一、课程的性质与任务
本课程是土木工程、水利水电工程等专业的一门主要专业基础课。本课程的任务是在学习理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握平面杆件结构分析计算的基本概念、基本原理和基本方法,了解各类结构的受力性能,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。
二、课程的基本内容和要求
基础部分
1.几何组成分析:掌握平面几何不变体系的基本组成规则及其运用。
2.静定结构受力分析:灵活运用隔离体平衡的方法,熟练掌握静定梁和刚架内力图的作法以及桁架内力的解法,掌握静定组合结构和拱内力的计算方法,了解静定结构的受力特性。
3.虚功原理和结构位移计算:理解变形体虚功原理的内容及其应用,熟练掌握在荷载作用下静定结构位移的计算方法,掌握静定结构在温度变化、支座移动影响下位移的计算方法,了解互等定理。
4.影响线:理解影响线的概念,掌握静力法作静定梁、桁架的内力影响线,了解机动法作影响线,会利用影响线求移动荷载下结构的最大内力。
5.力法:掌握力法的基本原理,会用力法计算超静定结构在荷载、支座移动、温度变化作用下的内力,了解超静定结构位移计算的特点,了解超静定结构的力学特性。
6.位移法:掌握位移法的基本原理和刚架在荷载作用下的计算。
7.力矩分配法:理解力矩分配法的概念,会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。
专题部分
1.结构矩阵分析:掌握矩阵位移法的原理和杆件结构在荷载作用下的计算。
2.结构的动力计算:掌握动力分析的基本方法,掌握单自由度和两个自由度体系的自由振动以及在简谐荷载作用下受迫振动的计算方法,了解阻尼的作用。
3.结构的极限荷载:理解极限弯矩、极限荷载的概念和比例加载时判定极限荷载的一般定理,会计算超静定梁的极限荷载。
4.结构的稳定计算:理解结构失稳的两种基本形式,掌握静力法和能量法计算临界荷载的基本原理,会计算简单杆件结构的临界荷载。
三、能力培养的要求
1.分析能力:对常用的杆件结构具有选择计算简图的初步能力,并能根据具体问题选择恰当的计算方法。
2.计算能力:具有对各种静定、超静定结构进行计算的能力,初步具有使用结构计算程序的能力。
3.判断能力:具有对计算结果进行校核、对内力分布的合理性作出定性判断的能力。
4.自学能力:具有自学和阅读结构力学教学参考书的能力。
四、几点说明
1.本课程应注意加强实践性教学环节,要有一定的课堂练习和讨论的时间。要保证习题、作业的数量和质量。
2.计算机应用是本课程中的重要内容,应保证学生有一定的上机时间。
3.各校可酌情考虑能量原理列为必修或选修内容。
4.基础部分为必修内容;专题部分中的“结构矩阵分析”和“结构的动力计算”为必修内容,“结构的稳定计算”和“结构的极限荷载”可根据专业需要酌情列为必修或选修内容。
5.基础部分的内容应单独设课,专题部分的内容可以在保证本基本要求的前提下根据学校和专业的情况酌情与其他课程融合。
6.根据近年全国几十所院校的统计资料,基础部分的课内学时宜在60至80之间。
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