建筑力学课程教学大纲.docx

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建筑力学课程教学大纲

《建筑力学》课程教学大纲

一、本课程的地位、作用和任务

《建筑力学》是水利水电建筑工程专业的一门重要的专业基础课，在本专业中起着承上启下的作用，为后续课程打基础。

《建筑力学》的任务是：

教授学生掌握物体受力分析与静力平衡问题的求解方法；杆件及结构内力与变形的分析方法；关于构件的强度、刚度与稳定性的计算及构件应力、应变的方法。

通过本课程的学习，要求学生具备对常见结构、构件进行受力分析、内力与变形计算的能力，并初步具备对结构的实验分析能力。

二、教学内容和教学要求

第一章绪论

1、教学内容

建筑力学的研究对象、研究方法、主要内容。

2、教学要求

了解建筑力学课程的性质、地位和作用，了解建筑力学各部分的内容、了解建筑力学的学习方法。

第一篇、静力学

第二章刚体静力分析基础

1、教学内容

2—1力与力偶

1）力的概念和性质

2）力对点之矩

3）力偶的概念和性质

2—2约束与约束反力

1）约束与约束反力的概念

2）工程中常见的约束与约束反力

2—3受力分析与受力图

2、教学要求

（1）理解力、力对点的矩、平面力偶的概念及静力学的四个公理，合力矩定理、刚体的概念；掌握平面力偶系合成的计算。

（2）了解约束的概念及荷载的分类；了解作用在构件上荷载的计算方法；掌握常见工程中的约束类型及其约束反力的确定；

第三章平面力系

1、教学内容

3—1平面力系向一点的简化

1）力的平移定理

2）平面力系向一点的简化

3）力在坐标轴上的投影主矢与主矩的计算

4）平面力系向一点简化结果的进一步分析

3—2平衡方程及其应用

1）平面一般力系的平衡条件和平衡方程

2）平面力系的几种特殊情形

3）静定与超静定问题

4）物体系的平衡问题

2、教学要求

（1）了解力的平移定理的内容；掌握力在坐标轴上的投影的概念

及计算，掌握合力的投影定理；

（2）理解平面一般力系的概念；了解平面一般力系向一点简化和简化结果分析。

（3）掌握平面一般力系、平面汇交力系、平面平行力系及平面力偶系的平衡方程及其应用，重点掌握常见物体支座反力的求法。

（4）掌握求解物体系平衡问题的基本方法，重点掌握多跨静定梁和三铰刚架的支座反力计算。

（5）了解静定与超静定的概念。

第四章重心与形心

1、教学内容

1）重心的概念

2）重心的坐标公式、形心的概念

3）重心和形心位置的求法

2、教学要求

理解求物体重心和形心的几种常用方法，重点掌握组合平面图形形心的求法。

第二篇、材料力学

第五章弹性变形体静力分析基础

1、教学内容

5—1变形固体的基本假设

5—2内力与应力

1）内力的概念

2）用截面法求内力的步骤

3）应力的概念

5—3变形与应变的概念

5—4杆件变形的基本形式

2、教学要求

（1）理解材料力学的基本假设；

（2）理解应力和应变的概念；

（3）掌握用截面法求解内力的方法；

（4）理解杆件变形的四种基本形式；

第六章杆件的内力分析

1、教学内容

6—1杆件拉压时的内力分析

1）用截面法求轴力

2）作轴力图

6—2杆件扭转时的内力分析

1）用截面法求扭矩

2）作扭矩图

6—3杆件弯曲时的内力分析

1）平面弯曲的概念

2）剪力和弯矩的计算

3）剪力图和弯矩图的作法

2、教学要求

（1）掌握用截面法求轴力的基本方法；熟练掌握用简便方法求轴力，能正确画出轴力图；

（2）掌握用截面法求扭矩的基本方法、熟练掌握用简便方法求扭矩，能正确画出扭矩图；

（3）掌握用截面法求剪力和弯矩的基本方法；熟练掌握用简便方法求剪力和弯矩；

（4）理解由剪力方程和弯矩方程画剪力图和弯矩图的方法；

（5）掌握梁在几种特殊荷载下的剪力图和弯矩图；

（6）熟练掌握利用弯矩、剪力与荷载集度的微分关系作剪力图和弯矩图；

（7）掌握叠加原理，并作梁的弯矩图；

第七章杆件的应力与强度计算

1、教学内容

7—1材料在拉压时的力学性能

1）低碳钢在拉伸时的力学性能

2）铸铁在拉伸时的力学性能

3）低碳钢在压缩时的力学性能

4）铸铁在压缩时的力学性能

5）其它材料在拉压时的力学性能

6）材料的极限应力、许用应力和安全系数

7—2杆件拉压时的应力与强度计算

1）拉（压）杆横截面上的应力

2）拉（压）杆的强度条件

3）应力集中的概念

7—3杆件弯曲时的应力与强度计算

1）梁横截面上的正应力计算

2）惯性矩的概念和计算

3）梁横截面上的切应力介绍

4）梁的强度条件和强度计算

5）提高梁弯曲强度的主要措施

7—5圆轴扭转时的应力与强度计算

1）圆轴扭转时横截面上的切应力

2）圆轴的强度条件和强度计算

3）切应力互等定理

7—6连接件的实用计算（剪切和挤压的强度计算）

1）剪切的实用计算（剪切的强度用计算）

2）挤压的实用计算（挤压的强度计算）

2、教学要求

（1）掌握低碳钢的拉伸试验和铸铁的压缩试验；

（2）掌握轴向拉（压）杆的受力特点、变形特点；掌握轴向拉（压）杆横截面上应力、强度的计算方法；了解应力集中的现象；

（3）掌握弯曲杆横截面上的正应力分布规律及正应力强度条件；理解三种常见截面梁剪应力分布规律及剪应力强度条件；掌握梁的合理截面形式；

（4）理解圆直杆扭转的受力特点，变形特点；理解圆直杆扭转时的应力计算及强度条件；掌握剪切虎克定律的物理意义及剪应力互等定理内容。

（5）了解拉（压）杆的剪切和挤压的实用计算

第九章杆件的变形与刚度计算

1、教学内容

9—1杆件拉（压）时的变形

1）纵向线应变、横向线应变、泊松比的概念

2）用虎克定律求杆件拉（压）的变形

9—2圆轴扭转时的变形与刚度计算

1）变形计算

2）刚度计算

9—3杆件弯曲时的变形与刚度计算

1）梁的挠曲线近似微分方程

2）用积分法求梁的变形

3）用叠加法求梁的变形

4）梁的刚度计算

2、教学要求

（1）掌握轴向拉（压）杆的变形计算及虎克定律；

（2）理解圆直杆扭转时的变形计算；理解圆直杆的刚度条件。

（3）理解梁的挠度及转角的定义；了解积分法计算梁的挠度和转角；掌握查表法和叠加法计算梁的变形；掌握梁的刚度条件及提高梁刚度的措施。

第一十章压杆稳定

1、教学内容

10—1压杆稳定的概念

10—2压杆的临界力与临界应力

1）临界力的概念

2）欧拉公式

3）临界应力的概念

4）长细比、欧拉公式的适用条件

5）超过比例极限的临界应力、临界应力总图

10—3压杆的稳定计算

10—4提高压杆稳定性的措施

2、教学要求

（1）理解临界力，临界应力的概念；

（2）掌握不同支承杆的临界力，临界应力的欧拉公式，并理解临界应力总图；

（3）掌握压杆稳定条件及稳定计算问题；

（4）理解提高压杆的稳定性的措施。

第三篇结构力学部分

第一章绪论

1、教学内容

1—1杆件结构计算的任务

1）结构的概念

2）结构的分类

3）杆件结构计算的任务

1—2杆件结构的计算简图

1）选择结构计算简图的原则

2）平面杆件结构的简化

3）平面杆件结构的分类

2、教学要求

（１）了解常见工程中杆系结构的分类及其特征；

（２）了解研究杆系结构的任务；

（３）理解选择结构计算简图的原则和简化内容。

第二章平面杆件体系的几何组成分析

1、教学内容

2—1概述

1）几何不变和几何可变体系；

2）几何组成分析的目的；

3）刚片、自由度、约束的概念；

2—2几何不变体系的组成规则

1）基本组成规则；

2）对瞬变体系的进一步分析；

2—3几何组成分析举例

2—4体系的几何组成与静定性的关系

2、教学要求

（1）掌握几何不变体系的组成规则及其分析方法；

（2）理解静定结构与超静定结构的概念；

（3）掌握超静定结构超静定次数的确定方法。

第三章静定结构计算

1、教学内容

3—1静定结构的内力计算

1）静定梁的计算

2）静定平面刚架的计算

3）静定平面桁架的计算

4）三铰拱的内力计算

3—2静定结构的位移计算

1）概述

2）虚功原理

3）静定结构在荷载作用下的位移计算公式

4）图乘法

5）静定结构由于支座移动引起的位移计算公式

6）互等定理

2、教学要求

（１）了解多跨静定梁的几何组成关系及掌握其内力计算方法。

（２）掌握静定平面刚架内力分析方法及内力图的校核。

（３）掌握结点法和截面法计算简单静定平面桁架内力的计算方法，并了解其受力特征。

（４）理解三铰拱的内力计算方法及合理拱轴线的概念。

（5）理解结构位移的概念及虚功原理内容；

（6）了解积分法计算静定梁，刚架位移的方法；

（7）掌握图乘法计算静定梁，刚架位移的方法；

（8）掌握支座沉陷引起位移的计算方法；

（9）理解几个互等定理的内容及其应用。

第四章超静定结构计算

1、教学内容

4—1概述

1）超静定结构的概念

2）超静定次数的确定

4—2力法

1）力法的基本原理

2）力法的典型方程

3）力法的计算步骤

4）超静定结构的性质

4—3位移法

1）位移法基本原理

2）位移法典型方程

3）位移法计算步骤

4—4力矩分配法

1）力矩分配法的基本原理

2）单结点的力矩分配法

3）多结点的力矩分配法

2、教学要求

（１）理解力法计算超静定结构的基本原理，基本思路；

（２）掌握一次超静定结构的力法计算，理解二次以上超静定结构的力法计算步骤及力法方程形式。

（3）理解位移法的基本原理；

（4）掌握三种基本杆件的转角位移方程及具有一至二个未知量的无侧移刚架的位移法计算方法；

（5）掌握力矩分配法的基本概念及计算方法；能熟练应用力矩分配法计算连续梁及无侧移刚架的内力；

（6）掌握内力图的校核方法。

三．课内实践环节

实验：

实验项目：

（1）低碳钢拉伸实验

实验要求：

1）了解万能实验机工作原理；

2）掌握低碳钢б-ε曲线及各阶段物理意义；

（2）梁弯曲的电测试验

实验要求：

1）了解电测试验原理；

2）能利用电阻应变仪测定弯曲梁截面上正应力大小及分布规律；

3）能验证梁的正应力计算公式；

四．学时分配建议（见下页表）

学时分配建议

序

号

教学内容

学时分配

讲课

习题课

实验

小计

一

静力学

第一章

绪论

第二章

刚体静力分析基础

第三章

平面力系

第四章

重心与形心

小计

二

材料力学

第五章

弹性变形体静力分析基础

第六章

杆件的内力分析

第七章

杆件的应力与强度计算

第九章

杆件的变形与刚度计算

第十章

压杆稳定

小计

三

结构力学

第一章

绪论

第二章

平面杆件体系的几何组成分析

第三章

静定结构计算

第四章

超静定结构计算

小计

总计

106

126

五．说明

1、本教学大纲基本要求适用于招收高中毕业生、学制为三年的高职学生专业。

2、本课程与其他课程的衔接和分工：

（1）本课程是水利水电建筑工程专业的专业基础课，为后续专业课打基础；

（2）本课程只解决结构的内力、位移计算问题，关于内力的组合及结构配筋计算由建筑结构课程完成。

3、本课程配套教材为：

沈养中主编《工程力学》（含第一分册、第二分册）高等教育出版社（高职高专教育），2003年第二版。

4、各教学单元重点、难点和深广度的教学说明：

第一篇、静力学

（1）重点：

物体受力分析

平面力系的平衡条件及其应用

多跨静定梁、三铰刚架的支反力求法

难点：

物体受力分析

物体系平衡计算

多跨静定梁、三铰刚架的支反力求法

（2）深广度要求：

教师讲清楚：

力对点之矩的概念

力偶及其性质

合力矩定理

合力投影定理

组合平面的形心计算问题

学生熟练掌握：

物体受力分析图

多跨静定梁、三铰刚架支反力的求法

第二篇、材料力学

（1）重点：

轴向拉伸（压缩）杆的内力、应力、变形、强度计算

材料在拉伸（压缩）时的力学性能

梁的内力、应力、变形、强度计算、刚度校核

压杆的欧拉公式

（2）难点：

轴向拉伸（压缩）杆的强度计算问题

截面法求梁的内力

绘制梁的内力图

梁的刚度、强度校核

压杆的稳定计算

（3）深广度要求：

教师讲情楚：

四种基本变形的概念

截面法求内力的方法

如何作梁的内力图

梁的应力分布规律

梁的最大应力的计算

查表法求梁的变形

压杆稳定的概念及欧拉公式适用条件

学生熟练掌握：

材料的力学性能

梁的刚度、强度校核

由弯矩、剪力与荷载集度的微分关系作梁的内力图

梁横截面上的正应力、剪应力分布规律

叠加法求梁的变形

欧拉公式及其适用条件

第三篇、结构力学

（1）重点：

结构的几何组成分析

静定多跨梁的内力计算

静定平面刚架的内力计算

静定平面桁架的内力计算

三铰拱的内力计算

图乘法计算梁、刚架的位移

力法基本思路、基本方程

位移法基本思路、基本方程

力矩分配法基本思路、基本方程

（2）难点：

静定多跨梁的内力计算

静定平面刚架的内力计算

静定平面桁架的内力计算

一次超静定梁、刚架在荷载作用下的力法计算

等截面转角位移方程的建立

无侧移刚架的位移法计算

力矩分配法计算带自由端的连续梁

（3）深广度要求：

教师讲情楚：

力法基本概念、基本思路

位移法基本概念、基本思路

力矩分配法基本概念、基本思路

学生熟练掌握：

一次超静定梁在载荷作用下力法计算

一次超静定刚架在载荷作用下力法计算

1-2个未知量的平面刚架位移法计算

力矩分配法计算连续梁的内力

5、本课程的作业要求：

第一篇：

至少30个作业

第二篇：

至少30个作业

第三篇：

至少30个作业

总计至少90个作业

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