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文本内容:
《结构力学A》课程教学大纲课程英文名称Structural MechanicsA课程编号HZ191740课程类别专业教育平台课程性质必修学分
3.5学时56(其中讲课学时56实验学时0上机学时:0)适用专业交通工程开课部门环境与资源学院先修课程高等数学A、线性代数、大学物理A、工程力学HB等后继课程桥梁工程、结构设计原理、隧道工程等
一、课程目标通过本课程的学习,使学生具备下列能力
1、了解结构力学的相关基本概念,具有结构的几何组成分析和结构体系自由度计算能力
2、掌握静定梁、静定刚架、静定拱支座反力和结构内力计算方法,并能绘制其内力图;能对平面桁架的零杆进行识别,掌握结点法和截面法求解桁架中杆件的内力
3、领会静定结构在荷载位移计算原理,掌握图乘法计算其位移,理解静定结构在温度变化、支座移动时的位移计算;掌握力法求解超静定结构的内力,并能绘制其内力图;掌握超静定结构位移计算,并能对内力图进行校核
4、掌握静定梁、静定桁架影响线的绘制,判别荷载最不利位置,并能利用影响线求极值;掌握简支梁的绝对最大弯矩求解和简支梁内力包络图的绘制
二、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标指标点毕业要求L具备数学、自然科学、工程基础和交通工程专
1.2掌握工程基础知识,能应用其基本概1,2,3业知识,并能用于解决交通工程相关复杂工程问念、基本原理与方法,针对交通工程相关题工程问题进行判别和分析
2.2应用工程科学的基本原理,分析交通
2.能够应用数学、自然科学和交通工程科学的2,3,4工程相关问题并获得其解决途径基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂交通工程问题,以获得有效结论
三、课程目标与教学内容和教学方法的对应关系结构力学A教学内容教学方法课程目标教学环节训练环节1绪论授课2学时课程目标1平面体系几何组成分析授课8学时2课堂讨论
1、作业
1、小测验1课程目标13静定梁与静定刚架授课10学时课堂讨论
2、作业
2、小测验2课程目标24静定拱授课2学时作业3课程目标25静定平面桁架授课6学时示例分析
1、作业
4、小测验3课程目标26结构位移计算授课8学时示例分析
2、作业
5、课程目标37力法授课10学时示例分析
3、作业
6、小测验4课程目标38影响线及其应用授课10学时课堂讨论
3、作业
7、小测验5课程目标4么!、课程的主要内容第一单元绪论(2学时)(支撑课程目标1)[知识点]结构力学的研究对象及任务;结构的概念和分类;计算简图的定义及其选择原则;计算简图的简化要点;平面杆系结构的分类;荷载的定义和分类[重点]结构的计算简图选择原则;简化要点;结点和支座的变形和受力特点[难点]结构计算简图选择原则及恰当简化;活载[基本要求]
1、识记结构的概念和分类
2、领会平面杆系结构的分类
3、简单应用荷载的定义和分类,计算简图的简化要点
4、综合运用计算简图的定义及其选择原则第二单元平面体系几何组成分析(8学时)(支撑课程目标1)[知识点]几何不变体系、几何可变体系的概念;自由度、计算自由度、约束及虚较的概念;计算自由度的计算方法;二元体的概念;平面杆系结构的三个基本组成规则;瞬变体系和常变体系的概念;简单结构的几何组成分析;静定结构和超静定结构的判别和各自特征[重点]应用平面几何不变体系的组成规则分析平面杆系的几何组成[难点]复杂平面杆系的几何分析[基本要求]
1、识记几何不变体系、几何可变体系和刚片、自由度、计算自由度、约束、瞬较、多余约束等概念
2、领会无多余约束的几何不变体系的几何组成规则,常见体系的几何组成分析
3、简单应用体系几何组成分析中自由度的计算
4、综合运用结构的几何特性与静力特性的关系第三单元静定梁与静定刚架(10学时)(支撑课程目标2)[知识点]梁任意截面内力正负号的规定;利用截面法计算单跨梁的内力并绘制内力图;分段叠加法绘制弯矩图;多跨静定梁的概念;基本部分和附属部分的概念;多跨静定梁内力计算的步骤和方法;刚架的受力特性;刚架的内力计算方法;静定结构的基本特性及其派生特性[重点]静定梁和静定刚架的受力特点及其内力计算方法[难点]静定梁和静定刚架内力计算[基本要求]
1、识记静定梁和静定刚架的基本形式,静定结构的静力特性
2、领会静定梁和静定刚架的受力特点
3、简单应用静定梁和静定刚架的反力和截面内力计算
4、综合运用静定梁和静定刚架的内力图的绘制第四单元静定拱(2学时)(支撑课程目标2)[知识点]拱的基本形式及其局部术语名称;三校拱的内力计算方法;合理拱轴线的概念[重点]静定拱的受力特点及其内力计算方法[难点]静定拱的内力计算方法[基本要求]
1、识记静定拱的基本形式
2、领会静定拱的受力特点
3、简单应用静定拱的反力和截面内力计算
4、综合运用静定拱的内力图的绘制第五单元静定平面桁架(6学时)(支撑课程目标2)[知识点]桁架的计算简图的特点及其分类;桁架内力计算的两种基本方法(结点法和截面法);几种平面桁架的受力特点;组合结构的概念;组合结构的内力计算方法[重点]静定桁架的受力特点及其内力计算方法[难点]静定桁架的内力计算方法[基本要求]
1、识记静定桁架的基本形式
2、领会静定桁架的受力特点
3、简单应用静定桁架的反力和内力计算
4、综合运用静定桁架的内力图的绘制第六单元结构位移计算(8学时)(支撑课程目标3)[知识点]位移的概念;线位移、角位移、相对位移、绝对位移及广义位移的概念;虚功原理的两种形式和两种用法;计算结构位移的一般公式;广义力和广义位移的对应关系;梁、刚架、桁架、拱在荷载作用下的位移计算方法;图乘法的应用条件;几种图形的面积和形心位置;用图乘法计算梁、刚架和组合结构的位移;刚架温度改变、支座移动时的位移计算方法[重点]利用图乘法计算静定结构的位移[难点]虚功原理的具体应用及图乘法的使用;互等定理的主要内容和具体应用[基本要求]
1、识记实功、虚功、广义力、广义位移的概念
2、领会变形体虚功原理和互等定理
3、简单应用温度改变、支座移动引起的位移计算
4、综合运用荷载产生的位移计算,用图乘法计算位移第七单元力法(10学时)(支撑课程目标3)[知识点]力法基本结构;力法基本方程的物理意义;超静定次数的确定方法;去掉多余约束法;力法典型方程中系数和自由项的计算;利用力法计算超静定梁、刚架、桁架,并利用图乘法计算其系数及自由项;求解超静定结构的计算步骤;对称性的概念;对称荷载和反对称荷载的概念,对称结构在该类荷载作用下的内力和变形特点;利用对称性来取半边结构进行简化计算;自内力的概念;超静定结构在荷载作用下的位移计算方法;超静定结构和静定结构的区别[重点]力法典型方程的物理意义及力法求解超静定结构的一般思路[难点]力法方程中系数及自由项的计算[基本要求]
1、识记力法基本结构的确定,力法方程的建立及其物理意义
2、领会力法方程中的系数,自由项的物理意义及其计算
3、简单应用用力法计算超静定刚架、超静定排架和超静定桁架的内力的方法,利用对称性简化计算并掌握半边结构的取法
4、综合运用超静定结构的位移计算及力法计算结果的校核,在荷载作用下超静定结构的内力和位移计算第八单元影响线及其应用(10学时)(支撑课程目标4)[知识点]影响线的概念;影响线与内力图的区别;静力法做影响线的基本原理;简支梁、外伸梁、间接荷载作用下影响线的做法;静力法做桁架影响线的原理;机动法做影响线的基本原理;用机动法做简支梁的内力与反力影响线;最不利荷载位置的判定[重点]静力法、机动法作单跨静定梁影响线[难点]影响线的绘制[基本要求]
1、识记影响线的概念
2、领会影响线与内力图的区别,连续梁支座反力、内力影响线形状的确定,可动均布荷载的最不利布置、移动荷载最不利位置的确定
3、简单应用用静力法绘制单跨静定梁支座反力和内力的影响线、结点荷载作用下梁的影响线
4、综合运用用机动法绘制单跨静定梁、多跨静定梁支座反力和内力的影响线[学时分配]知识单元理论学时第一单元绪论2第二单元平面体系几何组成分析8第三单元静定梁与静定刚架10第四单元静定拱2第五单元静定平面桁架6第六单元结构位移计算8第七单元力法10第八单元影响线及其应用10合计56
五、教学方法与手段
1、坚持理论联系实际的教学方法,将工程中遇到的具体问题引入到课堂中,不断提高学生发现、分析和解决问题的能力
2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合,教学内容安排要突出重点和难点,尽可能边演示边讲解,化繁为简,努力提高学生的学习兴趣
3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法,引导学生积极思考问题、分析问题,拓展学生的思维
4、注重课后练习,大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力
六、考核要求、方式与成绩评定考核要求考试内容为教材中重要的基本原理和基本方法考核形式期末考试统一命题,统一评分标准,统一考试时间笔试考试,考试时间为100分钟成绩评定总分100分,采用结构评分,其中期末考试成绩占50%,平时成绩占50%o评价环节评估课程目标对应毕业要求小测验1课程目标
11.2(10分)
1.2,
2.2(20平时成绩(50分)小测验2,小测验3课程目标2分)(占总成绩50%)小测验4课程目标
31.2,
2.2(10分)小测验5课程目标
42.2(10分)模块1课程目标
11.2(8分)模块2课程目标
21.2,
2.2(10分)期末考试(50分)模块3课程目标
21.2,
2.2(12分)(占总成绩50%)模块4课程目标
42.2(5分)模块5课程目标
42.2(5分)
1.2,
2.2(10模块6课程目标3分)
七、选用教材、讲义和主要参考书选用教材《结构力学(第6版)》李廉银主编高等教育出版社2017主要参考书
1、《结构力学I——基本教程(第4版)》龙驭球、包世华、袁驷主编高等教育出版社
20182、《结构力学(第2版)》王焕定、祁皑编著清华大学出版社
20133、《结构力学》(第5版)包世华主编武汉理工大学出版社2018
八、大纲说明
1、本大纲根据交通工程专业2019版培养方案制定
2、结构力学A是交通工程专业的一门学科专业课在教学中应精选内容,打好基础,加强训练,培养学生的问题分析、推导和应用能力教学中鼓励教师采用多媒体课件与板书相结合授课,注意结合教学内容安排适量习题,要求学生及时、独立完成,并根据学生掌握情况安排习题讲解课。