《建筑力学》课程教学大纲

建筑力学课程教学大纲一、课程的性质、地位、作用和任务建筑力学是建筑类施工专业的一门重要专业基础课，通过本课程的学习，使学生系统的掌握建筑力学基本知识、基本理论、基本技能，为后续专业基础课、专业课学习打下良好的基础。本课程的主要任务是：研究杆件结构（或构件）外力（荷载、约束反力）的平衡、内力的分布规律（轴力图、剪力图、弯矩图）、应力的计算方法及分布、应变的概念及变形的计算及材料的力学性能。二、本课程的教学模块和基本要求模块一 静力学基础（一）绪论 初步了解建筑力学的学习目的、内容和任务及学习方法。（二）静力学的基本概念 1知识点和教学要求 （1）了解力和平衡的概念；（2）掌握静力学四个公理 ；（3）熟悉约束及约束反力；（4）掌握物体的受力分析画物体受力图 ；（5）掌握结构计算简图的简化。2能力培养要求 熟悉约束及约束反力、掌握结构计算简图的简化、熟练进行受力分析和画受力图。模块二 平面力系的合成与平衡 （一）平面特殊力系1知识点和教学要求 （1）掌握力的投影、力矩、力偶矩计算；（2）熟悉合力投影定理、合力矩定理；（3）了解力偶及其性质；（4）掌握平面特殊力系平衡方程。2能力培养要求 （1）能熟练进行力的投影、力矩、力偶矩计算；（2）熟练应用平衡方程求解平面特殊力系的平衡问题。（二）平面一般力系 1知识点和教学要求 ；（1）熟悉力的平移定理及平面一般力系的简化；（2）掌握平面一般力系平衡方程。2能力培养要求 熟练应用平衡方程求解物体和物体系的平衡问题。 模块三 基本构件的内力、应力、应变（变形）计算（一）轴向拉抻和压缩1知识点和教学要求 （1）了解变形固体的概念及其基本假设；构件变形的基本形式；轴向拉抻与压缩变形的受力特点和变形特点；（2）了解内力的概念，掌握求内力及轴力图绘制方法；（3）了解强度概念，掌握构件横截面正应力计算及应力分布规律；（4）掌握应力、应变关系及轴向拉压杆的变形计算方法。2能力培养要求（1）具有轴力计算并绘制轴力图的能力； （2）具有轴向拉抻和压缩构件的应力计算能力；（3）具有轴向拉抻与压缩构件的变形计算能力。（二）剪切与扭转1知识点和教学要求 （1）了解剪切变形、挤压变形的受力特点和变形特点； （2）了解剪切面、挤压面的特征及其计算；掌握连接件的剪切、挤压强度的实用计算方法； （3）了解圆轴扭转变形的受力特点和变形特点；掌握扭转时的内力计算；理解扭转圆轴横截面上应力分布规律。（三） 图形的几何性质1知识点和教学要求 （1）了解物体的重心、形心、静矩的概念；（2）掌握惯性矩、极惯性矩、惯性半径的概念及计算,平行移轴公式及常见组合截面的惯性矩计算。2能力培养要求 会计算简单图形的惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径，能用平行移轴公式计算组合图形的形心主惯性矩。（四）梁的弯曲1知识点和教学要求 （1）了解弯曲变形的受力特点、变形特点和平面弯曲的概念； （2）掌握平面弯曲梁的剪力和弯矩概念及其计算；掌握弯矩、剪力和分布荷载集度之间的微分关系及其在绘制剪力图、弯矩图中的应用； （3）掌握梁横截面上的正应力、剪应力的分布规律及其计算公式；（4）了解梁的挠度、转角的概念；（5）掌握叠加法求梁指定截面的挠度和转角的方法及梁的刚度条件的应用。 2能力培养要求 （1）熟练掌握直接法计算梁指定截面内力及用简捷法绘制梁内力图； （2）熟练掌握梁横截面上的正应力计算公式及强度条件；掌握常见截面的梁横截面上最大剪应力 计算公式及其强度计算； （3）会用叠加法求梁指定截面的挠度和转角，理解梁的刚度条件。 模块四 组合变形的应力计算1知识点和教学要求 （1）了解组合变形的概念；（2）掌握斜弯曲应力计算方法； （3）掌握拉、压弯组合变形；偏心受拉、受压组合变形的应力计算方法。 2能力培养要求 能联系工程实例进行组合变形的应力计算及确定截面应力分布。模块五 压杆稳定性1知识点和教学要求 （1）理解压杆失稳和临界力的概念； （2）掌握压杆的临界力计算； （3）能用折减系数法计算压杆的稳定问题。 2能力培养要求 会用欧拉公式计算压杆的临界力和临界应力。能用折减系数法对压杆进行稳定计算。 模块六 静定结构的内力及变形计算（一）平面几何组成分析1知识点和教学要求 （1）理解体系自由度,约束的概念；（2）掌握几何不变体系的组成规则,能对简单体系作几何组成分析；（3）了解静定与超静定结构概念。 2能力培养要求 会应用几何不变体系的组成规则，对平面体系进行几何组成分析。（二）静定结构内力计算1知识点和教学要求 （1）掌握多跨静定梁、桁架、刚架的内力计算和内力图的绘制；（2）了解三饺拱的特点及内力的计算方法,以及静定组合结构的内力计算。 2能力培养要求 会绘制多跨静定梁、静定平面刚架、静定平面桁架的内力图。了解三饺拱的特点和内力计算方法。（三） 静定结构的位移计算 1知识点和教学要求 （1）理解虚功原理,以及用单位荷载法求静定结构的位移； （2）掌握图乘法；（3）了解支座沉陷和温度变化引起的位移计算方法； （4）了解功的互等定理与位移互等定理反力互等定理。 2能力培养要求 能用图乘法解静定结构的位移及静定结构由于支座移动和温度变化引起位移计算。 模块七 超静定结构的内力计算（一） 力法1知识点和教学要求 （l）掌握超静定次数的确定方法；（2）理解力法原理和力法典型方程； （3）掌握力法计算超静定结构的方法； （4）了解超静结构由于支座移动引起内力计算方法；（5）了解静定结构和超静定结构的特点。 2能力培养要求 会确定超静定结构的次数；能用力法对超定结构进行内力计算、对称性的利用、支座移动的计算。（二）位移法1知识点和教学要求 ；（1）位移法的概念,基本未知量, 位移法典型方程；（2）掌握位移法计算超静定结构的方法；（3）掌握对称结构的简化计算方法。 2能力培养要求 能用位移法对无结点线位移和有结点线位移结构进行内力计算。（三）力矩分配法1知识点和教学要求 （1）理解转动刚度、分配系数、传递力矩三个基本概念；（2）掌握应用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。 2能力培养要求 会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架的内力。 模块八 影响线1知识点和教学要求 （1）了解影响线的概念； （2）掌握静定梁影响线的作法；（3）掌握利用影响线确定荷载最不利位置的方法；（4）了解内力包络图的概念与绘制。 2能力培养要求 （1）会作静定梁影响线；（2） 能应用影响线确定荷载的最不利位置及绝对最大弯矩。三、学时分配建议表教学内容学 时 分 配讲课习题课实验技能实训小计绪论22模块一 静力学基础66模块二平面力系的合成与平衡 10212（一）平面特殊力系61（二）、平面一般力系41模块三 基本构件的内力、应力、应变（变形）计算184224（一）轴向拉伸和压缩421（二）剪切与扭转4（三）截面图形的几何性质4（四）梁的弯曲621模块四 组合变形的应力计算8210模块五压杆稳定426模块六 静定结构的内力及变形计算22628（一）平面体系的几何组成分析4（二）静定结构内力计算421、多跨静定梁和静定平面刚架322、三铰拱33、静定平面桁架和静定组合结构42（三）静定结构的位移计算 4模块七 超静定结构的内力计算124420（一）力法42（二）位移法42（三）力矩分配法4（四）结构内力机算实训4合计822024108四、课程内容的有关说明1实验课的教学学时在学时分配表中列出，实验的基本要求和实验项目等将在力学实验大纲中说明。2结构内力机算实训教学学时在学时分配表中列出，实训基本要求和内容等将在建筑力学实训大纲中说明。五、主要的教学参考书1工程力学与水工结构 马景善主编 中国建筑工业出版社；2建筑力学 沈养中主编 科学出版社 3建筑力学 葛若东主编 中国建筑出版社 4建筑力学 沈健康、王培兴主编 航空工业出版社； 5建筑力学 沈伦序主编 高等教育出版社；6建筑力学周国瑾、施美丽、张景良编著 同济大学出版社。