【工程力学与结构】教学大纲.pdf

《工程力学与结构》教学大纲前言一、本门课程的性质和教学目的课程性质：必修课教学目的：通过本课程的学习，使工程管理专业及相关专业的学生了解工程三大力学(理论力学，材料力学，结构力学)的基本理论以及解题基本方法，掌握工程结构基础知识。能够把所学的工程技术知识灵活运用于工作之中，解决工作中的技术问题和管理问题。二、本门课程的教学要求本门课程的先修课程有建筑识图、建筑工程概论、和微积分等。学习本课程的学生必须具有扎实的数学、物理学知识基础和专业知识基础。在学习过程中，要注意理工科课程环环相扣的系统性和连贯性，必须认真听课并按时完成作业，以保证事半功倍的学习效果。同时，在学习过程中，重点注意掌握解题的灵活多变和一通百通的学习方法。三、推荐使用的教材和课外阅读书目1．推荐使用的教材（1）刘丽华等编，《建筑力学与建筑结构》，中国电力出版社2004.3版。2．课外阅读书目（1）重庆建筑大学，《理论力学》，高等教育出版社2001.4版（2）干光瑜，《材料力学》，高等教育出版社2001.4版（3）李家宝，《结构力学》，高等教育出版社2001.4版（4）刘昭如，《房屋建筑构成与构造》，同济大学出版社，2005.10四、本门课程教学的课时分配本门课程的教学计划课时为54课时（3学分），建议教学课时按以下方案分配：章节内容课时分配备注第一章静力平衡10第二章静定结构的内力分析14每章均需配合完成相第三章内力图14应作业及综合习题第四章应力与强度6第五章建筑结构6机动41课程教学内容与要求第一章静力平衡本章教学目的和要求本章教学要求：本章要求掌握下面几部分内容：1.熟练地画出受力图2.熟练应用力的平行四边形法则和三角形法则解题3.掌握力矩、力偶矩的概念和解题方法4.了解力的平移及其性质5.掌握力系平衡计算，包括：平面汇交力系，平面平行力系，平面任意力系，有主次之分和无主次之分的物体系统，力的重心位置及其计算。本章教学重点：本章重点是研究物体在受到各种已知外力的条件下，物体的支座（或称约束）反力与已知外力处于静力平衡状态的有关问题：1.把比较复杂的已知外力变换成比较简单的、易于计算的形式。这种变换必须保证不改变原来已知外力的性质和大小。2.把被研究物体的支座代之以相应的支座反力（或称约束反力）。这种代换不必须符合支座的实际状态。支座反力一般是未知和待求的。3.根据画出被研究物体的受力图，将步骤1和2的已知外力和未知的支座反力列出相应的静力平衡方程，从而求出未知的支座反力。综上所述，求出被研究物体的支座反力是本章的主要目的。第一节力和物体的支座反力一.力和力系1.力2.力系二.力的平行四边形法则三.支座和支座反力1.约束2.支座工程中几种常见的支座有：（1）柔性支座（2）光滑表面支座（3）滚轴支座2（4）链杆支座（5）固定铰支座（6）可动铰支座四.受力图概念画受力图的基本步骤：第二节力矩与力偶一、力矩二、力偶概念要素性质：三.力和力偶的合成例题第三节力系的平衡研究力系的平衡规律可以使我们从某些已知条件出发，求出另一些未知力的大小或方向。这是研究力系平衡的主要目的。一、力的投影1.力矢2.力的投影二、力系的平衡及举例1.平面汇交力系（共点力系）概念求解平面汇交力系平衡问题的方法和步骤：（1）选择研究对象（2）取分离体，画受力图（3）选择合适的投影轴（4）建立平衡方程并求解2.平面任意力系概念3.平面平行力系概念3例题三、复杂物体系统的平衡例题第四节重心重心是物理学中的概念，它是指一个物体质量的中心。这里只是从建筑力学的角度来研究与重心有关的几个问题。一.均布线荷载的重心位置二.三角形线荷载的重心位置本章小结：本章应该着重理解和掌握如下一些概念和方法：一.正确地画出受力图二.正确地将研究对象上的已知外力进行简化三.力系的平衡习题分析综合练习第二章静定结构的内力分析本章教学目的和要求本章教学要求：本章要求掌握内容如下：1.熟记结构截面上内力的种类和正负规定2.熟练掌握结构内力的求法，包括：简支梁，悬臂梁，外伸梁，连续梁；一般刚架，有主次之分的刚架，无主次之分的刚架。本章教学重点：前面已经研究了结构物的支座反力与已知外力平衡的几个问题。对于所研究的结构来说，实际上支座反力也是一种外力。因此，上一章所研究的内容实际上是研究已知外力与未知外力之间的平衡。在第一章，我们一般取结构物的整体为脱离体，画出受力图，建立相应的平衡方程。从而将未知的支座反力求出来。在本章，将在第一章的基础上，系统地研究结构内力。1.取所研究的结构的一部分为脱离体，将与其相连的另一部分视为“支座”，从而画出所取部分的受力图。这就是所谓结构的内力。2.本章的“支座”反力——内力，是指弯矩、剪力、轴力，分别用英文字母M、V和N表示，这是与第一章的支座反力性质不完全相同的力学概念。它们是结构内部相互产生的