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XuetangX

结构力学

Air Force Engineering University via XuetangX

Overview

1、课程的重要性

结构力学是土木工程专业必修的一门主干的专业基础课,是结构工程专业硕士研究生必考科目,是全国一级注册结构工程师、注册岩土工程师等的必考科目,结构力学为后续专业课程的学习和岗位任职打下扎实的力学基础,在整个学科体系中具有举足轻重的地位。

2、课程的主要内容

结构力学主要研究土木工程中的常见杆件结构(梁、刚架、桁架、组合结构和拱结构)在外荷载(自重、风载、地震、温度等)作用下的各种力学计算问题,主要研究解决工程结构设计中的两大问题:强度设计中的内力计算问题和刚度设计中的位移计算问题。本课程共包含四部分内容:(1)结构计算简图的合理选取及几何构造分析;(2)静定结构的内力计算及位移计算;(3)超静定结构的内力计算及位移计算;(4)结构的动力分析。

3、本课程的亮点和特色

(1)与工程实际紧密结合,培养学生复杂问题的分析能力以及责任意识

针对每一类杆件结构(梁、刚架、桁架、组合结构、拱)都引用了大量典型的实际工程,同时还引入部分热点工程事故案例,从实际工程中引出力学问题,进而分析问题、解决问题,将抽象的力学问题与工程实际紧密结合,培养学生理论联系实际和复杂问题的分析能力,同时增强学生严谨的科学素养和责任意识。

(2)力学分析突出思路,逻辑性强,培养学生的科学思维方法

在具体问题的力学分析过程中,强调力学分析的思路,逻辑关系明确。通过对具体问题进行分析综合,将不同的教学内容进行对比联系,或者将疑难问题、复杂问题过渡开拓,讲课过程中根据内容特点采取不同的教学方法,进而培养学生的科学思维方法。

(3)对学生的主动性学习要求较高

讲课过程中有很多开放性的问题,比如关于结构选型方面、关于结构受力特点方面以及计算方法优劣等等,需要学生认真思考,积极参与;在结构内力分析时,重点是突出分析思路,而淡化具体过程,需要学生手脑一致,积极参与,对学生的主动性学习要求较高。

(4)知识点齐全,配套习题多,受众范围广

课程含盖了静定结构部分、超静定结构部分、动力计算、极限荷载等内容,知识点齐全,可满足不同层次学习者的需要;每一章都设有“学习导引”,点名本质主要知识点、学习方法、学习目标等环节,使学习者在学习之前做到心中有数、目标明确;每一小节都设有“练习题”,每一章还设有单元测试题,通过“练习题”和“单元测试题”巩固学习效果,通过习题的导引和督促,增加成就感,弱化枯燥的学习过程。

4、课程目标

该课程的目标概括起来就是掌握知识、培养能力、提高素质。具体如下:

(1)知识目标

了解结构计算简图的合理选择;了解常见杆件结构的几何组成特点和力学特点;掌握常见杆件结构在外荷载作用下的内力和变形的计算理论和方法,为强度设计和刚度设计打好基础;初步掌握结构动力问题的分析理论和方法。

(2)能力目标

培养学习者的自主学习能力、分析计算等能力;通过引入大量工程实际,培养学习者理论联系实际的能力;同时培养学习者严谨的力学素养、先进的科学思维方法和创新能力。

(3)素质目标

培养学习者科学严谨的工作态度和作风;培养学习者认真细致、极端负责的职业精神和责任意识。


Syllabus

  • 第1章 绪论
    • 1.1 结构力学的学科内容及主要任务
    • 1.2 结构的计算简图及简化要点
    • 1.3 杆件结构的分类及荷载的分类
  • 第2章 结构的几何构造分析
    • 2.1 几何构造分析基本概念
    • 2.2 平面杆件体系的基本组成规律
    • 2.3 平面杆件体系基本组成规律的综合应用
  • 第3章 静定结构的受力分析
    • 3.1 静定单跨梁
    • 3.2 静定多跨梁
    • 3.3 静定平面刚架
    • 3.4 静定平面桁架
    • 3.5 静定组合结构
    • 3.6 三铰拱
  • 第4章 影响线
    • 4.1 移动荷载和影响线的概念
    • 4.2 静力法作简支梁的影响线
    • 4.3 机动法作梁的影响线
    • 4.4 影响线的应用
  • 第5章 静定结构位移计算的虚力法
    • 5.1 静定结构位移计算概述
    • 5.2 虚力法求刚体体系的位移
    • 5.3 静定结构位移计算一般公式
    • 5.4 荷载作用时静定结构的弹性位移计算
    • 5.5 图乘法
    • 5.6 温度改变时静定结构的位移计算
  • 第6章 力法
    • 6.1 力法的基本思想及超静定次数的确定
    • 6.2力法的基本概念
    • 6.3 力法解超静定梁、刚架
    • 6.4 力法解超静定桁架
    • 6.5 力法解超静定组合结构
    • 6.6 力法解两铰拱
  • 第7章 位移法
    • 7.1 位移法的基本概念
    • 7.2 等截面直杆的形常数和载常数
    • 7.3 位移法解无侧移刚架
    • 7.4 位移法基本未知量的确定
    • 7.5 位移法解有侧移刚架
    • 7.6 位移法的基本体系
    • 7.7 位移法解对称结构
  • 第8章 力矩分配法
    • 8.1 力矩分配法的基本概念
    • 8.2 单结点的力矩分配法
    • 8.3 多结点的力矩分配法
  • 第9章 矩阵位移法
    • 9.1 矩阵位移法概述
    • 9.2 局部坐标系下的单元刚度矩阵
    • 9.3 整体坐标系系的单元刚度矩阵
    • 9.4 连续梁的整体刚度矩阵
    • 9.5 刚架的整体刚度矩阵
    • 9.6 等效结点荷载向量
    • 9.7 矩阵位移法计算连续梁
    • 9.8 矩阵位移法计算刚架
    • 9.9 矩阵位移法计算桁架
    • 9.10 矩阵位移法计算组合结构
  • 第10章 结构动力计算基础
    • 10.1 结构动力计算的特点和动力自由度
    • 10.2 单自由度体系的自由振动
    • 10.3 单自由度体系的力学模型及运动微分方程
    • 10.4 单自由度体系的自由振动
    • 10.5 单自由度体系在简谐荷载下的强迫振动
    • 10.6 单自由度体系在一般动荷载下的强迫振动
    • 10.7 单自由度体系在几种常见动力荷载下的强迫振动
    • 10.8 阻尼对自由振动的影响
    • 10.9 阻尼对强迫振动的影响
  • 期末考试

    Taught by

    Ting Kang, Huixiang Sun, Erlei Bai, and song lu

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