《建筑力学与结构》教学大纲

《建筑力学与结构》教学大纲一、课程的地位、作用和任务：本课程是三年制中专工民建专业和工程预算与管理专业的一门专业技术基础课。本课程的任务是：（一）使学主掌握刚体平衡的基本规律及其研究方法；（二）掌握杆件的强度、刚度、稳定性的计算方法及基本试验技术；（三）掌握杆系结构的内力与变形的计算方法；（四）掌握混凝土结构的基本理论及基本知识。学习本课程还为从事土木工程结构设计、施工打下理论基础，为以后继续学习混凝土结构等学习提供坚实的基础。二、教学内容和教学要求：第一篇建筑力学绪论1.教学内容：（1）建筑力学研究的对象和方法。（2）建筑力学在工程技术中的作用和地位。（3）建筑力学课程中各部分的主要内容。2.教学要求：（1）了解建筑力学课程的性质、地位和作用。（2）了解本课程各组成部分的内容、研究对象、研究方法和学习目的、学习方法。(一)静力学基础第一章：静力学基础知识1.教学内容：l—l静力学基本概念刚体、力的概念、力系、等效力系、平衡力系、平衡条件、力系的简化、合力与分力。l—2静力学公差二力平衡公理，力的可传性原理、力的平衡四边形法则、作用与反作用公理。l—3力在坐标轴上的投影力在坐标轴上的投影、合力投影定理。1-4力矩和平面力偶系力对点的矩，合力矩定理，力偶的概念，力偶的基本性质，平面力偶系的合成。l—5力的平移定理2.教学要求：（1）了解刚体的概念及力的平移定理的内容。（2）理解力、力对点的矩，平面力偶概念及静力学的四个公理，合力矩定理。（3）掌握力在坐标轴上的投影和平面力偶系合成的计算。第二章：物体的受力分析1.教学内容：2—1约束和约束反力自由体、非自由体、约束、约束反力、常见工程中的约束类型及其反力。2—2物体的受力分析和受力图分离体、受力图的概念、物体受力分析的基本方法及示例。2－3荷载的分类荷载的概念、荷载的分类、作用在工程结构上常见荷载的计算及简化。2－4结构的计算简图计算简图的概念、简化的原则和内容、常见土木工程建筑、水工建筑的结构计算简图。2－5物体系的受力分析物体系统的概念、物体系的受力分析示例。2.教学要求：（1）了解约束的概念及荷载的分类。（2）掌握常见工程中的约束类型及其约束反力的确定原则，并能正确地画出其约束力的方向及作用线。（3）能熟练地对物体及物体系进行受力分析，正确画出受力图o第三章：平面力系的平衡条件1.教学内容：3－1平面力系向一点简化及简化结果分析。平面一般力系定义及工程实例，平面一般力系向一点简化、简化结果分析。3－2平面力系平衡条件及其应用平衡条件、平衡方程的三种形式，平衡条件的应用。3—3平面力系的几种特殊情况平面汇交力系的平衡方程及其应用举例，平面平行力系平衡方程及其应用举例，平面力偶系平衡方程及其应用举例。3－4考虑摩擦时物体的平衡问题滑动摩擦的概念，滑动摩擦的确定，考虑摩擦时物体的平衡问题。2.教学要求：（1）了解平面力系向一点简化结果。（2）掌握平面力系平衡问题的计算。（3）理解摩擦的概念及考虑摩擦时物体的平衡问题在工程中的应用。（二）杆件的强度、刚度、稳定性计算引言1.教学内容：强度、刚度、稳定性的概念，杆件计算的基本假设，杆件变形的基本形式。2.教学要求：（1）理解强度、刚度、稳定性的概念。（2）了解杆件计算的基本假设。（3）初步了解杆件变形的四种基本形式。第四章：静定结构内力分析1.教学内容：4－l静定结构内力的概念内力的概念，内力的类型(轴力、剪力、扭矩、弯矩)。4－2轴力、剪力、扭矩和弯矩轴力的计算，剪力的计算，扭矩的计算，弯矩的计算。4－3内力图轴力图、剪力图、扭矩图、弯矩图。2.教学要求：（1）杆件拉压、剪切、扭转、弯曲的受力特点，变形特点。（2）理解杆件拉压、剪切、扭转时在横截面上内力的计算方法。（3）掌握梁弯曲时横截面上剪力和弯矩的求解方法，并能正确画出剪力图和弯矩图。第五章：杆件的强度、刚度和稳定性计算1.教学内容：5－1应力的概念和计算应力的概念，应力的计算。5－2截面几何性质惯性矩概念，惯性矩的平行移轴公式，组合截面的惯性矩。5－3材料在拉伸和压缩时的力学性质低碳钢拉伸时的力学性能，铸铁拉伸时的力学性能，材料压缩时的力学性能o5－4许用应力和安全系数许用应力、工作应力、危险应、安全系数的概念。5－5强度计算杆件轴向拉压的强度计算、杆件剪切的强度计算、杆件扭转时的强度计算，梁的弯曲强度计算。5－6刚度计算梁的挠曲线的近似微分方程，用积分法求弯曲变形，用叠加法求梁的变形，梁的刚度计算。5－7压杆稳定性计算压杆稳定的概念，确定临界压力的欧拉公式，压杆的临界应力，压杆的稳定计算，提高压杆稳定的措施。2.教学要求：（1）了解应力的概念及截面的几何性质。（2）理解材料在拉伸和压缩时的力学性质及许用应力，工作应力，危险应力，安全系数的概念。（3）理解杆件拉压、剪切，扭转时强度计算方法。（4）掌握弯曲时强度和刚度的计算方法。（5）掌握压杆稳定性的计算方法。（三）静定杆系结构的计算引言1.教学内容：（1）研究杆系结构的任务。（2）杆系结构的分类。（3）结构计算简图的补充。2.教学要求：（1）了解研究杆系结构的任务。（2）了解常见工程中杆系结构的分类及其特征。（3）进一步掌握选择结构计算简图的原则和简化内容。第六章：平面体系的几何组成分析1.教学内容：6－l概述几何分析目的，平面体系的几个基本概念(几何可变与几何不变，刚片，自由度，约束)。6－2变体系的组成规则几何不变体系的三个组成规则，瞬变体系的概念及其力学特征，静定结构与超静定组成特征及超静定次数的确定。6-3系几何组成分析示例2.教学要求：（1）几何不变体系的组成规则及其分析方法。（2）了解静定结构与超静定结构的概念。（3）掌握超静定结构超静定次数的确定方法。第七章：静定杆系结构在静荷载作用下的内力和位移计算1.教学内容：7－1静定平面桁架的内力计算静定平面桁架的分类及特点，结点法，截面法。7－2多跨静定梁的内力计算多跨静定梁的几何组成与特点，多跨静定梁的内力计算和内力图绘制。7－3静定平面刚架的内力计算静定平面刚架的分类和特点，内力计算和内力图的绘制，内力图的校核。7－4静定杆系结构位移计算的一般公式结构位移的概念，虚功原理和单位荷载法，结构，位移计算的一般公式。7－5静定杆系结构在静荷载作用下的位移计算，简单梁、刚架位移计算的积分法示例，桁架的位移计算示例7－6图乘法图乘法的应用条件，公式推导，应用图乘法该注意事项。2.教学要求：（1）掌握节点法和截面法计算简单静定平面桁架内力的计算方法，并了解其受力特征。（2）了解多跨静定梁的几何组成关系及掌握其内力计算方法。（3）掌握静定平面刚架内力分析方法及内力图的校核。（4）理解结构位移的概念及虚功原理内容。（5）了解积分法计算静定梁、刚架位移的方法。（6）掌握图乘法计算静定梁、刚架位移的方法。第八章：超静定杆系结构内力计算1.教学内容：8－1杆系结构的概述8－2力法力法计算的基本概念，力法计算的步骤及应用举例，结构的对称性利用。8－3力矩分配法力矩分配法的基本概念，力矩分配法的计算步骤及应用举例。8－4位移法位移法的基本概念，等截面转角位移方程，位移法计算超静定结构的基本步骤及应用举例。2.教学目的：（1）理解力法计算超静定结构的基本原理，基本思路。（2）掌握一次超静定结构的力法计算，利用结构的对称性以简化力法计算及内力图的校核。（3）掌握力矩分配法的计算方法和步骤。（4）掌握三种基本杆件的转角位移方程及无侧移刚架的位移法计算方法。第二篇建筑结构绪论1.教学内容：（1）建筑结构的概念。（2）混凝土的概念。（3）钢筋混凝土的概念。（4）本课程的特点及学习方法。第九章：钢筋混凝土材料的主要力学性能1.教学内容：9－1混凝土混凝土的强度，弹性模量和变形模量，混凝土的收缩与徐变。9－2钢筋钢筋的种类及化学成分，钢筋的力学性能，钢筋的弹性模量。9－3钢筋与混凝土的粘结9－4钢筋和混凝土的选用2.教学目的：（1）了解钢筋的品种、级别和强度取值，了解混凝土的基本强度指标及确定方法。（2）理解钢筋的应力应变图，掌握钢筋的屈服应力，极限应力及相应的确定方法。（3）了解混凝土的应力应变图形特点，弹性模量、变形模量、收缩、徐变等概念。（4）理解钢筋和混凝土共同工作的原理，掌握保证二者粘结力的措施。第十章：受弯构件正截面承载力计算1.教学内容：10－l概述10－2受弯构件的一般构造要求梁的截面尺寸，梁的配筋，板的厚度，板的配筋，梁、板混凝土保护层及截面有效高度。10－3受弯构件正截面抗弯性能的试验研究。10－4受弯构件正截面承裁力的基本理论。10－5单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算。10－6双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算。10－7T形截面受弯构件正截面承载力计算。2.教学目的：（1）了解受弯构件正截面工作的三个阶段是建立正截面承载力计算公式的基础，也是建立受弯构件抗裂度计算公式和裂逢宽度计算公式的依据。（2）掌握单筋矩形截面，双筋矩形截面，T形截面受弯构件承载力计算公式的步骤及应用举例。（3）理解构造要求的作用，并能熟记其主要内容的应用。第十一章：受弯构件斜截面承载力计算1.教学内容：11－1概述11－2受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态11－3梁斜截面承载力的计算公式11－4斜截面承载力的计算方法和步骤11－5纵向钢筋的弯起，截断和锚固2.教学目的：（1）了解受弯构件斜截面破坏的形态和受力特点。（2）掌握有腹筋梁承载力计算方法及限制条件，并能在计算方面熟练应用。（3）掌握纵向钢筋的弯起和切断，纵筋的锚固方法。第十二章：钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算1.教学内容：12－l概述12－2受弯构件的变形验算。12－3裂缝宽度验算。2.教学目的：（1）理解混凝土构件裂缝出现和开展的机理，钢筋和混凝土应力的变化，影响裂缝宽度的因素。（2）掌握最大裂缝宽度计算公式的建立方法。（3）掌握和应用最大裂缝宽度计算公式。第十三章：受压构件1.教学内容：13－1受压构件的分类和构造13－2轴心受压构件正截面承载力计算13－3偏心受压构件截面受力性能及有关计算规定13－4非对称配筋矩形截面偏心受压构件13－5矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算13－6工字形截面偏心受压构件正截面承载力计算2.教学目的：（1）理解轴心受压构件受力全过程及其破坏特征。（2）掌握正截面承载力计算方法。（3）理解和掌握偏心受压构件的两种破坏形态特征及其变形条件，长细比对破坏类型的影响。（4）熟练掌握矩形截面不对称配筋、对称配筋、工字形截面对称配筋的计算方法，适用条件及构造要求。三、课程实践环节1.实验（1）实验项目①低碳钢拉伸实验。②铸铁压缩实验。③梁的弯曲的电测实验。④矩形截面适筋梁的正截面承载力试验。⑤矩形截面偏心受压短柱的正截面承载力的试验。四、学时分配建议(见附表)附表学时分配建议表序号教学内容学时分配讲课习题课实验技能训练小计作业量一静力学基础1静力学基础知识6632物体的受力分析8883平面力系的平衡条件8288小计2222219二杆件的强度、刚度、稳定计算引言224静定结构内力分析8210185杆件的强度、刚度、稳定计算12221618小计22422836三静定杆系结构的计算引言226平面体系的几何组成分析4467静定杆系结构在静定荷载作用下的内力计算10212128超静定杆系结构内力的计算1021614小计26223432四建筑结构9钢筋混凝土的主要力学性能22210受弯构件正截面承载力计算44811受弯构件斜截面承载力计算828812钢筋混凝土构件的变形和裂缝度验算44413受压构件42286小计22422628机动4总计901242108