一.基本內容和考核要求
(一)緒論
介紹結構力學課程的任務,以及與相關課程的關系,掌握結構計算簡圖和結構與荷載的分類。
(二)平面體系的幾何組成分析
掌握幾何可變和幾何不變體系的概念、體系的自由度、組成幾何不變體系的基本規(guī)律、瞬變體系的概念,了解靜定結構與超靜定結構的幾何組成特征。
重點:平面桿件體系的幾何組成分析;難點:靈活運用幾何組成規(guī)則分析體系的幾何組成屬性。
(三)靜定梁和靜定平面剛架
熟練掌握單跨靜定梁的內力計算、多跨靜定梁的組成及分層關系圖、多跨靜定梁的內力分析及內力圖。熟練掌握靜定平面剛架的計算、內力圖的繪制及校核。
重點:靜定梁和靜定平面剛架的內力計算、分段疊加法作彎矩圖;難點:靜定平面剛架的內力計算。
(四)靜定三鉸剛架和三鉸拱
了解三鉸剛架及三鉸拱的特點及分類。掌握三鉸剛架和三鉸拱的內力計算、三鉸拱的合理拱軸的概念。
重點:靜定三鉸剛架和三鉸拱的內力計算;難點:靜定三鉸剛架的內力計算。
(五)靜定平面桁架和組合結構
掌握理想桁架的基本假設、特點、組成及分類。熟練掌握結點法和截面法計算平面桁架,掌握靜定組合結構的內力計算。
重點:靜定平面桁架的內力計算;難點:靜定組合結構的內力計算。
(六)靜定結構的位移計算
掌握廣義位移的概念、實功與虛功的概念、變形體系的虛功原理。熟練掌握單位荷載法和位移計算的一般公式。熟練掌握不同結構荷載作用下的位移。掌握支座移動及溫度變化引起的位移。熟練掌握圖乘法計算梁和剛架的位移、互等定理。
重點:圖乘法計算靜定結構的位移;難點:復雜圖形的圖乘法位移計算,互等定理。
(七)影響線及其應用
掌握移動荷載及影響線的概念,熟練掌握靜力法作靜定結構的影響線。掌握機動法作靜定結構的影響線。掌握影響線的應用、不利荷載位置的確定。了解簡支梁的內力包絡圖和絕對大彎矩計算。
重點:影響線的概念、影響線的作圖方法、影響線的應用;難點:影響線的概念、機動法作影響線、絕對大彎矩的計算。
(八)力法
熟練掌握超靜定次數(shù)的確定、力法的基本原理、基本體系、基本未知數(shù)和力法的典型方程。熟練掌握力法計算超靜定梁、剛架、排架計算,掌握超靜定結構支座移動及溫度變化引起的內力計算,掌握結構對稱性的應用。掌握超靜定結構位移計算及內力圖較核。
重點:超靜定次數(shù)的確定、力法基本原理(基本未知量、基本體系和力法典型方程);難點:對稱性的利用、支座移動及溫度變化時的力法計算。
(九)位移法
熟練掌握位移法的基本原理、等截面桿件的轉角位移方程。熟練掌握用位移典型方程法計算超靜定結構。熟練運用位移直接法計算超靜定結構。了解剪力分配法計算等高排架。掌握結構對稱性的應用。
重點:等截面桿件的轉角位移方程、位移法的基本原理(基本未知量、基本體系和位移法典型方程)。難點:利用對稱性取半結構的計算方法。
(十)力矩分配法
掌握力矩分配法的基本概念、力矩分配法的三要素。熟練運用力矩分配法計算連續(xù)梁和無側移剛架。了解用比擬法作連續(xù)梁的影響線、連續(xù)梁的包絡圖。
重點:力矩分配法的基本概念、連續(xù)梁和無側移剛架的力矩分配法計算;難點:力矩分配法的剛架計算。
(十一)矩陣位移法
掌握矩陣位移法原理、單元剛度矩陣的形成、坐標變換的概念、整體坐標下單元剛度矩陣的形成、等效荷載的概念。熟練掌握先處理法形成結構的總剛矩陣。熟練運用矩陣位移法計算連續(xù)梁、桁架和剛架的內力圖。
重點:先處理法形成結構的總剛矩陣、等效結點荷載,連續(xù)梁、桁架、剛架的矩陣位移法計算;難點:先處理法形成結構的總剛矩陣,等效荷載的形成。
(十二)結構的穩(wěn)定分析
掌握兩類穩(wěn)定的概念、不同支承壓桿的臨界壓力。熟練運用靜力法和能量法分析不同支承壓桿的臨界壓力,了解變截面壓桿的穩(wěn)定。
重點:兩類穩(wěn)定的概念、靜力法和能量法分析不同支承壓桿的臨界壓力;難點:靜力法和能量法計算失穩(wěn)時的臨界壓力。
(十三)結構動力學
掌握結構動力分析的目的、動力荷載的分類、動力自由度及離散方法。熟練掌握單自由度體系的振動方程、單自由體系的自由振動和強迫振動、共振的概念、杜哈姆爾積分,掌握兩個自由度體系的剛度法及柔度法、無限自由度體系計算基本頻率的近似方法。
重點:動力自由度的確定、單自由度體系的自由振動和強迫振動、共振的概念;難點:單自由度體系自振頻率的計算、強迫振動的動力系數(shù)、強迫振動的動力反應。
二. 教材和試卷題型
⑴教材:《結構力學教程》Ⅰ,Ⅱ,龍馭球、包世華主編,高教出版社。
⑵試卷題型:試卷全部為計算題,總分150分。
(一)緒論
介紹結構力學課程的任務,以及與相關課程的關系,掌握結構計算簡圖和結構與荷載的分類。
(二)平面體系的幾何組成分析
掌握幾何可變和幾何不變體系的概念、體系的自由度、組成幾何不變體系的基本規(guī)律、瞬變體系的概念,了解靜定結構與超靜定結構的幾何組成特征。
重點:平面桿件體系的幾何組成分析;難點:靈活運用幾何組成規(guī)則分析體系的幾何組成屬性。
(三)靜定梁和靜定平面剛架
熟練掌握單跨靜定梁的內力計算、多跨靜定梁的組成及分層關系圖、多跨靜定梁的內力分析及內力圖。熟練掌握靜定平面剛架的計算、內力圖的繪制及校核。
重點:靜定梁和靜定平面剛架的內力計算、分段疊加法作彎矩圖;難點:靜定平面剛架的內力計算。
(四)靜定三鉸剛架和三鉸拱
了解三鉸剛架及三鉸拱的特點及分類。掌握三鉸剛架和三鉸拱的內力計算、三鉸拱的合理拱軸的概念。
重點:靜定三鉸剛架和三鉸拱的內力計算;難點:靜定三鉸剛架的內力計算。
(五)靜定平面桁架和組合結構
掌握理想桁架的基本假設、特點、組成及分類。熟練掌握結點法和截面法計算平面桁架,掌握靜定組合結構的內力計算。
重點:靜定平面桁架的內力計算;難點:靜定組合結構的內力計算。
(六)靜定結構的位移計算
掌握廣義位移的概念、實功與虛功的概念、變形體系的虛功原理。熟練掌握單位荷載法和位移計算的一般公式。熟練掌握不同結構荷載作用下的位移。掌握支座移動及溫度變化引起的位移。熟練掌握圖乘法計算梁和剛架的位移、互等定理。
重點:圖乘法計算靜定結構的位移;難點:復雜圖形的圖乘法位移計算,互等定理。
(七)影響線及其應用
掌握移動荷載及影響線的概念,熟練掌握靜力法作靜定結構的影響線。掌握機動法作靜定結構的影響線。掌握影響線的應用、不利荷載位置的確定。了解簡支梁的內力包絡圖和絕對大彎矩計算。
重點:影響線的概念、影響線的作圖方法、影響線的應用;難點:影響線的概念、機動法作影響線、絕對大彎矩的計算。
(八)力法
熟練掌握超靜定次數(shù)的確定、力法的基本原理、基本體系、基本未知數(shù)和力法的典型方程。熟練掌握力法計算超靜定梁、剛架、排架計算,掌握超靜定結構支座移動及溫度變化引起的內力計算,掌握結構對稱性的應用。掌握超靜定結構位移計算及內力圖較核。
重點:超靜定次數(shù)的確定、力法基本原理(基本未知量、基本體系和力法典型方程);難點:對稱性的利用、支座移動及溫度變化時的力法計算。
(九)位移法
熟練掌握位移法的基本原理、等截面桿件的轉角位移方程。熟練掌握用位移典型方程法計算超靜定結構。熟練運用位移直接法計算超靜定結構。了解剪力分配法計算等高排架。掌握結構對稱性的應用。
重點:等截面桿件的轉角位移方程、位移法的基本原理(基本未知量、基本體系和位移法典型方程)。難點:利用對稱性取半結構的計算方法。
(十)力矩分配法
掌握力矩分配法的基本概念、力矩分配法的三要素。熟練運用力矩分配法計算連續(xù)梁和無側移剛架。了解用比擬法作連續(xù)梁的影響線、連續(xù)梁的包絡圖。
重點:力矩分配法的基本概念、連續(xù)梁和無側移剛架的力矩分配法計算;難點:力矩分配法的剛架計算。
(十一)矩陣位移法
掌握矩陣位移法原理、單元剛度矩陣的形成、坐標變換的概念、整體坐標下單元剛度矩陣的形成、等效荷載的概念。熟練掌握先處理法形成結構的總剛矩陣。熟練運用矩陣位移法計算連續(xù)梁、桁架和剛架的內力圖。
重點:先處理法形成結構的總剛矩陣、等效結點荷載,連續(xù)梁、桁架、剛架的矩陣位移法計算;難點:先處理法形成結構的總剛矩陣,等效荷載的形成。
(十二)結構的穩(wěn)定分析
掌握兩類穩(wěn)定的概念、不同支承壓桿的臨界壓力。熟練運用靜力法和能量法分析不同支承壓桿的臨界壓力,了解變截面壓桿的穩(wěn)定。
重點:兩類穩(wěn)定的概念、靜力法和能量法分析不同支承壓桿的臨界壓力;難點:靜力法和能量法計算失穩(wěn)時的臨界壓力。
(十三)結構動力學
掌握結構動力分析的目的、動力荷載的分類、動力自由度及離散方法。熟練掌握單自由度體系的振動方程、單自由體系的自由振動和強迫振動、共振的概念、杜哈姆爾積分,掌握兩個自由度體系的剛度法及柔度法、無限自由度體系計算基本頻率的近似方法。
重點:動力自由度的確定、單自由度體系的自由振動和強迫振動、共振的概念;難點:單自由度體系自振頻率的計算、強迫振動的動力系數(shù)、強迫振動的動力反應。
二. 教材和試卷題型
⑴教材:《結構力學教程》Ⅰ,Ⅱ,龍馭球、包世華主編,高教出版社。
⑵試卷題型:試卷全部為計算題,總分150分。