[工学]结构力学二.doc

课程代码：04022130结构力学(二) 教学大纲（卓越计划）（总学时数：24，学分数：1.5）一、课程的性质和任务本课程是土木工程专业必修的一门力学专业基础课。目的是使学生在理论力学、材料力学和结构力学（一）的基础上进一步掌握结构的动力计算，了解结构的稳定计算、结构的塑性分析与极限荷载等有关知识，为学习后续专业课程的学习及进行结构设计和科学研究奠定力学基础。二、课程基本内容和要求（一）结构的动力计算1、内容： (1)基本概念 结构动力计算的特点和内容：动力荷载的分类；动力计算中体系的自由度 (2)单自由度体系的无阻尼自由振动 运动微分方程的建立；自由振动微分方程的解；体系的自振周期和自振频率 (3)单自由度体系的无阻尼强迫振动 简谐荷载作用下结构的动力反应；一般动力荷载作用下结构的动力反应。 (4)阻尼对振动的影响 阻尼的概念；阻尼对自由振动的影响；阻尼对强迫振动的影响 (5)多自由度体系的自由振动 两个自由度体系的自由振动；多自由度体系的自由振动；振型图 (6)多自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动 两个自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动；多自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动 (7)多自由度体系在一般荷载作用下的强迫振动 主振型的正交性和振型矩阵；振型叠加法 (8)计算频率的近似方法 静力等效集中质量法；能量法求第一频率 2、重点： (1)单自由度体系和两个自由度体系的无阻尼自由振动 (2)体系的自振周期（自振频率）的计算 3、要求： (1)掌握建立单自由度体系和两个自由度体系运动微分方程的惯性力法 (2)了解单自由度体系自由振动的运动规律，熟练掌握计算其频率的方法 (3)掌握单自由度体系在简谐荷载作用下受迫振动动力反应的计算 (4)掌握两个自由度体系自由振动的频率和振型的计算、作振型图、并利用正交条件校核振型的方法 (5)了解按在幅值处列方程的方法计算两个自由度体系受简谐荷载作用时的动力反应（不考虑阻尼） (6)了解用振型分解法计算多自由度体系受简谐荷载作用时的动力反应（考虑阻尼） (7)了解计算频率的近似方法 4、难点： (1) 运动微分方程的建立和求解(2) 两个自由度体系振型的计算及振型图的绘制（二）结构的稳定计算1、内容： (1) 基本概念 杆件的第一类稳定、第二类稳定问题、势能驻值原理、组组合压杆的稳定。 (2) 用静力法确定临界荷载 一个（N个、无限）自由度体系的稳定方程的建立和临界荷载的确定。 (3) 具有弹性支座压杆的稳定 具有弹性支座压杆的稳定方程和临界荷载。 (4) 用能量法确定临界荷载 势能驻值原理；用能量法确定临界荷载；瑞利里兹法。 (5) 剪力对临界荷载的影响 同时考虑弯矩和剪力对变形的影响时挠曲线近似微分方程的建立，剪力对临界荷载的影响。 (6) 组合压杆的稳定 缀条式组合压杆、缀板式组合压杆的稳定计算。2、要求： （1）理解稳定问题的基本概念；（2）理解结构失稳的两种基本形式，掌握用静力法和能量法计算压杆的临界荷载。3、重点： (1) 用静力法确定临界荷载；(2) 具有弹性支座压杆的稳定； (3) 用能量法确定临界荷载。(4) 组合压杆的稳定计算。（三）结构的极限荷载1、内容： (1) 极限弯矩和塑性铰，破坏结构，静定梁的计算：握极限弯矩与极限荷载的概念；静定梁的弹塑性分析；塑性铰；超静定梁的极限荷载；刚架的极限荷载。 （2）单跨超静定梁的极限荷载：利用极限平衡法计算超静定梁的极限荷载，利用机构法计算简单刚架的极限荷载。 （3）比例加载时有关极限荷载的几个定律：破坏机构的概念，极小定理、极大定理、唯一性定理；（4）计算极限荷载的穷举法和试算法：用穷举法，试算法求解极限荷载；（5）连续梁的极限荷载：连续梁的极限荷载的计算；（6）刚架的极限荷载：刚架的极限荷载计算。2、重点与难点 重点：极限荷载的基本概念；超静定梁的极限荷载。 难点：极限平衡法和机构法的概念3、要求： （1）理解极限弯矩、极限荷载的概念；比例加载时判定极限荷载的一般定理；（2）掌握超静定梁极限荷载的计算；（3）掌握塑性铰的概念和特点；（4）计算静定梁和超静定梁极限荷载的弯矩调整法和极限平衡法，了解刚架极限荷载的计算。三、学时分配见下表所示： 学时分配表序号内 容讲 授习题课1结构的动力计算822结构的稳定计算623结构的极限荷载42合计186四、考核方式及成绩评定标准考试。采用平时成绩（作业、课堂提问、考勤等）+期末考试的综合考核方法，平时成绩占30%，期末考试占70%。 期末考试为闭卷考试。五、有关说明1. 本课程与前后课程的联系先修课程：理论力学、材料力学、结构力学（一）后继课程：工程结构抗震、高层建筑结构设计2. 教学参考书教材：结构力学(上、下册)李廉锟主编 高等教育出版社 其他教辅材料