本科视频(结构力学 理论力学 材料力学)

《结构力学》课程教学大纲课程类别：专业基础课适用专业：建筑工程技术适用层次：高起专适用教育形式：网络教育/成人教育考核形式：考试所属学院：土木工程与建筑学院先修课程：理论力学、材料力学一、课程简介结构力学是土木工程专业的一门重要的专业课，通过结构力学课程的学习，使学生掌握杆件结构的计算原理，掌握各类结构的受力分析方法，为后续学习相关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础。

包括体系几何构造分析、影响线、静定结构的内力和位移计算、超静定结构的内力和位移计算等内容。

二、课程学习目标通过本课程的学习, 使学生掌握杆件结构的计算原理，掌握各类结构的受力分析方法，逐渐培养学生的计算能力及综合运用结构力学知识去分析、解决实际工程问题的能力。

课程的具体目标如下：课程目标1：了解结构力学的研究对象，结构计算简图及简化要点。

课程目标2：掌握平面几何不变体系的组成规律。

课程目标3：掌握静定结构内力分析和位移计算的原理及方法。

课程目标4：掌握超静定结构内力分析和位移计算的原理及方法。

课程目标5：了解结构动力计算的基础知识。

三、与其他课程的关系此门课程为专业基础课，起到承上启下的作用，要先修完理论力学、材料力学等课程，才能修本门课程，也是后续钢结构、钢筋混凝土设计原理、气体结构等专业课程学习的基础。

四、课程主要内容和基本要求本门课程主要包括以下几块内容：几何构造分析、静定结构的内力计算、图乘法求静定结构的位移、机动法作影响线、力法及位移法解算超静定结构力学问题；其中力法是结构力学的核心内容，其要先学完静力学后学习超静定结构，力法是解决超静定结构问题的基本算法。

第一章绪论『知识点』结构力学的研究对象及任务；结构的计算简图及简化要点；杆件的分类；荷载的分类。

『基本要求』1、识记：计算简图，荷载。

2、领会：荷载的性质及分类。

3、简单应用：要求学生学习后能对简单的实际结构画出计算简图。

『关键知识』结构的计算简图。

『重点』计算简图的简化要点。

理论力学理论力学（theoretical mechanics）是研究物体机械运动的基本规律的学科。

是力学的一个分支。

它是一般力学各分支学科的基础。

理论力学通常分为三个部分: 静力学、运动学与动力学。

静力学研究作用于物体上的力系的简化理论及力系平衡条件；运动学只从几何角度研究物体机械运动特性而不涉及物体的受力；动力学则研究物体机械运动与受力的关系。

动力学是理论力学的核心内容。

理论力学的研究方法是从一些由经验或实验归纳出的反映客观规律的基本公理或定律出发, 经过数学演绎得出物体机械运动在一般情况下的规律及具体问题中的特征。

理论力学中的物体主要指质点、刚体及刚体系, 当物体的变形不能忽略时, 则成为变形体力学（如材料力学、弹性力学等）的讨论对象。

静力学与动力学是工程力学的主要部分。

理论力学建立科学抽象的力学模型（如质点、刚体等）。

静力学和动力学都联系运动的物理原因——力, 合称为动理学。

有些文献把kinetics和dynamics看成同义词而混用, 两者都可译为动力学, 或把其中之一译为运动力学。

此外, 把运动学和动力学合并起来, 将理论力学分成静力学和动力学两部分。

理论力学依据一些基本概念和反映理想物体运动基本规律的公理、定律作为研究的出发点。

例如, 静力学可由五条静力学公理演绎而成；动力学是以牛顿运动定律、万有引力定律为研究基础的。

理论力学的另一特点是广泛采用数学工具, 进行数学演绎, 从而导出各种以数学形式表达的普遍定理和结论。

总述理论力学是大部分工程技术科学的基础, 也称经典力学。

其理论基础是牛顿运动定律。

20世纪初建立起来的量子力学和相对论, 表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况, 也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况。

对于速度远小于光速的宏观物体的运动, 包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动, 都可以用经典力学进行分析。

理论力学从变分法出发, 最早由拉格朗日《分析力学》作为开端, 引出拉格朗日力学体系、哈密顿力学体系、哈密顿-雅克比理论等, 是理论物理学的基础学科。

材料力学材料力学研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和导致各种材料破坏的极限。

材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。

学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。

材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。

材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。

学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。

材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。

材料力学（mechanics of materials）主要研究杆件的应力、变形以及材料的宏观力学性能的学科。

材料力学是固体力学的一个基础分支。

它是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。

其基本任务是：将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。

材料力学是工程设计的基础之一，即结构构件或机器零件的强度、刚度和稳定性分析的基础。

在工程设计中，要求构件或零件在给定外力作用下，具有足够的强度、刚度和稳定性。

构件或零件在外力作用下，不发生破坏，也不发生塑性变形，则称其具有足够的强度；若弹性变形不超过一定限度，则称其具有足够的刚度；若在特定外力（如细长杆承受轴向压力）作用下，其平衡和变形形式无突然转变，则称其具有足够的稳定性。

在结构承受载荷或机械传递运动时，为保证各构件或机械零件能正常工作，构件和零件必须符合如下要求：不发生断裂，即具有足够的强度；弹性变形应不超出允许的范围，即具有足够的刚度；在原有形状下的平衡应是稳定平衡，也就是构件不会失去稳定性。

对强度、刚度和稳定性这三方面的要求，有时统称为“强度要求”，而材料力学在这三方面对构件所进行的计算和试验，统称为强度计算和强度试验。

华侨大学继续教育学院本科学位课程《结构力学》知识点教材重庆大学邹昭文、程光均、张祥东编，理论力学(建筑力学第一分册)(第四版)，高等教育出版社李家宝、洪范文主编，结构力学(建筑力学第三分册)(第四版)，高等教育出版社第一部分理论力学静力学（一）静力学基本公理与物体的受力分析。

静力学的基本概念。

力、刚体、平衡的概念、等效力系和平衡力系。

静力学公理及其推论。

约束和约束反力，约束的基本类型，物体的受力分析和受力图，二力构件。

重点：物体的受力图。

例题1-1、1-2、1-3、1-4、1-5 （二）平面汇交力系力在平面直角坐标轴上的投影，力沿坐标轴的分解。

汇交力系合成的解析法。

汇交力系平衡的解析条件和平衡方程。

重点：列出平面汇交力系的平衡方程并求解。

公式（2-13），例题2-4、2-5、2-6（三）平面一般力系平面力对点的矩的概念与计算。

力偶与力偶矩矢，力偶的等效条件。

力偶系的平衡条件和平衡方程。

力线平移定理。

平面任意力系向作用面内任一点简化，力系的主矢和主矩。

平面任意力系的平衡条件，平衡方程的各种形式。

物体系统的平衡，静定与超静定的概念。

重点：列出平面一般力系的平衡方程并求解。

公式（3-1）、（3-2）、（3-4）、（3-10）、（3-11）、（3-12），例题3-1、3-2、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9、3-10第二部分结构力学（一）静定平面桁架平面桁架的概念，平面桁架计算的基本假设。

重点：平面桁架内力的计算：节点法、截面法。

例题3-5、3-61。

《结构力学》教学大纲课程名称：结构力学课程类型：范围选修课学时：80学时5学分适用对象：土木、农水、水电、农建专业的本科生先修课程：高等数学、物理、理论力学、材料力学一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程要求结构力学是土木、农水、水电、农建专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。

结构力学课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构（主要是杆系结构）在外因作用下的强度h、刚度的计算理论，掌握杆系结构的静力分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。

培养结构分析和计算能力。

学习结构力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算方法（含计算机技能）知识。

二、教学重点及难点教学重点和难点是结构的受力分析、内力图的绘制、用虚功原理和图乘法求解静定问题、通过力法、位移法和力矩分配法求解超静定问题。

三、与其他课程的关系高等数学、物理、理论力学、材料力学是结构力学的前期准备，同时它又为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。

四、教学内容、学时分配及其本要求第一章绪论（2学时）基本要求：了解结构力学的任务和学习方法，掌握结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类重点：结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类难点：各种形式支座所连接杆件的运动第一节结构力学的学科内容和教学要求（0.5 学时）第二节结构的计算简图及简化要点（0.7 学时）•杆系结构的分类（0.3 学时）•荷载的分类（0.5 学时）第二章几何构造分析（4学时）基本要求：能运用基本规律判定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性的分析重点：无多余约束的几何不变体系的基本组成规律难点：熟练运用基本规律对体系进行分析第一节几何构造分析的几个概念（1 学时）第二节平面几何不变体系的组成规律（2 学时）第三节平面杆件体系的计算自由度（1 学时）第三章静定结构受力分析（16学时）基本要求：能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作各种结构的内力图重点：截面法、叠加法难点：熟练的运用截面法、叠加法作各种结构的内力图第一节静定多跨梁（4 学时）第二节静定平面刚架（6 学时）第三节静定平面桁架（4 学时）第四节组合结构（1 学时）第五节三铰拱（1 学时）第四章静定结构总论（3学时）基本要求：静定结构受力分析方法，静定结构的一般性质，各种结构形式的受力特点，刚体虚功原理。