建筑力学课程教学大纲.doc

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21 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22 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23 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31 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32 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51 变形固体的基本假设52 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53 变形与应变的概念54 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61 杆件拉压时的内力分析1） 用截面法求轴力2） 作轴力图62杆件扭转时的内力分析1） 用截面法求扭矩2） 作扭矩图63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71 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72 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73 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75 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76 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91 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92 圆轴扭转时的变形与刚度计算1） 变形计算2） 刚度计算93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。第十章 压杆稳定1、教学内容101 压杆稳定的概念102 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103 压杆的稳定计算104 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11 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12 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（）了解常见工程中杆系结构的分类及其特征；（）了解研究杆系结构的任务；（）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21 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；22 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；23 几何组成分析举例24 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31 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32 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 （）了解多跨静定梁的几何组成关系及掌握其内力计算方法。（）掌握静定平面刚架内力分析方法及内力图的校核。（）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。（）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41 概述1） 超静定结构的概念2） 超静定次数的确定42 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43 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44 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（）理解力法计算超静定结构的基本原理，基本思路；（）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-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2第二章刚体静力分析基础6第三章平面力系102第四章重心与形心42小计22426二材料力学第五章弹性变形体静力分析基础4第六章杆件的内力分析1022第七章杆件的应力与强度计算1622第九章杆件的变形与刚度计算62第十章压杆稳定6小计42652三结构力学第一章绪论2第二章平面杆件体系的几何组成分析42第三章静定结构计算182第四章超静定结构计算182小计42648总计106164126五说明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