课程名称：结构力学提高 课程编号：0297021 课程学分：2 适用专业：土木工程 结构力学提高 ADVANCED STRUCTURAL MECHANICS 教学大纲 一、课程性质和任务 结构力学提高课是在学习理论力学、材料力学、结构力学等门力学课程后，为土木工程专业学生开设的一门力学提高课程，属于专业选修课性质。通过本课程的学习，可使学生进一步掌握杆件结构的计算理论和计算方法，深入了解各类结构的受力特性。为学习的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，培养学生具有较强的结构分析与结构计算方面的能力。本课程是为学有余力的学生提供进一步深入学习力学理论的机会，为他们争取更高层次的学习打下良好基础而开设的，因此是结构力学课程学习的补充和提高。本课程教学目的为： 1. 使学生具备系统的结构力学知识，为学习有关专业课程，为争取更高层次的学习打下良好基础。 2. 提高学生的分析计算能力和综合分析问题的能力，能更好地掌握整个力学系列课程的基本理论，基本技能。 3. 培养学生的分析能力和科学作风，使其具有自学高层次理论书籍和阅读建筑结构技术资料的能力。 二、课程教学基本内容 1. 平面体系的几何组成分析，较复杂的杆系结构几何组成分析，零载法。 2. 静定结构内力计算 静定梁（包括多跨静定梁）和刚架的内力计算和内力图的绘制。静定平面桁架。静定组合结构的计算。静定结构的一般性质。 3. 虚功原理与结构位移计算 刚体虚功原理及其应用，变形体虚功原理及其应用。结构位移计算。 4. 超静定结构内力、位移计算 超静定结构的一般计算方法（力法、位移法、渐进法、近似法等），超静定结构一般计算方法的综合应用。超静定结构的位移计算。 5. 静定结构的影响线 静定刚架影响线，结点荷载作用下的影响线，静定桁架影响线，简支梁的绝对最大弯矩。 6. 矩阵位移法 用矩阵位移法计算结构的一般作法和综合应用。 7. 结构的动力计算 单自由度体系、两个自由度体系自由振动和受迫振动，综合应用和提高。振型分解法。利用能量法计算自由振动。 8. 结构的稳定计算 稳定计算的意义。确定临界荷载的静力法与能量法。弹性支承杆的稳定。 9. 结构的极限荷载 基本概念。静定梁的弹塑性分析。极限弯矩和塑性铰。超静定梁的极限荷载。*刚架的极限荷载。 三、课程教学基本要求 在结构力学必修课的基础上，完成对结构力学课程内容的补充与提高。学生学完本课程后，应达到如下的要求： 1. 灵活应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。 2. 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行桁架内力的解法，掌握静定组合结构和拱内力的计算方法。对静定结构的力学特性有较深刻的理解。 3. 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的位移计算方法。掌握静定结构在温度变化及支座移动影响下的位移计算方法。会计算有弹性结点或弹性支撑结构的位移。了解互等定理。 4. 理解影响线的概念。掌握静力法作静定梁、刚架、桁架、组合结构的内力影响线。会用机动法作影响线，会利用影响线求移动荷载作用下结构的最大内力。 5. 掌握计算超静定结构内力和位移的方法，对力法、位移法、渐进法等方法的特点和适用条件有较为清楚认识，会综合应用以上方法计算超静定结构的在荷载、支座移动和温度变化作用下的内力。会计算超静定结构的位移，了解超静定结构的力学特性。 6. 掌握矩阵位移法计算杆件结构的原理和计算方法。 7. 掌握动力分析的基本方法。掌握单自由度及两个自由度体系的自由振动与在简谐荷载作用下受迫振动的计算方法。了解阻尼的作用。了解频率的近似计算方法。 8. 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。 9. 会用确定临界荷载的静力法与能量法，进行结构稳定计算（弹性支承杆的稳定）。 四、本课程与其它相关课程的联系与分工 结构力学提高课是在结构力学必修课的基础上，对结构力学必修课的内容加以补充和提高。结构力学必修课侧重于基本原理、基本概念的学习和基本技能的训练。而提高课则侧重于综合能力和计算分析能力的提高。 五、本课程在课外练习方面的要求 课内外学时比：1：3 为达到课程教学基本要求，本课程要求学生在课外完成一定量的习题，习题在课程学习中有重要作用。通过习题，首先要求学生掌握主要的计算原理和计算方法，并学会应用这些原理和方法解决具体问题。其次要提高学生的计算能力。培养科学作风和书写表达能力。采取的形式主要是课后布置习题，按中等学生水平给出，大体是每次课后习题为２－5题，总量不超过50题。要求独立完成，计算准确，书写整齐。 六、本课程使用现代化教学手段方面的要求 本课程在可能的条件下开发和使用计算机辅助教学软件。课堂教学使用多媒体、录象机、投影仪等设备。 七、教材及参考书： 教材： 杨弗康、李家宝主编，《结构力学》，高等教育出版社，1998年4月第四版 参考书： 龙驭球主编，《结构力学教程》，高等教育出版社，2000年2月第一版 王焕定等编，《结构力学》，高等教育出版社，2000年2月第一版 八、本课程成绩考查方法、评定标准及其它有关说明 1. 本大纲是根据国家教委工科力学指导委员会公布试行的《结构力学课程教学基本要求（多学时）》，结合北方工业大学土木工程专业的实际情况制定的。 2. 本课程的考核主要采用考试形式，试卷采用国家教委工科力学指导委员会结构力学与弹性力学指导小组组织编写、由高教出版社出版的《结构力学试题库》。 本课程考核采用二分制。由于其课程性质，平时成绩占总成绩的50﹪。 3. 本大纲“课程教学基本要求”一项中，对各篇章（节）内容的具体掌握程度分为三层次，“熟练掌握”“掌握”为第一层次，“理解”“会”为第二层次，“了解”为第三层次。 九、学时分配（总32学时） 章 节 内 容 总课时 讲授课时 辅导 实践性环节  第一章 平面体系的组成分析 2 2    第二章 静定结构内力计算分析 4 4    第三章 虚功原理和结构位移计算 4 4    第四章 超静定结构计算分析 8 8    第五章 影响线及其应用 2 2    第六章 矩阵位移计算 4 4    第七章 结构的动力计算 4 4    第八章 极限荷载 2 2    第九章 结构稳定计算 2 2     合 计 32 32     大纲撰写人：杨其伟 大纲审阅人：何爱军 学科负责人：杨其伟 学院负责人：胡应平 制（修）订日期：2004年05月