结构力学(上)
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spContent=本课程依托国内最早的由湖南大学结构力学教研室编写的经典教材《结构力学(第六版上册)》,配合形象具体的教学视频,对结构力学课程各知识点进行详细讲解。在这里,你可以学习结构分析理论,了解常用结构形式的受力性能;初步学会运用结构力学的计算方法与技巧,解决结构设计和工程实践中的力学问题。
—— 课程团队
课程概述

结构力学()即经典结构力学,主要包括平面杆件结构在静力荷载作用下的计算原理与方法,是土木工程专业的一门重要专业基础课。一方面它以理论力学、材料力学等课程为基础,另一方面,它又为结构力学(下)及土木工程专业课程提供必需的基础知识和计算方法,而且在土木工程专业课程设计的过程中也要反复用到结构力学()知识。结构力学()在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。

课程的主要内容:绪论,平面体系几何组成分析,静定梁与静定平面刚架的计算,静定拱的计算,静定平面桁架的计算,静定结构位移计算,力法。

课程的教学目的使学生在已修理论力学和材料力学等课程的基础上,进一步研究平面杆件结构的组成规律,掌握平面杆件结构内力、位移的计算原理和方法,了解各类平面杆件结构的受力性能,重点培养学生的分析能力、计算能力、定性判断能力与创新能力,为学习结构力学(下)和有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好静力学基础。

授课目标

通过本课程的学习,使学生了解杆件结构的组成规律;掌握静定和超静定结构的内力和位移的计算原理和方法,提高结构计算能力,熟练分析、计算土木工程结构的力学性能。为学习有关专业课程以及毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础,培养学生对工程结构进行分析和计算的能力。

课程大纲

第一章  绪论
1  结构力学的研究对象
2  结构力学的任务
3  结构计算简图、杆件和结点的简化
4  支座、结构体系和材料的简化
5  计算简图示例、平面杆件结构分类
6  荷载的分类及如何学习结构力学


第二章  平面体系的几何组成分析
1  几何组成分析的概述
2.1  自由度和约束
2.2  必要约束和多余约束
2.3  平面体系的计算自由度
2.4  瞬变体系及几何体系的分类
3.1  静定结构的简单组成规则
3.2  组成分析举例
3.3  虚铰在无穷远处的讨论
4  平面体系的静力学特性


第三章  静定结构的受力分析
1.1  用截面法求指定截面的内力
1.2  内力图形状特征
1.3  区段弯矩叠加法
1.4  单跨静定梁弯矩图绘制
2.1  多跨静定梁的几何组成与静力学特征
2.2  多跨静定梁的计算原则与示例
2.3  一个典型多跨静定梁的计算
3.1  静定平面刚架的几何组成与分类
3.2  简单刚架的计算原则
3.3  简单刚架的计算示例
3.4  主从刚架的计算原则
3.5  主从刚架的计算示例
3.6  三铰刚架的计算原则
3.7  三铰刚架的计算示例
3.8  对称静定平面刚架的计算
3.9  由弯矩图作剪力图与轴力图
3.10  静定梁与静定刚架弯矩图正误判断
4.1  拱式结构的特征及其应用
4.2  实体三铰拱的计算原则
4.3  实体三铰拱计算示例
4.4  实体三铰拱的压力线
4.5  实体三铰拱合理拱轴线的定义
4.6  两种典型荷载下的三铰拱合理拱轴线
5.1  工程中的桁架结构
5.2  静定平面桁架的计算简图
5.3  静定平面桁架的分类
5.4  结点法的计算原则
5.5  特殊结点平衡
5.6  结点法的计算示例
5.7  截面法的计算原则
5.8  截面法的计算示例
5.9  用截面法计算两类特殊桁架
5.10  结点法与截面法联合应用的计算原则
5.11  结点法与截面法联合应用的计算示例(两刚片规则组成的桁架)
5.12  结点法与截面法联合应用的计算示例(三刚片规则组成的桁架)
5.13  结点法与截面法联合应用的计算示例(复杂桁架)
5.14  对称桁架的计算
5.15  几种典型静定桁架的比较
6  静定平面组合结构的计算
7.1  静定结构计算方法与其几何组成的关系
7.2  静定结构的静力特性


第四章  虚功原理和静定结构的位移计算
1  杆件的变形
2  结构的位移
3  结构位移计算的目的
4  线性变形体系和非线性体系
5  外力实功
6  杆件结构的应变能
7  线性变形体系的实功原理
8  外力虚功
9  杆件结构的虚应变能
10  刚体虚力原理及其应用
11  刚体虚位移原理及其应用
12  变形直杆的外力虚功和虚应变能
13  杆件结构变形体系虚力原理
14  平面杆件结构位移计算的一般公式
15  荷载作用下静定结构位移计算的一般公式
16  用积分法计算荷载作用下静定梁位移
17  用积分法计算荷载作用下静定刚架位移
18  用积分法计算荷载作用下静定曲梁位移
19  荷载作用下静定桁架的位移计算
20  温度变化时静定结构位移计算的一般公式
21  温度变化时静定结构位移计算示例
22  支座位移时静定结构位移计算
23  图乘法的计算公式
24  图乘法计算时应注意的问题
25  图乘法计算中复杂图形的分解与叠加
26  用图乘法计算荷载作用下静定梁位移
27  用图乘法计算荷载作用下静定刚架位移
28  静定梁与刚架的弯曲变形特征
29  静定梁弯曲变形曲线绘制
30  静定刚架弯曲变形曲线绘制
31  功的互等定理
32  几种特殊的互等定理
33  静定结构的位移特性


第五章  力法
1  工程中的超静定结构及其特征
2  超静定次数及其确定方法
3  基本结构与基本体系
4  力法的基本概念
5  一次超静定梁的计算及基本结构选取原则
6  具有弹性支座的一次超静定梁的计算
7  力法的典型方程
8  荷载作用下超静定结构计算方法
9  荷载作用下超静定梁计算
10  荷载作用下超静定桁架计算
11  荷载作用下超静定排架计算
12  荷载作用下超静定组合结构计算
13  荷载作用下超静定拱计算(1)
14  荷载作用下超静定拱计算(2)
15  支座位移时超静定结构计算原理
16  支座位移时超静定结构计算示例
17  温度改变时超静定结构计算原则
18  温度改变时超静定结构内力计算示例
19  荷载作用下超静定结构的位移计算示例
20  支座位移时超静定结构位移计算示例
21  温度改变时超静定结构位移计算示例
22  超静定结构内力图校核的一般原理及荷载作用下内力图校核示例
23  荷载作用下具有封闭框格的刚架内力图校核
24  支座位移时超静定结构内力图的校核
25  温度改变时超静定结构内力图的校核
26  对称结构与对称荷载
27  对称结构在正对称荷载作用下的计算结论
28  对称结构在反对称荷载作用下的计算结论
29  对称结构计算的半结构法
30  一般荷载作用下对称刚架计算
31  对称性计算示例
32  单跨超静定梁的形常数与载常数(1)
33  单跨超静定梁的形常数与载常数(2)
34  单跨超静定梁的转角位移方程
35  超静定结构的特征


预备知识

先导课程:材料力学、理论力学、大学物理、高等数学等。


证书要求

1、完成课程全部视频学习;

2、完成全部随堂习题;

3、综合成绩不低于60分;

1)综合成绩=期中考试(50分)+期末考试(50分);

2)期中考试,时长2小时,均为客观题,于2018年11月15日开放,应在20181120日21:00之前完成;

3)期末考试,时长2小时,均为客观题,于2018年12月26日开放,应在20181231日21:00之前完成。

4)综合成绩60-84分:颁发“合格证书” ;

综合成绩85-100分:颁发“优秀证书”。

参考资料

教材

[1] 杨茀康,李家宝,洪范文,汪梦甫主编. 结构力学.6[M]. 高等教育出版社, 2016.

参考书:

[2] 汪梦甫主编. 结构力学. 武汉大学出版社,2015年.

[3] 龙驭球,包世华主编,龙驭球,包世华,匡文起,袁驷编著. 《结构力学》(册)(第2版). 高等教育出版社,2006.

[4] 王焕定、章梓茂主编. 《结构力学》(第册). 高等教育出版社,2000.