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结构力学
第1次开课
开课时间: 2018年12月30日 ~ 2019年05月08日
学时安排: 32学时
当前开课已结束 已有 9725 人参加
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课程详情
课程评价(22)
spContent=工程结构设计既要保证有足够的强度,又要保证它有足够的刚度和稳定性。强度不够,结构容易破坏;刚度不够,产生较大的变形;稳定性不够,发生屈曲导致结构破坏。运用结构力学的基本理论和新的观点,分析不同形式和不同材料的工程结构,既可以工程设计提供分析计算方法,又能在实践中发挥自己的聪明才智
工程结构设计既要保证有足够的强度,又要保证它有足够的刚度和稳定性。强度不够,结构容易破坏;刚度不够,产生较大的变形;稳定性不够,发生屈曲导致结构破坏。运用结构力学的基本理论和新的观点,分析不同形式和不同材料的工程结构,既可以工程设计提供分析计算方法,又能在实践中发挥自己的聪明才智
—— 课程团队
课程概述

结构力学是一门古老的学科,又是一门迅速发展的学科。一方面,新型工程材料和新型工程结构的大量出现,向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展,为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面,结构力学对数学及其它学科的发展也起了推动作用。

结构力学是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应(外力,温度变化,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括内力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算、位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。

一方面,结构力学以高等数学、理论力学、材料力学等课程为基础;另一方面,结构力学又是钢结构、钢筋混凝土结构、土力学、地基基础、结构抗震等专业课的基础。该课程在基础课与专业课之间起着承上启下的作用,是土木工程专业的重要主干课程。

本课程包括绪论、平面体系的几何组成分析、静定梁和静定刚架静定桁架、结构位移计算、超静定结构力法、位移法、力矩分配法等内容。本课不强调公式推导,强调解题训练,期望着重培养以下能力:分析能力——对常用的杆件结构具有选择计算简图的初步能力,并能根据具体问题选择恰当的计算方法;计算能力——具有对各种静定、超静定结构进行计算的能力,初步具有使用结构计算程序的能力;判断能力——具有对计算结果进行校核、对内力分布的合理性做出定性判断的能力;自学能力——具有自学和独立获取结构力学及相关课程知识的能力。


课程大纲
绪论(2学时)
课时目标:掌握结构力学要点、计算简图、结构和载荷分类
1.1结构力学概述
1.2结构计算简图
1.3结构和荷载的分类
平面体系的几何组成分析(4学时)
课时目标:本章要点:本章介绍几何不变体系和几何可变体系的构造规律和判断方法,以及平面杆系体系的计算自由度基本要求:要求掌握几何不变体系的构造规律,会进行几何分析,能够计算自由度
2.1几何不变体及构造分析中的基本概念
2.2几何不变体系的基本组成规律
2.3几何组成分析举例
静定结构的内力分析(8学时)
课时目标:本章要点结合几种常用的典型结构型式讨论静定结构的受力分析问题,涉及梁、刚架、桁架、组合结构、拱等。内容包括支座反力和内力的计算、内力图、受力特性分析等,讲解内容是在材料力学等课程的基础上进行的,但在讨论问题的深度和广度上有显著的提高基本要求 要求掌握静定多跨梁和静定平面刚架的受力分析,静定平面桁架的受力分析,组合结构和三铰拱的受力分析,隔离体方法、构造和受力的对偶关系
3.1梁的内力计算
3.2简支梁的内力图算例
3.3静定多跨梁内力图
3.4静定的平面刚架内力图(一)
3.5静定的平面刚架内力图(二)
3.6静定平面桁架
3.7静定平面桁架-节点法
3.8静定平面桁架-截面法
3.9三铰拱
3.10三铰拱算例和和合理轴线
3.11定结构受力分析小结
3.12隔离休方法及其截取顺序的优选
静定结构的位移计算(6学时)
课时目标:基本要求掌握刚体系虚功原理与变形体虚功原理的内容及其应用条件:掌握广义位移与广义荷载的概念。掌握结构位移计算一般公式,并能正确应用于各类静定结构受荷载作用、支座移动等引起的位移计算。熟练掌握梁和刚架位移计算的图乘法。了解曲杆和拱的位移计算及温度变化时的位移计算。
4.1应用虚力原理求位移(一)
4.2应用虚力原理求位移(二)
4.3局部变形时的位移公式
4.4结构位移计算的一般公式
4.5荷载作用下的位移计算公式
4.6荷载作用下的位移计算算例
4.7图乘法
4.8温度作用时的位移计算
力法(6学时)
课时目标:掌握力法的基本原理及解题思路,重点在正确地选择力法基本体系,明确力法方程的物理意义。熟练掌握在荷载作用下超静定梁、刚架、排架、桁架及组合结构内力的求解方法。掌握用力法求解在支座发生位移时梁和刚架内力的方法。能利用对称性进行力法的简化计算。了解在温度变化、材料收缩及制造有误差时超静定内力的解法了解超静定拱(主要为两铰拱)的内力计算方法。能计算超静定结构的位移及进行变形条件的校核
5.1超静定结构的组成和超静定次数
5.2力法的基本概念
5.3超静定刚架
5.4超静定对称结构的计算
5.5两铰拱
5.6超静定结构移动的计算
5.7超静定结构支座温度变化的内力计算
位移法(6学时)
课时目标:掌握位移法基本概念,正确判断基本未知量,熟悉等截面直杆的转角位移方程的意义及位移、内力的正负号规定。正确列出位移法基本方程,熟练掌握荷载作用下的刚架计算。包括选择直接列平衡方程解法和基本体系典型方程的解法,两者务必掌握其一作为重点,另一方法也应学会。能够利用对称性进行简化计算,会用半结构法。了解支座移动与温度变化时的自内力计算方法。会校核计算结果
6.1位移法的基本概念
6.2等截面杆件的刚度方程
6.3无侧移刚架的计算
6.4有侧移刚架的计算
6.5位移法的基本体系
6.6位移法中对称结构的计算
6.7位移法算例
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证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


中国石油大学(北京)
5 位授课老师
刘福江

刘福江

副教授

张广清

张广清

教授

李世远

李世远

副教授

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