建筑力学自学指导书.docx

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第16页 共16页建筑力学自学指导书二、课程性质建筑力学是土建、城市规划等专业学生的必修课程，是其它后续专业课的基础。通过本课程的学习，对力系的合成与平衡、结构的内力分析与内力图的绘制、杆的四种基本变形、结构的位移计算以及超静定结构的计算方法等有一个比较深入的了解。利用基本原理和计算方法，对各种杆系结构进行分析和求解，并为解决实际问题打好基础。三、本课程的地位和作用 建筑力学是一门重要的技术基础课程，他主要为土木工程专业的结构设计提供基本的力学知识和计算方法，同时也为城市规划、市政管理等相关专业的工程技术人员提供必要的力学基础知

2、识，通过该课程的学习，可以培养学生分析问题和综合判断问题的能力，有助于学生的全面发展。四、学习目的与要求通过本课程的学习，其目的是掌握建筑力学的基本知识、基本原理和基本方法，明确静力学的基本内容，熟悉各种基本变形的分析方法，掌握杆系结构的计算原理与方法，了解各类结构受力性能，为学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础，培养结构分析与计算等方面的能力。具有较强的实践性，可解决工程实践中的实际问题，并为后续专业课打好基础；本课程的基本要求是应掌握平面一般力系的合成与平衡及平衡方程的灵活应用，明确工程结构中四种基本变形的特征及相应的强度计算方法，熟悉体系几何组成分析的目的及方法，掌握静

3、定结构内力和位移的分析原理及计算方法，掌握超静定结构的几种常用计算方法和原理，了解简支梁的影响线的绘制及影响线的应用。为学好建筑力学这门课，学习时应注意以下几点：（一）要抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素，找出问题的本质。（二）要抓住重点，即应牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。（三）要有良好的学习方法，要学好建筑力学，应遵循“多练多思多总结”。（四）学习时要理论联系实际，重视实际应用。五、本课程的学习方法为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度。在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。学习建筑力学，决不能满足于知道了一些解题知识。只是记住了一些解题的方法、步骤，能照猫画虎

4、地按例题做出习题，是远远不够的。因为教材上所写的理论是前人或编者的研究经验总结，它只是较概括地作一般性的论述，列举少量较典型的例题，但不可能把各种细节都阐述得很详尽。因此，在学习时要把精力集中在培养分析问题和解决问题的能力上，要注意学会分析问题的方法。在教材中，讲述了各种的具体计算方法，要掌握它们各自的解题思路；学习时要注意将有关各方面的问题加以对比，搞清这些方法的共性及解题思路上的特点，并注意它们各自的适用条件。只有见木见林、融会贯通，才能灵活运用理论和方法来分析问题。在学习中必须贯彻理论与实际相结合的原则。要注意建筑力学的理论是怎样服务于工程实际的。要留心观察实际结构，了解它们的构造，分析

5、它们的受力特征，并考虑怎样用所学的理论、方法解决其力学分析问题。只有联系实际学习理论，才能做到用所学知识去解决实际问题。学习时要注意多练，多练是属于实践性的学习环节；同时要多思，多思是属于理论性的学习环节。两者可相互促进，练中多思，思中多练，则学习心得就必然增多。此时就应善于总结，即将自己的一点一滴的学习心得理顺，巩固认识，使学到的内容成为自己真正的东西。做题练习，是学好结构力学的重要环节。要作足够数量的习题，才能掌握其中的概念、原理和方法。但要注意以下两点：（1）、做习题前一定要看书复习，搞清概念及解题思路，抓住解题方法的本质、要点，若按例题照搬照套，急于完成作业而不经过自己的思考，不会有多

6、少效果。（2）、作业要条例清晰、整洁、严谨，要培养对所得计算结果进行合理校核的能力；发现错误，要及时总结，找出原因，这样才能吸取教训，逐步提高。六、自学内容与指导第一章 绪论 （一）自学内容建筑力学课程的性质、任务和基本假设，荷载的类型，平面结构支座类型、作用及对应的支座反力；计算简图的定义、作用及选取原则，及特点，杆件的基本变形形式。（二）本章重点 1、建筑力学课程的任务及基本假设；2、平面结构支座的支座反力；3、杆系结构的类型及特点。（三）本章难点1、 计算简图的定义、作用及选取原则；2、 平面结构支座的支座反力。（四）本章考点1、建筑力学课程的任务；2、平面结构支座的支座反力；3、杆系结

7、构的类型。（五）学习指导本章的内容是对建筑力学课程作一个扼要的综合说明，由于初学者对本课程还很生疏，不可能深入理解其内容，只要求对这些内容有初步的了解，同时又要求学员能努力领会所介绍的内容，特别是一些基本概念，以便于后面的学习。第二章 力、力矩、力偶 （一）自学内容力的定义及其基本性质，约束的定义及其约束反力，物系的受力分析，力矩的定义及合力矩定理，力矩的平衡条件，力偶的定义及性质。（二）本章重点1、力的基本性质；2、物系的受力分析；3、合力矩定理；4、力偶的定义及性质。（三）本章难点1、 物系的受力分析；2、 力的合成与分解。（四）本章考点1、物系的受力分析；2、力的基本性质。（五）学习指导

8、掌握力、力矩、力偶的定义，重点掌握力的基本性质，合力矩定理及力偶的性质，熟悉常用约束的约束能力及对应的约束反力，能够熟练的对一物系进行受力分析。第三章 平面力系的合成与平衡 （一）自学内容平面力系包括平面汇交力系、平面一般力系和平面平行力系，平面汇交力系合成的方法有图解法和数解法，力线的平移是解决平面一般力系合成的关键，平面一般力系合成的一般结果是得到一个主矢和一个主矩。平面一般力系的平衡方程有三种基本形式，平面平行力系是平面一般力系的一种特除情况。（二）本章重点1、 力多边形法则及三力平衡汇交定理；2、 力线平移定理；3、 平衡条件及平衡方程的应用。（三）本章难点1、 主矢及主矩的概念；2、

9、 平衡方程的灵活运用。（四）本章考点平衡方程的具体应用。（五）学习指导本章主要讲述了平面力系的合成与平衡，平面汇交力系的合成与平衡是基础，力线平移定理是平面一般力系合成的关键，平面力系的平衡条件和平衡方程式建筑力学的一个重要概念，也是以后对结构进行受力分析的基础知识，希望学员能够正确理解，对平面力系的平衡方程要求能熟练掌握，灵活应用。第四章 轴向拉伸与压缩 （一）自学内容轴向拉伸与压缩是最基本的变形之一。学员在学习时应明确内力及内力图的概念，掌握内力的计算要点，了解应力及应力单元体的概念，熟悉材料在拉伸和压缩是的力学性能，明确极限应力、许用应力的概念及其确定方法，熟练掌握强度条件的具体应用。（

10、二）本章重点1、 内力、内力图、应力、单元体等概念；2、 材料力学性能及虎克定律；3、 强度条件及应用。（三）本章难点1、 应力、单元体的概念；2、 强度条件及应用。（四）本章考点应用强度条件进行三类强度问题的计算。（五）学习指导轴向拉伸与压缩是最基本的变形之一，也是建筑力学课程的基本内容之一，所涉及的内力、内力图、应力、单元体、变形、应变、虎克定律、极限应力、许用应力、强度条件、应力集中等概念，都是建筑力学最基本的概念，贯穿全课程，十分重要，希望学员在学习过程中逐步加深理解。为了解决轴向拉、压杆的强度问题，既要对轴向拉、压杆进行应力分析，又要对材料的力学性能进行实验研究，材料在拉伸压缩时的力

11、学性能主要包括比例极限、屈服极限、强度极限、伸长率和断面收缩率。轴向拉、压杆的强度条件是在实验基础上建立的，形势简单，希望学员能牢固掌握，并能熟练应用强度条件进行三类强度问题的计算。第五章 扭转 （一）自学内容扭转变形是杆件四种基本变形之一，扭矩的计算和扭矩图的绘制是本章的基础，等截面圆杆扭转时的应力及变形是根本，应了解等截面圆杆扭转时的变形特点及横截面上剪应力及变形的计算公式及分布规律，掌握最大剪应力的计算公式，熟悉扭转杆的强度条件及刚度条件，能够熟练的对扭转杆进行强度和刚度计算，明确剪应力互等定律，熟悉剪切虎克定律。（二）本章重点1、 扭矩的计算机扭矩图的绘制；2、 横截面上任一点剪应力的

12、计算；3、 强度、刚度条件及应用。（三）本章难点1、 扭转杆的变形；2、 刚度条件及应用。（四）本章考点强度、刚度条件及应用。（五）学习指导扭转杆的强度及刚度计算问题是建筑力学课程的基本内容之一，本章主要以等截面圆杆为主要研究对象，介绍了外力偶矩与内力扭矩的概念及扭矩图的绘制，分析了等截面圆杆扭转时的应力及变形，指出了扭转杆中各点的应力状态都处于纯剪切应力状态，简单介绍了材料在扭转时的力学性能，证明了剪应力互等定理，在实验基础上建立了扭转杆的强度条件和刚度条件，要求学员能对等截面圆杆进行强度及刚度计算。第六章 平面体系的几何组成分析 （一）自学内容平面体系几何组成分析是建筑力学主要内容之一，平

13、面体系几何组成的基本概念是本章的基本内容，几何不变体系的基本组成原则是根本，学员应明确基本概念，掌握分析方法，能熟练地对几何体系进行分析。（二）本章重点1、掌握几何组成分析的基本概念。2、平面几何不变体系的基本组成规则及其应用。（三）本章难点利用平面几何不变体系的基本组成规则分析体系的几何组成。（四）本章考点1、体系为几何不变体系的条件。2、平面几何不变体系的基本组成规则及其应用。（五）学习指导平面杆系结构是由杆件和杆件之间的联结装置组成的。平面体系的几何组成分析就是研究杆件间的联结装置应怎样布置，才能使它们组成可保持几何形状和位置不变的结构。在几何组成分析中，将不考虑微小变形的影响，而把杆件

14、当作是刚性的，只考虑杆件间的刚体运动。如果结构在承受荷载以后，其形状或各杆的相对位置不会引起任何变化（即杆件间不会产生机械运动）的体系，称为几何不变体系。如果在荷载作用下，其几何形状或各杆的相对位置引起变化的体系，则称为几何可变体系。如果体系为可变体系，发生几何微小变动后即转为不变体系，则称为瞬变体系。因此，几何可变体系又可分为常变体系和瞬变体系。在工程应用中，只有几何不变体系才能作为结构应用，常变体系和瞬变体系均不能采用。平面体系为几何不变体系的条件为：（1）体系有足够的约束数；（2）约束的分布要合理。几何不变体系的基本组成规则：（1）二刚片规则：两个刚片用不交于一点及不相互平行的三根链杆联

15、结，则组成内部无多余约束的几何不变体系。（2）三刚片规则：三刚片用不在一条直线上的三个铰两两相联结，则组成内部无多余约束的几何不变体系。（3）二元体规则：在一个刚片上增加或减去一个二元体，形成无多余约束的几何不变体系。应用平面几何不变体系的基本组成规则分析结构体系的几何组成时应注意以下事项：（1）分析过程中体系内每一杆件都要用上，不能漏掉，而且每根链杆只能使用一次，不能重复使用。（2）基本规则中提到的“铰”，可以是实铰，也可以是虚铰。（3）若体系只用不相交于一点的三根链杆与基础相联，则可以只分析该体系本身，但当体系与基础之间的链杆多于三根时，必须将基础看成刚片。（4）注意刚片与链杆之间的代换。

16、即刚片可以看成链杆，链杆可以看成刚片。（5）合理利用二元体规则，刚片必须是内部几何不变的部分。（6）有的体系可以用任何一个规则分析出结果，而有的只能用某一个规则分析，要灵活应用。静定和超静定结构的几何特征为：静定结构是无多余约束的几何不变体系，而超静定结构则是有多约束的几何不变体系。第七章 静定结构的内力分析（一）自学内容静定结构的内力分析是建筑力学的重要内容之一，静定梁的内力计算及内力图的绘制是本章的基础；学员应重点掌握静定梁、多跨静定梁、静定平面刚架以及静定平面桁架的内力分析方法及其各自的计算特点、了解三铰拱的特点及内力分析方法、熟悉静定组合结构的特征及其内力分析方法。（二）本章重点1、静

17、定梁、静定平面刚架的内力计算方法及内力图的绘制；2、静定平面桁架的内力计算方法。（三）本章难点1、静定平面刚架的内力计算及其内力图的绘制；2、静定组合结构的内力计算。（四）本章考点1、静定梁的内力计算；2、静定平面刚架的内力计算。（五）学习指导静定结构指结构的约束反力及内力完全可由平衡条件唯一的确定的结构。静定结构在实际工程中应用很广，其内力计算是结构位移和超静定结构内力计算的基础。因此，熟练地掌握静定结构内力的计算方法，深入了解各种结构的力学性能在建筑力学的全部学习过程中是至关重要的。静定结构内力分析的方法是适当地选取隔离体、正确地运用平衡条件计算约束反力及内力。单跨静定梁的内力计算及其内力

18、图的绘制是本章的基础，学员应熟练掌握荷载集度与内力图的关系，快速准确地绘制其内力图；求解多跨静定梁时，应首先明确基本部分和附属部分，做出多跨梁的分层关系图，多跨梁的计算顺序是先计算附属部分，后计算基本部分。将附属部分的支座反力反向施加于基本部分，就得附属部分作用于基本部分的荷载。计算之初先利用分层关系图把多跨静定梁拆成若干单跨梁，从附属程度最高（最上层）的一跨开始，向下逐跨计算。最后将各单跨梁的内力图联在一起，就得整个多跨静定梁的内力图。刚架是由梁和柱共同组成的一个整体承重结构。其特点是具有刚结点，即梁与柱的联结是刚性的联结，使梁与柱共同组成一个几何不变的整体。静定平面刚架内力计算及内力图的绘

19、制，是建筑力学一个十分重要的基本内容，与超静定刚架的计算有密切的关系，要求熟练掌握。熟记下面的计算法则是非常有用处的：任一横截面的弯矩值等于该截面任一侧所有各力对该截面形心的力矩的代数和。任一横截面的剪力值等于该截面任一侧所有各力沿该截面切线方向投影的代数和。任一横截面的轴力值等于该截面任一侧所有各力沿该截面法线方向投影的代数和。拱结构是指杆轴为曲线，在竖向荷载作用下支座除产生竖向反力外还产生水平反力的结构。拱的主要特点：（1）拱轴一般为曲线且在竖向荷载作用下能产生水平反力；（2）拱内的弯矩比梁小，主要承受轴向压力。拱的优点是自重轻，用料省，故可跨越较大的空间；同时供主要承受压力，因此可以采用

20、抗拉性能弱而抗压性能强的材料；拱的缺点是构造比较复杂，施工费用高，且由于推力的作用需要有坚固的基础。桁架是由若干根直杆互相在杆端联结而成的结构体系。桁架是工业与民用建筑屋盖的主要承重结构之一，而且还广泛应用于其他（如桥梁、塔架等）结构物上，它是大跨度结构常用的一种结构形式。当荷载作用于桁架的结点上时，桁架各杆所产生的轴力是主要的，而引起的弯矩和剪力很小，可忽略不计，这就是桁架受力的主要特征。 静定桁架的内力分析方法，有数解法及图解法。在数解法中又因隔离体选取不同，可分为结点法和截面法。学员应熟练掌握结点法和截面法的实质，能够熟练运用这两种方法。组合结构主要是由两类杆件构成的，一类是受弯构件，另

21、一类为二力杆，在分析该类结构时，首先应明确这两类杆件，然后先计算二力杆的内力，后计算受弯构件的内力。第八章 梁的应力（一）自学内容梁结构是工程结构中常用的基本结构形式之一。梁内正应力、剪应力以及对应的强度条件是本章的重点内容之一，学员应熟练掌握梁内横截面上正应力及剪应力的分布规律及计算公式，能够准确地计算横截面上的最大正应力及各种形状的横截面上的最大剪应力；复杂应力状态的分析是本章的难点，希望学员能够正确理解应力分析的方法，能熟练的对二向应力状态进行分析；强度理论是建立复杂应力状态下的强度条件的理论依据，学员应熟练掌握常用的四个强度理论的内容及其使用条件，掌握各种情况下的危险点的判别，能熟练运

22、用强度条件进行三种强度计算。（二）本章重点1、 纯弯曲梁横截面正应力分布规律及正应力计算公式；2、 横力弯曲杆横截面上的应力分布规律；3、 复杂应力状态分析；4、 弯曲杆强度条件及其应用。（三）本章难点1、 应力状态分析；2、 危险截面及危险点的判别。（四）本章考点1、 二向应力状态分析；2、 梁的强度条件及应用。（五）学习指导本章所述梁的应力是建筑力学课程的重要基本内容，在讨论梁的强度计算时，首先要解决复杂应力状态（除纯剪切应力状态）危险点的强度失效判别问题。复杂应力状态危险点的强度失效判别一般不能靠进行试验直接得到，而是根据强度失效判别准则。对常用的几个强度失效判别准则及相应的强度条件，各

23、准则的适用范围，希望学员能在理解基础上牢固把握。根据弯曲杆中三类危险点的不同的应力状态，介绍了相应的强度条件。对大部分弯曲杆件，一般只需考虑第一类危险点，即弯曲正应力强度条件。至于什么情况下必须考虑第二类危险点，即弯曲剪应力强度，或第三类危险点，即综合应力强度条件，希望学员结合教材中的例题能仔细领会，弯曲杆的强度计算在工程实践中应用广泛，学员必须熟练掌握。第九章 梁的变形（一）自学内容梁的变形是工程杆件四种基本变形中最主要的变形之一。梁挠曲线的近似微分方程是本章的基础，学员应熟悉本章的基本概念，掌握近似微分方程的建立，明确边界条件的确定，了解叠加法求解梁的变形的实质，能够熟练地应用近似微分方程

24、对简支梁进行变形计算，掌握梁的刚度条件及其应用，明确梁的刚度的提高措施。（二）本章重点1、 基本概念；2、 近似微分方程的应用；3、 梁的刚度条件及其应用。（三）本章难点1、 近似微分方程的应用；2、 叠加法的应用。（四）本章考点1、 基本概念；2、 梁的刚度条件及其应用。（五）学习指导学员在学习本章时应重点掌握挠曲线、挠度、转角的定义，明确挠曲线近似微分方程建立的方法及原理，熟练掌握近似微分方程的具体应用，了解叠加法的适用条件及其原理，掌握梁的刚度条件的具体应用，熟悉提高梁的刚度常用措施。第十章 杆件在组合变形下的强度计算（一）自学内容理解组合变形的概念，了解叠加原理的内容及适用条件；掌握组

25、合变形杆强度计算的基本思路；掌握斜弯曲杆的特点及强度计算要点；明确拉伸（压缩）与弯曲组合变形的特点及强度条件与应用；熟练掌握偏心压缩杆件的特征及其强度计算的特点。（二）本章重点1、 叠加原理；2、 组合变形的强度条件及其应用。（三）本章难点组合变形条件下横截面上的应力分布规律及其危险点的确定。（四）本章考点组合变形的强度条件及应用。（五）学习指导工程中杆件的组合变形千变万化，但他们的应力分析方法是一样的。根据前面的基本变形的分析结果，利用叠加原理，可对组合变形杆中的应力进行分析计算，从而确定危险点的位置及对应的应力状态，选择适当的强度条件进行对应的强度计算。本章讲述的集中组合变形在工程实践中应

26、用广泛，望学员能够熟练掌握。第十一章 压杆稳定（一）自学内容失稳问题是工程结构中常见的问题之一。学员应理解压杆的稳定平衡和不稳定平衡的定义，明确细长中心压杆的临界力的定义及计算公式；掌握不同杆端约束下的细长压杆的临界应力公式及压杆的长度系数的定义；熟练掌握三类压杆的判别及其临界应力的计算方法，明确临界应力总图的意义，掌握压杆的稳定条件，能够对简单的压杆进行稳定计算。（二）本章重点1、 临界力、临界应力、长度系数及临界应力总图的概念；2、 压杆的稳定条件及应用。（三）本章难点三类压杆的判别及其对应的稳定计算。（四）本章考点1、 压杆的稳定条件及应用；2、 临界应力总图的绘制。（五）学习指导在结构

27、的设计中，稳定计算与强度计算、刚度计算同样重要。本章所介绍的压杆稳定计算是工程结构稳定计算中最常用、也是最基本的内容，通过这一张的学习，希望学员对有关稳定的一些基本概念，以及稳定计算的方法有所了解。压杆稳定计算是以工程实践经验和试验为基础的。本章着重介绍了临界应力总图、三类压杆的判别及其临界应力的计算。希望学员能够理解这些基本内容并能熟练掌握。对压杆的稳定条件，要了解他的实质含义。在具体计算时，应注意判别压杆的失稳方向，当各个方向的约束情况相同时，压杆在惯性矩最小的平面内失稳，当两个纵向对称平面方向上的约束情况不同时，压杆将在柔度最小的平面内失稳。第十二章 静定结构的位移计算（一）自学内容静定

28、结构的位移计算是结构刚度计算和超静定结构计算的基础，学员应了解结构位移的概念及计算目的，熟悉变形体系的虚功原理，掌握平面杆件结构位移计算的一般公式；明确单位荷载法的内容及原理；掌握静定结构在荷载作用下的位移计算方法；重点掌握图乘法的适用条件、原理及计算步骤，了解静定结构由于温度改变和支座移动引起的位移计算原理及方法，明确线性变形体系的四个互等定理的内容。（二）本章重点1、变形体系的虚功原理；2、静定结构在荷载作用下的位移计算；3、图乘法；4、 线性变形体系的互等定理（三）本章难点1、 变形体系的虚功原理；2、 静定结构在荷载作用下的位移计算；3、 图乘法。（四）本章考点1、 静定结构在荷载作用

29、下的位移计算；2、 图乘法。（五）学习指导结构的位移可分为线位移和角位移，线位移是指结构上某点的移动量，可分为水平线位移和竖向线位移；角位移是指截面的转角。使结构产生形变的主要原因有（1）由于外荷载的作用，结构中杆件产生内力与变形，因而造成整个结构有形变。（2）由于支座的沉陷、温度变化使整个结构产生形变。（3）构件在制作过程中的误差，使结构在装配后出现形变。（4）材料的性质随时间变化也会引起形变。其中，前三种因素是工程中经常会遇到的引起结构变形的主要因素。对结构进行位移计算的目的有二：（1）确定结构的刚度；（2）用于超静定结构的内力计算。在求结构的位移时，为简化计算，常采用如下假设：（1）结构

30、的材料服从虎克定律；（2）小变形假设；（3）结构各部分之间为理想联结；（4）不考虑轴向力对弯曲变形的影响。满足上述条件的理想化的体系，其位移与荷载之间为线性关系，称为线性变形体系。计算其位移时可以应用叠加原理。虚功和虚功原理是力学中的一个重要概念，有广泛的应用。在学习这部分内容时，要理解虚功方程的物理意义，了解它的应用。虚功是指力在虚位移上作的功。在虚功中，力与位移分别属于同一体系的两种彼此无关的状态。其中力所属的状态称为力状态或第一状态，而位移所属的状态则称为位移状态或第二状态。 单位荷载法计算位移的理论基础是虚功原理，位移计算公式中的每一项实质上都是虚功，在应用单位荷载法计算各种结构由荷载

31、等各种外因作用引起的位移时，一方面要能熟练掌握其计算步骤，同时也要求概念清楚。第十三章：用力法计算超静定结构（一）自学内容力法是计算超静定结构的基本方法之一，学员应熟悉超静定结构的概念和超静定次数的确定方法，熟悉力法的基本原理和力法典型方程的建立方法，能够熟练的运用力法计算超静定梁和超静定刚架，了解运用力法计算超静定桁架和超静定组合结构的特点，熟练掌握对称性的利用，了解温度变化或支座移动时超静定结构的计算特征，明确超静定结构的位移计算原理及方法，能够对超静定结构最后内力图进行校核。（二）本章重点1、 超静定次数的确定；2、 力法原理和力法典型方程；3、 荷载作用下超静定结构的内力计算；4、 对

32、称性的利用。（三）本章难点1、 荷载作用下超静定结构的内力计算；2、 超静定结构的位移计算；3、 超静定结构最后内力图的校核。（四）本章考点1、 超静定次数的确定；2、 荷载作用下超静定结构的内力计算。（五）学习指导超静定结构是工程中常用的结构形式，是指从几何组成分析来说具有几何不变性而又有多余约束的结构。超静定结构的基本体系是去掉多余约束的静定体系，超静定结构中多余约束的选取方案不是唯一的。某个约束能不能被视作多余的，要看它是否为维持结构的几何不变性所必需。多余约束中产生的约束力称为多余未知力。超静定结构与静定结构的关系为：超静定结构=静定结构+多余约束。超静定结构中多余约束的数目称为结构的

33、超静定次数。判断超静定次数可以用去掉多余约束使原结构变成静定结构的方法进行。力法是求解超静定结构的一个最基本的方法，其基本原理是：针对超静定机构存在多余约束，以致静力平衡方程不足以解出其中反力和内力这一特点，把多余约束除去，代以未知的多余约束反力为外力而得到静定的基本体系；然后从多余约束处的变形协调条件入手，建立足够的变形方程力法方程，解出多余约束未知力。继而利用平衡条件，便可计算出整个结构内力。工程中的结构形式通常很可能是对称的，充分利用结构的对称性解题可以简化计算。对称结构在对称荷载作用下，反对称多余力为零，结构的内力和变形是对称的；在反对称荷载作用下，对称多余力为零，结构的内力和变形是反

34、对称的。第十四章：位移法和力矩分配法（一）自学内容位移法是计算超静定结构的基本方法之一，也是除力法以外的超静定结构计算方法的基础，学员应熟悉位移法的基本概念，明确位移法基本未知量数目的确定方法，掌握等截面直杆的转角位移方程，能够熟练运用应用转角位移方程求解位移未知量；了解位移法的典型方程，熟悉用加约束的方法求解位移未知量，掌握对称性的利用。明确力矩分配法的概念及其基本要素，能够熟练的用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移刚架。（二）本章重点1、 位移法基本未知量数目的确定；2、 等界面直杆的转角位移方程；3、 应用结点和截面的平衡条件求解位移未知量；4、 对称性的利用；5、 力矩分配法计算连续梁

35、和无结点线位移刚架。（三）本章难点1、 应用结点和截面的平衡条件求解位移未知量；2、 对称性的利用；3、 力矩分配法计算连续梁和无结点线位移刚架。（四）本章考点1、 位移法基本未知量数目的确定；2、 应用结点和截面的平衡条件求解位移未知量；3、 对称性的利用；4、 力矩分配法计算连续梁和无结点线位移刚架。（五）学习指导位移法就是以各刚结点的独立转角和独立相对线位移作为基本未知数，先设法算出这些位移的数值，然后求得相对应的杆端弯矩，进而计算出整个结构的内力。其基本思路为：结构在弹性范围内，一定的内力只能产生一定的变形，两者必有对应的线性关系。如果某杆件的变形已知，则其内力就可根据这个关系求得。因

36、此，先求杆端位移，然后求杆端内力，最后求出整个结构的内力。位移法的基本未知量是刚结点的转角和刚结点的相对线位移。刚结点的转角数目的确定：转角未知数目等于刚结点数，（注意不包括静定部分的刚结点数）；刚结点的相对线位移数目的确定：简单结构可用观察法直接得出，复杂结构可采用“铰化结点”“增设链杆”的方法得出；位移法的未知量数目等于两者的数目之和。位移法的基本结构是若干个单跨超静定杆件组成的组合体，位移法求解超静定结构有两种基本方法：利用等截面直杆的转角位移方程求解和用位移法的典型方程求解。工程中的结构形式通常很可能是对称的，充分利用结构的对称性解题可以简化计算，对称结构可以通过取其半结构的方法使其计

37、算达到简化。力矩分配法是以位移法为基础的一种渐进解法，最适于计算连续梁和无侧移刚架。其特点是：不需要解联立方程组，就可以直接计算出杆端弯矩，方法简便，在学习力矩分配法时，应重点掌握力矩分配法的基本概念及其解题步骤。第十五章：影响线及其应用（一）自学内容本章是求解移动荷载作用下的结构计算，要求学员应明确移动荷载和影响线的概念，掌握静力法作简支梁的影响线，熟悉间接荷载作用下的影响线绘制特点；明确多跨静定梁及其他形式静定梁、刚架的影响线绘制方法，能够熟练利用影响线求固定荷载作用下的反力和内力以及最不利荷载位置的确定，了解简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩。（二）本章重点1、 影响线的概念；2、 静力法

38、作简支梁的影响线；3、 最不利荷载位置的确定。（三）本章难点1、间接荷载作用下的影响线；2、最不利荷载位置的确定；3、简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩。（四）本章考点1、 影响线的绘制；2、 最不利荷载位置的确定。（五）学习指导在工程结构中，经常受到大小、方向不变而作用点的位置变化的荷载的作用，这样的荷载称为移动荷载。解决移动荷载作用下结构反力和内力计算的一个有效工具是“影响线”。结构中某量值的影响线是指：当一个方向不变的单位移动荷载在结构上移动时，表示结构指定截面处的某量值（反力、内力）变化规律的图形，称为该量值的影响线。某一影响线只能表示某处反力或某内力的变化规律，与别处的各项物理量无关，

39、影响线的横坐标表示单位移动荷载的作用为止，纵坐标表示某一指定物理量此时的大小。必须注意内力影响线与内力图（弯矩图和剪力图）的区别。静力法是求作影响线的基本方法。该法是把荷载的位置以变量表示，用平衡条件建立所求反力或内力的表达式，它是的函数，然后画出该函数的图像即为该反力或内力的影响线。对于静定结构，其反力和内力的影响线方程均为的一次函数，所以它们的影响线均由直线组成。影响线的重要用途在于用它来确定移动荷载或活荷载的最不利位置，计算变化的反力和内力的最大值。所谓荷载的最不利位置是指使结构的某一反力或内力得到最大值的荷载位置。求剪支梁的绝对最大弯矩，关键在于确定临界荷载，即判断绝对最大弯矩是产生在

40、那个荷载的作用点截面。当确定临界荷载以后，把临界荷载和合力对称布置于梁的中线两侧，根据此最不利荷载位置求出作用点的弯矩就是绝对最大弯矩。七、自学进度及各章节学时安排自学周数18周，每周保证不少于4学时，总计72学时。在自学过程中，除了保证所安排的时间外，一定要多做练习，独立完成布置的作业并分两次寄回学校。最好将各章后面的有关习题及所介绍参考书上的有关习题也做一下。只有通过练习才能达到对所学内容理解、消化的目的，进而掌握它。各章节学时安排如下（不包括作业学时）。自学进度表周次学时内 容学 习 要 求作 业12第一章：绪论1-1建筑力学的任务1-2荷载的分类1-3平面结构的支座及反力1-4结构的计

41、算简图1-5杆系结构的分类1-6变形固体及其基本假设1-7杆件的几何特性与基本变形形式明确荷载类型及计算简图的定义；熟悉建筑力学的任务及常用的基本假设；掌握常用支座的类型及其反力的性质；明确平面杆系的类型及杆件的基本变形。12第二章：力、力矩、力偶2-1力的性质2-2力矩2-3力偶掌握力的四个基本性质及物体受力分析方法及受力图的绘制；明确力矩的定义、性质及合力矩定理；熟练掌握力偶性质及力矩平衡方程。P272、7、9、1224第三章：平面力系的合成与平衡3-1平面汇交力系的合成与平衡3-2力线的平移3-3平面一般力系的合成3-4平面一般力系的平衡方程和应用3-5平面平行力系的合成与平衡熟悉解析法

42、平面汇交力系的合成与平衡；掌握力线平衡定理及解析法平面一般力系的合成与平衡；掌握解析法平面平行力系的合成与平衡。P506、8、14、1634第四章：轴向拉伸与压缩4-1拉（压）杆横截面上的内力、轴力图4-2应力的概念4-3拉（压）杆横截面及斜截面上的应力4-4拉（压）杆内的应力单元体4-5拉（压）杆的变形、虎克定律4-6材料在拉伸和压缩时的力学性能4-7极限应力、许用应力和强度条件明确应力、内力及单元体的概念及表示方法；掌握轴力图的绘制方法；掌握拉（压）杆的变形特点及胡克定律；熟悉材料的力学性能；掌握极限应力、许用应力和拉（压）强度条件；了解应力集中及应变能的概念。P981、59、1544第五

43、章：扭转5-1概述5-2外力偶矩T与内力扭矩MT5-3等值圆杆扭转时的应力与变形5-4圆杆扭转时的强度与刚度计算5-5剪应力互等定律的证明掌握外力偶矩的计算机扭矩图的绘制；明确纯剪切的概念及剪切互等定理和剪切胡克定律。P1161、46、854第六章：平面体系的几何组成分析6-1基和分析的目的6-2组成几何不便体系的基本规则6-3体系组成分析的举例6-4静定结构与超静定结构了解几何体系的基本概念；掌握几何不变体系的三个基本规则；能够利用基本规则分析体系的几何性质。P1273、79、136-78第七章：静定结构的内力分析7-1梁的内力7-2绘制梁的内力图7-3弯矩、剪力和荷载集度之间的关系7-4多

44、跨静定梁的内力7-5静定平面刚架的内力7-6三铰拱的内力7-7静定平面桁架的内力7-8静定组合结构的内力7-9静定结构的基本特性明确结构内力表示方法；熟练掌握内力和荷载集度之间的关系；掌握静定结构内力特征、分析方法及内力图的绘制方法；明确静定结构的基本特性。P1678、1015、1984第八章：梁的应力8-1梁内正应力、正应力强度条件8-2梁内剪应力、剪应力强度条件8-3梁的主应力8-4二向应力状态下的强度条件了解弯曲的概念；熟练掌握正应力、剪应力强度条件及其应用；明确梁的合理截面及变截面梁的概念；掌握强度理论的内容及应用。P2002、68、1094第九章：梁的变形9-1梁挠曲线的近似微分方程

45、9-2用积分法求梁的变形9-3叠加法求梁的变形9-4梁的刚度计算和提高梁的刚度的措施 了解变形、挠度和转角的概念；掌握梁挠曲线的近似微分方程及梁的变形计算；掌握梁的刚度条件及应用。4、明确提高梁的刚度措施。P1161、35、8交第一次作业104第十章：杆件在组合变形下的强度计算10-1斜弯曲10-2拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算10-3偏心压缩杆件的强度计算、截面核心理解组合变形概念；掌握组合变形杆强度计算的基本思路；掌握斜弯曲杆的强度计算；掌握拉（压）弯杆、偏心受压杆的强度计算。P2281、35、8114第十一章：压杆稳定11-1工程中的稳定问题11-2压杆的稳定平衡何不稳定平衡11-

46、3细长中心压杆的临界力11-4不同杆端约束下细长压杆的临界了解稳定平衡与不稳定平衡概念；了解临界力、临界应力概念；熟悉临界应力总图；掌握三类压杆的判P2421、35、6力公式11-5超过比例极限时压杆的临界应力及总图别方法，并能计算临界应力；掌握压杆的稳定计算方法。12-138第十二章：静定结构的位移计算12-1计算结构位移的目的12-2质点及质点系的可能位移原理12-3变形体的虚功原理12-4静定结构由于荷载作用下的位移计算12-5用图乘法计算梁与刚架的位移12-6线弹性体系的互等定理变形体的虚功原理；静定结构由于荷载作用下的位移计算；用图乘法计算梁与刚架的位移；位移互等定理和反力互等定理。P2712、68、1214-158第十三章：力法13-1超静定结构概述13-2力法的基本原理13-3力法的基本结构和超静定次数13-4力法的典型方程13-5超静定结构的位移计算及其内力图的校核13-6对称性的利用力法的基本原理；力法的基本结构和超静定次数；力法的典型方程及对称性的利用。P3131、35、1016-178第十四章：位移法和力矩分配法14-1位移法