一、课程说明
课程编号:110334Z10
课程名称:结构力学/Structural Mechanics
课程类别:专业教育课程
学时/学分:32/2
先修课程:高等数学、理论力学、材料力学
适用专业: 交通设备与控制工程及相关专业
教材、教学参考书:
1.李家宝、洪范文主编.结构力学(第四版).北京:高等教育出版社.2006;
2.洪范文、李家宝主编.结构力学学习指导.北京:高等教育出版社.2009;
3.龙驭球、包世华主编.结构力学教程.北京:高教出版社.2000。
二、课程设置的目的意义
结构力学是为交通设备与控制工程专业设立的拓展知识体系的一门专业选修课。课程的设置目的是让学生通过学习本课程,掌握平面杆件结构分析计算的基本概念、基本原理和基本方法,了解各类结构的受力性能,为学生进行结构设计和科学研究打好力学基础,为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础,培养结构工程分析与计算等方面的能力。
三、课程的基本要求
知识:掌握杆件结构的组成规律及合理形式,深入理解各类平面杆件结构在外部因素(荷载、温度变化、支座移动)影响下结构的约束反力、内力、位移的计算原理和计算方法。
能力:从应用的角度出发,培养学生结构工程分析与计算等方面的能力,使学生能够运用本课程所学理论和方法设计合理形式的结构,并解决实际结构的强度和刚度分析等问题。
素质:通过课程中的分析讨论培养分析交流素质,针对具体现实结构的位移和内力进行分析,培养学生科学的思维方式和严谨的科学态度。通过课外导学的模式,提升自主学习和终身学习的意识,形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计
| 章节 | 教学内容 | 总学时 | 学时分配 | 教学重点 | 教学难点 | 教学方案设计(含教学方法、教学手段) | |
| 讲课 (含研讨) | 实践 | ||||||
| 第1章 绪论 | 杆件结构力学的研究对象和任务;结构的计算简图,支座和结点的类型;平面杆件结构分类;荷载的分类。 | 2 | 2 | 0 | 支座、结点和载荷类型;荷载的分类 | 各类型结点、支座区分。 | 教学思路:采用实例法,列举身边工程结构的实例,讲解基础上,请同学们分析并总结出一般原理。 教学模式:初步讲解和引导性举例说明基础上,课堂提问,让学生另行举例分析,根据回答情况,进一步归纳 讲解。 |
| 第2章 平面体系几何组成 | 几何组成分析的目的,几何不变和可变体系概念; 平面体系的计算自由度; 几何不变体系的基本组成规则;几何组成分析举例;几何构造与静定性的关系。 | 4 | 4 | 0 | 几何不变体系的简单组成规则及瞬变体系 | 运用几何组成规律进行体系几何组成分析,尤其是对复杂体系的几何组成分析。 | 教学思路:初步讲解和列举简单详细介绍各原则的异同和适用条件基础上,针对较复杂体系让学生进行分析讨论,并进一步归纳讲解。 教学模式:课间练习和课堂讨论相结合;一般归纳和重点解析相 结合。 |
| 第3章 静定结构内力计算 | 静定梁、静定平面刚架、三铰拱、静定平面桁架、静定结构的内力分析和受力特点 | 6 | 6 | 0 | 静定梁、刚架和桁架内力计算和内力图绘制;桁架中的零杆的判断。 | 静定刚架的内力计算和内力图的绘制;正确判断桁架中的零杆,截面法计算平面桁架中截面的合理选取;三铰拱合理拱轴的求法。 | 教学思路:结合材料力学等前置课程相关知识点,逐步深入;结合实例进行原理和方法讲解。 教学模式:课前导学、课堂练习和课后作业相结合;一般归纳和重点解析相结合。 |
| 第4章 静定结构的位移计算 | 结构位移计算的目的;位移计算的一般公式;静定结构在荷载作用下的位移计算;图乘法;静定结构支座位移、温度变化时的位移计算;互等定理 | 6 | 6 | 0 | 荷载作用下静定结构位移计算,梁和刚架计算的图乘法 | 图乘法的适用条件和图乘法的注意 事项。 | 教学思路:结合材料力学等前置课程相关知识点,逐步深入;举例进行原理和方法讲解。 教学模式:课前导学、课堂讲授、课间练习、讨论和课后作业相结合;一般归纳和重点解析相结合。 |
| 第5章 力法 | 超静定结构概述;力法的基本概念;力法的典型方程;用力法计算超静定刚架和排架;对称性的利用;等截面单跨静定梁的杆端内力。 | 6 | 6 | 0 | 正确地选择力法基本体系,明确力法方程的物理意义。 | 力法基本体系的选择;对称性的应用。 | 教学思路:通过举例比较选择不同基本体系对后续分析的影响,归纳基本体系的选择方法;分析举例说明对称性的应用。 教学模式:课前导学、课堂讲授、课间练习、讨论和课后作业相结合;一般归纳和重点解析相结合。 |
| 第6章 位移法和力矩分配法 | 位移法的基本概念、基本未知量和基本结构;位移法的典型方程及计算刚架的步骤;力矩分配法的基本概念和原理;用力矩分配法计算连续梁和结点线位移的刚架 | 8 | 8 | 0 | 位移法基本未知量确定、位移法基本体系、力矩分配法。 | 如何确定位移法的基本未知量和基本体系。 | 教学思路:由互等定理和力法逐步引入位移法概念,由位移协调转入力的平衡,引出位移法典型方程;举例说明位移法应用方法。 教学模式:课前导学、课堂讲授、课间练习、讨论和课后作业相结合;一般归纳和重点解析相结合。 |
| 合计 | 32 | 32 | 0 | ||||
本课程无实践教学内容。
六、考核方式及成绩评定
教学过程中采取讲授、讨论、分析等方式进行,考核方式包括:笔试、作业、讨论等;过程考核占总评成绩的40%,期末考试占60%。
| 考核方式 | 考核内容 | 成绩比例(%) | 备注 |
| 课内讨论 | 基本知识,学习主动性,分析能力,交流素质 | 10 | |
| 课外作业 | 自学能力与素质 | 20 | |
| 课程考勤 | 主动性和团队素质 | 10 | |
| 期末开卷考试 | 课程知识和分析能力 | 60 |