结构力学教案.docx

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1、教案2009 -2010学年第1学期课程名称：结构力学课程性质：必修课授课学时:72授课对象：（专业、班级）任课教师：付果教师职称：讲师教师所在学院：土木与建筑学院土木与建筑学院全课程教案第六章教案章次与名称第六章虚功原理和结构的位移计算学时数10王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容： 6-1概述6-2变形体系的虚功原理 6-3位移计算的一般公式单位荷载法6-4静定结构在荷载作用下的位移计算 6-5图乘法讨论课（静定结构的位移计算）6-6静定结构在温度变化时的位移计算6-7静定结构在支座位移时的位移计算6-8线性弹性结构的互等定理基本要求：基本要求：理解变形体系虚功原理的内容及其两

2、种应用，理解计算结 构位移的单位荷载法；熟练掌握静定结构在荷载作用下的位移计算方法； 熟练掌握图乘法；掌握静定结构在支座位移和温度变化时的位移计算方法； 了解线弹性结构的四个互等定理。本章难 节点 重内 点容 与重点：静定结构在荷载、支移、温变等各种原因作用下的位移计算， 特别是图乘法计算梁式结构的位移。难点：变形体系的虚功原理及其推证教 学 方与 法改 与革 手措 段施 处理本章教学内容的深化和拓宽在讲请变形体系虚功原理及其适用范围的基础上，可进一步指出平面 杆件结构位移计算的一般公式的适用条件、静定结构在荷载作用下的位移 计算公式的适用条件，以及四个互等定理的适用条件。具有弹性支座的静定结

3、构的位移计算属于加深的内容本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题注意与教材、板书结合以提高教学质量。在本章教学过程中，应注意 进一步培养、提高学生画弯矩图的能力，并注意培养学生绘静定结构变形 图的能力。课动置 1.实际结构的位移如何测试？堂题2.位移计算的一般公式中为什么要设成单位力，设成数值为互设2的力可不可以，如何处理？3. 1 一般工程结构中为什么很多情况下的位移计算可只考虑 弯曲变形的作用，在什么条件下可以这样考虑？4. 1实际工程结构温度改变和支座沉陷的不利影响与防治措 施？作思设 业考置 与题教后己作业布置：结构力学习题集15, 16, 20-23, 44,46, 24, 2

4、8。 思考题：结构力学教材（李廉银主编）第6章思考题6-11。答疑时间：每周二下午15: 30-17: 30,随堂答疑第七章教案章次与名称第七章力法学时数14王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容：7-1超静定结构概述7-2超静定次数的确定 7-3力法的基本概念7-4法的典型方程7-5力法的计算步骤和示例7-6对称性的利用7-7超静定结构的位移计算 7-8超静定结构内力图的校核7-9温度变化时超静定结构的计算7-10支座位移时超静定结构的计算 讨论课（力法计算超静定结构）7-13超静定结构的一般特性基本要求：掌握力法基本原理，能正确判定超静定次数，并选取力法基本结构； 熟练掌握在荷载

5、作用下用力法计算各种超静定结构的方法和步骤；掌握在 支座位移、温度变化等因素作用下，力法计算超静定结构的方法。掌握利 用结构的对称性简化计算的方法；掌握超静定结构的位移计算，及校核最 终内力图的方法；了解超静定结构的一般特性。本重点：判定力法基本未知量、选取力法基本结构、建立力法典型方程；章难荷载作用下超静定结构的力法计算及内力图绘制。节点 重内 点容 与难点：利用对称性将结构简化为半结构；基本结构在荷载和多余力作用下任一截面的位移即是超静定结构相应截面在荷载作用下的位移。教学方与 法改 与革 手措 段施 处 理本章教学内容的深化和拓宽在讲深讲透用力法计算超静定结构的基本原理和方法的基础上，扩

6、展 介绍以下内容：具有弹性支座时超静定结构的计算，利用超静定结构作基 本结构；支座位移、温度变化等因素影响下超静定结构的内力校核，勾画 超静定结构在荷载作用下大致的变形曲线的方法。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题重点讲授力法求解超静定结构的基本原理和计算方法，并应注意强调 本方法的力学概念，避免学生只会机械地按步骤解题。课动置 堂题 互设1 .超静定结构在荷载、温度改变、支座位移作用下，内力与刚度 是什么样的关系？2 .超静定结构为什么在温度变化时和支座移动会产生内力，在工 程上应采取什么措施防止二者产生的内力？作思设 业考置 与题作业布置：结构力学习题集2, 3, 13, 19,

7、 20, 21, 31, 35, 22-24, 27, 28, 29, 32, 40, 37 39思考题：结构力学教材（李廉银主编）第7章思考题7-17-14。答疑时间：每周二下午15: 30-17: 30,随堂答疑教后己第八章教案章次与名称第八章位移法学时数14王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容：8-1概述8-2等截面直杆的转角位移方程8-3位移法的基本未知量和基本结构8-4位移法的典型方程及计算步骤8-5直接由平衡条件建立位移法基本方程 8-6对称性的利用讨论课基本要求：（1） 掌握位移法的基本概念，正确判断位移法基本未知量，理解位移 法典型方程的物理意义以及方程中系数和自由

8、项的物理意义。（2） 记住三种单跨超静定梁的形常数及常见荷载（三种）作用下的载 常数。（3） 熟练掌握用位移法基本体系和典型方程的解法计算超静定刚架在 荷载作用下的内力，掌握超静定刚架在支座位移时计算。（4） 了解超静定刚架在温度变化时的计算。（5） 了解直接利用平衡条件建立位移法方程的解法。本章难 节点 重内 点容 与重点是单跨超静定梁的形常数、截常数及用位移法计算超静定刚架在 荷载作用下的内力。难点是对位移法典型方程物理意义的理解。教学方与 法改 与革 手措 段施 处理本章教学内容的深化和拓宽简单介绍考虑剪切变形时刚架的内力计算。在什么情况下应考虑杆件 的剪切变形，怎样考虑剪切变形。简单介

9、绍混合法的概念，以加深对力法和位移法的理解。本章教学方式（手 段）及教学过程中应注意的问题应重点讲清位移法的三个基本概念，深入理解形常数、载常数、位移 法方程及方程中系数和自由项的物理意义。注意与力法进行比较。课动置 堂题互设1 .位移法的基本思路有力法有何本质区别？2 .位移法的基本未知量确定的特例如何处理?作 思 设 作业布置：结构力学习题集14, 4, 5, 8, 19, 29-31, 1-3, 业考置 21, 22, 24, 26, 28与 题思考题：结构力学教材（李廉银主编）第8章思考题8-18-7。答疑时间：每周二下午15:二一17: 30,随堂答疑 教后己第九章教案章次与名称第九

10、章力矩分配法学时数6王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容：9-1力矩分配法的基本概念 9-2用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架9-3无剪力分配法基本要求：（1）熟练掌握力矩分配法的基本概念：转动刚度、分配系数和传递系 数的物理意义和用途。（2）熟练应用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架在荷载及 支座位移作用下的内力。（3）掌握无剪力分配法的概念和适用范围，会用它解题。本章难 节点 重内 点容 与重点是用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架在荷载作用下 的内力。难点是无剪力分配法的概念。教学方与 法改 与革 手措 段施 处理本章教学内容的深化和拓宽随着计算机在结构分

11、析中的广泛应用、力矩分配法的应用机会减少了， 但其基本概念在结构受力的定性分析和概念设计方面具有重要的作用，可 适当举例说明。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题注意解释力矩分配法每一步计算的物理意义，并配合多媒体课件进行 演示，以加深学生对力矩分配法渐近本质的理解。将力矩分配法与位移法 进行比较，以加深对这两种方法之间关系的认识。课动置 堂题 互设1.渐近法的求解特色是什么，在工程中为什么常用？作思设 业考置 与题作业布置：结构力学13, 19, 21, 4, 6, 7, 24, 25思考题：结构力学教材（李廉银主编）第9章思考题9-19-8。答疑时间：每周二下午15: 30-17：

12、 30,随堂答疑第十一章教案章次与名称第十一章影响线学时数16王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求 11-1影响线的概念11-2用静力法作单跨静定梁的影响线11-3间接荷载作用下的影响线11-4用机动法作单跨静定梁的影响线11-5多跨静定梁的影响线 H-6静定桁架的影响线讨论课（静定结构的影响线作法）11-7利用影响线求量值11-8公路、铁路的标准荷载制 11-9最不利位置 11-10换算荷载11-11简支梁的绝对最大弯矩 11-12简支梁的包络图基本要求：理解影响线的概念，掌握作静定梁和桁架内力影响线的静力法，会用 机动法作静定梁的影响线；会利用影响线求固定荷载作用下结构的内力和 移动荷

13、载作用下结构的最大内力；了解绘制简支梁的内力包络图和求简支 梁绝对最大弯矩的办法；了解利用机动法作连续梁内力的影响线，了解连 续梁的内力包络图。本章难 节点 重内 点容 与重点：影响线的概念，影响线的作法，利用影响线求量值，移动荷载 作用下的最大内力（或反力）的计算。难点：静定桁架的影响线作法，荷载临界位置的判定方法。教学方与 法改 与革 手措 段施 处理本章教学内容的深化和拓宽在讲用静力法作桁架的影响线时，可先讲清上弦（或下弦）杆影响线 的作法，然后拓展到其它杆件。在讲移动荷载最不利位置的确定时，临界 荷载位置的特点及其判定方法属于加深的内容。公路、铁路的标准荷载制 及换算荷载为道桥方向选学

14、内容，对工民建等其它专业方向则为拓宽的内 容。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩、连续梁的内力包络图等内容可 略讲，但应结合工程应用问题介绍内力包络图的作用。课动置 堂题互设作思设 业考置 与题作业布置：结构力学习题集2, 4, 5, 7, 14, 26, 23, 24, 22, 28 30, 31-33, 15, 18思考题：结构力学教材（李廉银主编）第11章思考题答疑时间：每周二下午15: 30-17: 30,随堂答疑教后I己课程名称结构力学课程编号000398学分5授课对象专业年级班级学生数外语过四级人数其中过六级人数课程性质专业基础课、必修课与

15、本课程 关联课程先修课高等数学、理论力学、材料力学后续课钢筋混凝土与砖石结构、弹性力学本课程学 时与分配总学时90理论学时 86实验课时4上机课时0授课时间：第1周至第15周周学时6考核与成 第院考核方式闭卷考试，并参考课堂情况和平时作业考核成绩80%平时成绩15%实验成绩5%教 学 目 的 与 要 求通过本课程的学习使学生熟悉平面杆系结构的几何组成规律和合理形式，掌 握平面杆系结构内力与变形分析的基本方法。要求学生在掌握结构力学基本理论 和方法的基础上，能正确地运用静力平衡条件和变形体的虚功原理计算静定杆系 结构的内力和位移；能正确地运用力法、位移法的基本理论计算超静定结构。教 学 重 点

16、与 难 点重点：平面几何不变体系的组成规律，静定刚架的内力计算，图乘法求静定结构 的位移，力法、位移法、渐进法的基本原理，静定结构影响线的制作以及应用。 难点：静定平面刚架内力图绘制，图乘法原理，力法计算原理，原理位移法计算， 静定结构影响线绘制教 材 与 参 考 书 目11结构力学（上）李廉银主编，高等教育出版社，2004年7月2结构力学（上）龙驭球包世华主编，高等教育出版社，2000年7月3结构力学（上）杨蔚康、李家宝主编，高等教育出版社，1998年9月4结构力学习题集（内部资料），长沙理工大学结构力学教研室备注：表格不够可以加长第一章教案章次与名称第一章绪论学时数2王要以 教节 学次 内

17、排 容列 与要 求主要内容： 1-1结构力学的研究对象和任务1-2杆件结构的计算简图（2学时） 1-3平面杆件结构的分类基本要求：（1） 了解结构力学课程的性质和讨论的内容。（2） 了解杆件结构分类。（3） 了解选取结构计算的原则；初步了解杆件结构怎样简化为计算简 图。（4） 了解结构力学的学习方法。本章难 节点 重内 点容 与重点是掌握杆件结构常见支座和结点的基本类型及其计算简图的变形 和受力特点。难点是怎样将实际结构简化为计算简图。教学方与 法改 与革 手措 段施 处理1 .当介绍结构力学课程在土木工程专业教学计划中的地位和 作用以及与后继专业课程的关系，以激发学生对本课程的重视和学习兴趣

18、。2 .介绍典型的房屋和桥梁工程结构，包括我国古代的和现代的一些伟 大建筑物特点。以增强学生的民族自蒙感和社会责任感。课动置 堂题 互设1.举出你所知的工程结构所属的结构类型？作思设 业考置 与题作业布置：无；思考题：答疑时间：每周二下午15: 30-17： 30,随堂答疑教后q己第二章教案章次与名称第一章 平面体系的几何组成分析学时数6王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容： 2-1几何不变体系和几何可变体系2-2几何组成分析中的几个概念2-3平面体系的计算自由度2-4几何不变体系的简单组成规则2-5几何组成分析举例2-6体系的几何组成与静力特性的关系基本要求：基本要求：掌握几何不

19、变体系、儿何可变体系、自由度刚片、约束、必须 约束和多余约束的概念，掌握几何不变体系的简单组成规则，并熟练运用 组成规则分析平面杆件体系的几何组成性质，判定超静定结构的多受约束 及数目；了解平面体系的计算自由度及计算方法；了解体系的几何组成与 静力特性之间的关系。本章难 节点 重内 点容 与重点：几何不变体系和几何可变体系的概念；刚片、自由度、约束、 必要约束、多余约束的概念；几何不变体系的简单组成规则；熟练运用这 些组成规则对体系进行几何组成分析，并确定是否有多余约束，及多余约 束的个数。难点：灵活运用几何组成规则分析平面杆件体系的几何组成性质。教学理 方与 法改 与革 手措 段施 处本章教

20、学内容的深化和拓宽三刚片体系中分别有一个虚钱、两个虚钱和三个虚钱在无穷远处时几 何组成性质的判断，属于拓宽与深化的内容。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题老师重点讲解基本概念、基本组成规则和组成规则的运用，应有一学 时习题课，注重启发式教学，加深学生对概念的理解。课动置 堂题 互设1. W为什么成为体系的”计算自由度”？2. W = 0为什么不能判断体系的几何构造作思设 业考置 与题作业布置：结构力学习题集18-22, 23-25o思考题：结构力学李廉馄主编教材第2章思考题2-12-8。答疑时间：每周二下午15: 30-17: 30,随堂答疑教后己第三章教案章次与名称第三章静定梁与静

21、定刚架学时数10王要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容：3-1单跨静定梁3-2多跨静定梁3-3静定平面刚架3-4不求或少求反力绘弯距图3-4静定结构的特性课堂讨论（静定结构内力图的绘制）基本要求：（1）熟练掌握用截面法计算梁指定截面的内力。（2）熟练掌握用区段迭加法绘制直杆的弯矩图，绘制梁的剪力图，并 能用荷载与内力的微分关系校核。（3）熟练掌握多跨静定梁的内力计算方法并绘制内力图。（4）熟练掌握静定平面刚架的内力计算方法及内力图的绘制方法。本章难 节点 重内 点容 与重点：绘制静定梁和刚架的弯矩图。难点：对区段迭加法的理解和熟练运用。教学方与 法改 与革 手措 段施 处理本章教学内

22、容的深化和拓宽在熟练掌握静定平面刚架内力计算的基础上，简要介绍静定空间刚架 的特点。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题本章内容是结构力学课程的重要基础，要求学生熟练掌握，尽可能多 做习题，并安排画弯矩图的课堂练习，当堂讲评，边练边讲。课动置 堂题互设1 .叠加原理的使用范围？2 .斜杆M图的做法？3 .刚架结构相对梁结构有何优点（工程使用、受力与变形方面）？作思设 业考置 与题作业布置:结构力学习题集39, 9,20, 40, 32, 34, 43, 46, 42, 50, 5642, 44, 48思考题：结构力学李廉银主编教材第3章思考题3-13-8答疑时间：每周二下午15: 30

23、-17: 30,随堂答疑第四章教案章次与名称第四章三校拱学时数4主要以 教节 学次 内排 容列 与要 求主要内容：4-1概述4-2三较拱的内力计算4-1三较拱的合理拱轴基本要求：理解三校拱的受力特点，掌握三钱拱支座反力及指定截面内力的计算 方法；理解三钱拱的压力线的概念，会求三较拱在竖向荷载作用下的合理 拱轴方程。本章难 节点 重内 点容 与重点：三较拱的反力与内力计算。难点：三较拱压力线的作法。教学方与 法改 与革 手措 段施 处理本章教学内容的深化和拓宽在讲深讲透竖向荷载作用下三钱拱支反力及内力计算公式的基础上， 可加深指出带拉杆的三较拱的计算方法、有水平荷载作用时三较拱的计算 方法。求填

24、料荷载作用下的合理拱轴线属于加深的内容。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题尽可能介绍一些工程上正反两方面的实例（如赵州桥、彩虹桥等）以 增加学生的感性认识。课动置 堂题 互设1 .举出你所知的哪些工程结构属于拱结构类型？2 .修建拱桥一般有什么样的条件？3 .为什么要确定合理拱轴线，在工程结构的设计中有何意义？作思设 业考置 与题作业布置：结构力学习题集第三章习题12、13、14思考题：结构力学教材（李廉银主编）第4章思考题4-14-3。答疑时间：每周二下午15: 30-17: 30,随堂答疑教后V己第五章教案|章次与名称第五章静定桁架和组合结构学时数6 I主要以 教节 学次 内排

25、容列 与要 求主要内容：5-1静定平面桁架的计算简图5-2结点法5-3截面法5-4节点法和截面法的联合应用讨论课5-5各式桁架的比较5-6静定组合结构的计算基本要求：理解桁架的概念，掌握计算平面静定桁架内力的结点法、截面法以及 两者的联合应应，能正确灵活地截取脱离法和运用平衡条件中合力与分力 的比例关系求出桁架各杆轴力；能利用结点平衡的特殊情况判定零杆和某 些杆件的内力；掌握静定组合结构的受力特点及内力计算方法，了解静定 结构的一般力学特性。本章难 节点 重内 点容 与重点：理想桁架的受力特点；结点法；截面法；组合结构及受力特点， 静定组合结构的内力计算。难点：掌握确定合理的计算路径，灵活地选

26、择脱离体，及相应的平衡 方程等技能。教学方与 法改 与革 手措 段施 处 理本章教学内容的深化和拓宽在讲清结点法和截面法的基础上，可将桁架轴力的计算方法拓宽到通 路法、杆件代替法等，当为对称桁架时，可利用对称性简化计算。还可介 绍判定体系几何组成性质的另一种方法一零载法。本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题重点计解基本计算方法：结点法和截面法，多讲例题、注重解题思路， 计算路径的介绍。课动置 堂题 互设1.组合结构在工程上有何优点，有哪些工程结构为组合结构类 型？作思设 业考置 与题作业布置：结构力学习题集22, 12-14,20,21,23.24,32,33,35思考题：结构力学教材（李廉银主编）第5章思考题5-15-6。答疑时间：每周二下午15: 30-17: 30,随堂答疑教后I己