳定的概念

第二节细长压杆的临界力和临界应力

一、两端铰支细长压杆的临界力

二、其它杆端支承下细长压杆的临界压力

三、细长压杆的临界应力

第三节欧拉公式的适用范围和临界应力总图

一、拉欧公式的适用范围

二、超过比例极限时压杆的临界应力

三、临界应力总图

四、算例

第四节压杆稳定的实用计算

一、折减系数

二、稳定条件

三、算例

四、提高压杆稳定性的措施

第十二章静定结构內力计算（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握静定结构內力计算方法。

教学重点与难点：

1、重点讲静定结构內力计算方法。

2、难点是对静定结构內力进行计算。

第一节静定平面刚架

一、静定平面刚架的几何构造和特点

二、静定刚架支座反力的计算

三、求刚架杆端截面內力

四、静定刚架內力图的绘制

第二节三铰拱

一、三铰拱的受力特点

二、三铰拱支座反力计算

三、三铰拱內力计算

四、三铰拱的合理拱轴

第三节平面桁架

一、桁架的特点和组成分类

二、节点法

三、截面法

第十三章静定结构位移计算（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握静定结构位移计算方法。

教学重点与难点：

1、重点讲静定结构位移计算方法。

2、难点是对静定结构位移进行计算。

第一节变形体系的虚功原理

一、变形体系的虚功原理

二、虚功表达式

第二节荷载作用下的位移计算（单位荷载法）

一、荷载作用下的位移计算公式

二、荷载作用下位移计算算例

第三节图乘法

一、图乘法计算位移的公式

二、图乘法计算位移的算例

第四节支座移动和温度改变时的位移计算

一、支座移动时的位移计算

二、温度改变时的位移计算

第十四章力法（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握用力法计算超静定结构內力和位移的方法。

教学重点与难点：

1、重点讲用力法计算超静定结构內力和位移的方法。

2、难点是对用力法对超静定结构內力和位移进行计算。

第一节超静定结构概述

一、超静定结构概念

二、超静定结构內力、位移计算种类

第二节力法基本概念

一、采用力法解超静定结构的基本思想。

二、用力法解超静定结构的步骤。

第三节荷载作用时超静定结构的內力计算

一、超静定梁內力计算

二、超静定刚架內力计算

三、超静定桁架內力计算

四、超静定拱內力计算

五、超静定组合结构內力计算

六、铰接排架內力计算

第四节对称结构的计算

一、对称结构的概念

二、对称结构內力计算

第五节支座移动和温度改变时超静定结构的內力计算

一、支座移动时超静定结构的內力计算

二、温度改变时超静定结构的內力计算

第六节超静定结构的位移计算

一、荷载作用下超静定结构的位移

二、支座移动引起的超静定结构的位移

三、温度改变引起的超静定结构的位移

第七节超静定结构特性

第十五章位移法（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握用位移法计算超静定结构內力和位移的方法。

教学重点与难点：

1、重点讲用用位移法计算超静定结构內力和位移的方法。

2、难点是对用位移法对超静定结构內力和位移进行计算。

第一节位移法基本概念

第二节等截面直杆的形常数和载常数

一、等截面直杆的形常数

二、等截面直杆的载常数

第三节位移法基本未知量和基本结构

一、位移法基本未知量

二、位移法基本结构

第四节位移法典型方程及计算步骤

一、位移法典型方程

二、位移法典型方程及计算步骤

第五节对称性的利用

一、等截面直杆的形常数

二、等截面直杆的载常数

第六节算例

第十六章力矩分配法（4学时）

教学目的与要求：

通过对本章的学习，让学生掌握用力矩分配法计算超静定结构內力的方法。

教学重点与难点：

1、重点介绍用力矩分配法计算超静定结构內力的方法。

2、难点是用力矩分配法对超静定结构內力进行计算。

第一节力矩分配法基本概念

第二节单结点的力矩分配

一、单结点的力矩分配步骤

二、算例

第三节多结点的力矩分配

一、多结点的力矩分配过程

二、算例

附：

教学参考书目

1、《理论力学》黄安基主编高等教育出版社

2、《材料力学》孙训方主编高等教育出版社

3、《结构力学》李镰锟主编高等教育出版社