建筑力学课程标准(ding)|建筑力学1

陇东学院建筑工程系专业课程标准

《建筑力学》课程标准

说明:

1．课程性质

《建筑力学》是建筑工程专业的一门重要技术基础课。本课程的任务是使学生具备建筑力学的基础知识，掌握正确的受力分析和力系的破坏平衡条件。对工程结构中杆件的强度问题具有明确的概念和一定的计算能力。初步掌握杆件体系的分析方法，初步了解常用结构形式的受力性能。掌握各种结构在荷载作用下维持平衡的条件以及承载能力的计算方法，为解决工程实际问题提供理论基础，使所设计的构件即安全合理，又经济实用。本课程是后续专业课,如钢筋混凝土与砌体结构、钢结构、土力学与地基基础等专业课程的基础。学习本课程要求有较好的数学基础知识。

2．教学目的

本课程的教学目的是让学生掌握建筑力学的基本概念、基本理论和基本方法去分析实际工程中杆件及结构的主要受力状态，为结构的设计提供内力、应力、 变形和稳定性等计算参数以及基本分析方法，培养学生学会运用建筑力学的知识去分析工程实际中的有关问题并为学习专业课程和进一步学习准备条件。

3．教学内容

1 绪论

2 静力学基础知识 3 平面任意力系 4 空间任意力系 5 截面的几何参数 6 内力及内力图 7 应力和变形

8 强度计算和刚度计算 9 轴心压杆的稳定性计算 10 静定结构的位移计算 11 力法 12 位移法 13 力矩分配法 14 影响线

15其它问题简介

4、特殊说明

1、课程的教学要求层次

本课程有关定义、定理、性质、特征等概念的内容可按“知道、理解、掌握”三个层次

要求，有关计算公式、法则、解题方法等可按“会、掌握、熟练掌握”三个层次要求。

2、教学中应注意的问题 （1）注意和其他课程的关系； （2）注意理论联系实际； （3）注意分析方法和解题思路； （4）注意多练习。

5、总学时

本课程总学时为164课时，分上、下两学期。实验12学时。具体学时分配可参照下表。

学 时 分 配 表

5教学方法：

本课程是一门理论性和实践性很强的课程。课堂教学要注意启发式，引导学生积极思考，反对注入式教学方法。学习本课程时要注意理解它的基本原理，掌握它的分析方法和解题思路特别是要学会从这些具体方法中学习分析问题的一般方法，切记死记硬背；另外，还要让

学生多做练习，以加强理解和记忆。

内容：

1 绪论

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章主要介绍建筑力学的研究对象与基本任务。重点讨论建筑结构的计算简图、变形体的基本假设和杆系结构的分类，以及杆件体系的几何组成分析。目的是对建筑力学有全面的认识和为后续内容奠定基础。

教学要求：

1了解建筑力学的研究对象与任务; 2熟练杆系结构分类和荷载分类； 3熟悉变形体的基本假设;

4熟悉掌握杆件体系的几何组成分析； 5熟练掌握结构的计算简图。

Ⅱ、教学内容

建筑力学的研究对象和任务， 变形固体及其基本假设，结构的计算简图，平面杆件结构和荷载的分类，平面体系的几何组成分析。

Ⅲ、教学建议

平面体系的几何组成分析是本章的重点和难点，本书只做了简单的介绍，需加强教学环节，并让学生多作练习。

2 静力学基础知识

Ⅰ、教学目的及教学要求

在明确力的概念、平衡的概念、静力学公理、常见约束及相应约束反力的基础上，能对单个物体和简单的物体系统进行正确的受力分析并绘出受力图。

Ⅱ、教学内容： 1、力和平衡 2、静力学公理 3、约束与约束反力 4、受力图 5、荷载 Ⅲ、教学建议

在学习本章内容时应该在掌握力的概念、静力学公理以及常见约束的基础上，进行物体的受力分析。所以，理解基本概念和基本理论很重要。在分析两物体间的相互作用力时，要注意作用力与反作用力之间的关系。作用力的方向一旦确定，反作用力的方向就必定与它相

反，不能再随意假设。在画物体系的受力图时，注意不要画两物体间的相互作用力。

3 平面任意力系

一、力对点的矩·平面力偶系

Ⅰ、教学目的及教学要求

本部分研究力对点的矩的概念及其计算，还研究组成力系的力偶。其目的是这些知识不仅在实际中有重要意义，而且还为学习下一章平面一般力系打下基础。

教学要求：掌握力矩的概念和计算，合力矩定理及其应用；掌握力偶的概念、力偶的基本性质以及平面力偶系的合成和计算。

Ⅱ、教学内容 1、力矩 2、力偶

3、平面力偶系的合成和平衡 Ⅲ、教学建议

学习本部分内容时注意理解力矩和力偶的概念，特别是力偶的概念与力的不同，力偶有其自身的特点。

二、平面一般力系

Ⅰ、教学目的及教学要求

本部分是静力学的重点章节。主要研究平面一般力系的合成和平衡问题。 平面一般力系是工程实际中最常见也是最重要的力系。学习的目的是让学生应用平面一般力系的平衡方程求解物体的约束反力。

教学要求：要求掌握力的平移定理和平面一般力系的简化结果；能熟练应用平面一般力系的平衡方程求解单个物体和简单物系的约束反力；了解考虑滑动摩擦时的平衡问题。

Ⅱ、教学内容 1、力的平移定理

2、平面一般力系向平面内任一点的简化 3、平面一般力系简化结果的讨论 4、平面一般力系的平衡条件及平衡方程 5、平面平行力系的平衡方程 6、物体系统的平衡 Ⅲ、教学建议

学习本部分内容时，可结合实际工程中常见力学问题学习。课后多做练习，以加深理解和记忆。

4 空间任意力系

Ⅰ、教学目的及教学要求

本部分主要研究空间任意力系的合成和平衡问题。空间任意力系是工程实际中最常见也是最重要的力系。学习的目的是让学生应用空间任意力系的平衡方程求解物体的平衡。

教学要求：要求掌握力的合力投影定理和合力矩定理；能熟练应用空间任意力系的平衡方程求解物体和简单物系的平衡；熟悉物体的重心。

Ⅱ、教学内容 1、 空间汇交力系

2、 力对点的矩和力对轴的矩 3、 空间力偶系

4、空间任意力系向一点的简化 5、空间任意力系的平衡方程及应用 6、重心

本章重点：空间任意力系的平衡方程及应用；重心。

5 截面的几何参数

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章从定义出发，主要研究平面图形的几何性质。重点是静矩、惯性矩和惯性积的概念和惯性矩的计算。其主要目的是为解决构件的强度、刚度和稳定性计算问题提供基本理论和计算式，同时，也是为建筑结构的内力计算提供理论基础。

教学要求：建立平面图形的静矩、形心惯性矩、惯性积的概念；记住矩形和圆形惯性矩的计算结果；掌握惯性矩的平行移轴定理；学会应用平行移轴公式计算组合图形对形心轴的惯性矩。

Ⅱ、教学内容 1、静矩和形心

2、惯性矩·极惯性矩·惯性积 3、组合图形的惯性矩 4、主惯性轴·主惯性矩 Ⅲ、教学建议

学习本部分内容时，只要记住公式的来源和计算结果，以备以后用。

6 内力及内力图

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章主要研究杆件在轴向拉伸和压缩时内力计算、剪切变形的受力特点和内力，了解圆轴扭转时的内力，梁、刚架、桁架和交结排架的内力分析及剪力图和弯矩图的绘制。能掌握简单的梁在集中力、力偶、均布荷载作用下内力图的特征和规律，并应用它们简捷地绘制内力图；学会应用叠加原理绘制弯矩图。

Ⅱ、教学内容 1、内力的概念

2、轴心拉压杆的内力及内力图 3、扭转轴的内力及内力图 4平面弯曲梁的内力及内力图 5、轴向拉、压杆的变形、虎克定律 6、多跨静定梁、斜梁的内力及内力图 7、静定平面刚架的内力及内力图 8、静定平面桁架的内力及内力图 9、静定组合结构 10、 较 拱

Ⅲ、教学建议

本章轴向拉伸与压缩是受力构件的一种最简单、最基本的变形形式。实际工程结构中，起重机的吊索、房屋中的某些柱子、桁架中的杆件，在荷载作用下就要产生轴向拉伸或压缩变形。所以，学习时结合实际情况学习。要求掌握扭转的一些基本概念，熟悉实用计算，为学习建筑结构的学习作好准备。掌握内力图的特征和规律，逐步达到能正确地、熟练地、迅速地绘制内力图的要求。

7 应力和变形

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章研究正应力和剪应力以及与之对应的正应力强度条件和剪应力强度条件。所以，学习本章的目的是要我们知道构件在外力作用下要满足足够的强度、刚度的条件是什么，以及提高构件的抗弯强度和抗弯刚度的措施是什么。

教学要求：初步了解轴心拉压杆、扭转轴、平面弯曲梁的应力公式的推导过程及其平面假设；熟练地掌握梁弯曲时横截面上正应力的分布规律，横截面上各点正应力的计算及正应力强度条件的应用；了解矩形截面梁剪应力的分布规律，学会计算矩形截面梁的剪应力，学会计算工字型、圆形截面梁的最大剪应力，学会利用剪应力强度条件进行剪力强度校核。

Ⅱ、教学内容

1、轴心拉压杆的应力和变形 2、扭转轴的应力和变形 3、平面弯曲梁的应力 4、平面弯曲梁的变形 5、组合变形构件的应力

Ⅲ、教学建议

本章是在前一章知道了结构上最大内力和最大内力位置的基础上，研究梁横截面上的应力分布规律和应力计算公式，进而建立强度条件的。因此，本章内容是前一章内容的延续，前后两章结合学习。

8 强度计算和刚度计算

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章从材料的力学实验出发，认识各种材料在强度、刚度上的性能，从而为构件建立强度和刚度条件，进而对各种构件进行强度计算和刚度计算。

教学要求：初步掌握材料性能的实验研究方法；学会用构件的强度条件和刚度条件分析计算。

Ⅱ、教学内容 1、材料的力学性能

2、构件的强度条件和刚度条件 3、轴心拉压杆的强度条件

4、扭转轴的强度计算和刚度计算 5平面弯曲梁的强度计算和刚度计算 Ⅲ、教学建议

本章内容掌握上有一定难度，因此，学习时必须反复看书，注意理解概念和理论，通过多做练习来加深理解和记忆。

9 轴心压杆的稳定性计算

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章主要研究压杆的稳定性问题。其目的在于要求掌握压杆的稳定性校核以及提高压杆稳定性的一般措施。

教学要求：明确压杆失稳，临界力的概念；掌握欧拉公式及其范围；掌握压杆的稳定性校核，明确提高压杆稳定性的一般措施。

Ⅱ、教学内容 1、压杆稳定性的概念 2、临界力

3、压杆的稳定性的计算 4、提高压杆稳定性的一般措施 Ⅲ、教学建议

学习时正确理解基本概念、基本理论和基本公式。

10 静定结构的位移计算

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章是在前面的第二篇梁的位移的计算的基础上，研究刚架、桁架以及桁架组合结构的

位移计算。本章的教学目的是在结构设计中，为了验算结构的变形是否在允许的范围内以及在施工中需要估算出结构的可能变形大小，以便作出相应的措施，同时，本章的位移计算也是为超静定结构计算作准备。

教学要求：掌握单位荷载法，能正确计算简单结构在荷载及支座移动作用下的位移；掌握图乘法及其应用条件，熟练地应用图乘法计算梁和刚架的位移；熟练掌握桁架的位移计算；

Ⅱ、教学内容

1、位移的概念及位移计算的目的 2、功与荷载引起的位移计算公式 3、静定桁架在荷载作用下的位移计算 4、静定梁和静定刚架在荷载作用下的位移计算 5、图乘法

6、桁梁组合结构及变截面柱的位移计算 Ⅲ、教学建议

本章内容涉及积分，对于大专层次学生有一定难度，但用图乘法计算就简单得多。所以，掌握图乘法的计算公式和方法很重要。

11 力 法

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章是结构力学的重点章节。主要研究用力法计算超静定结构，正确画出内力图。用力法计算超定结构其目的是将超静定结构转化成静定结构，所以，最重要的掌握力法的基本原理。

教学要求：能正确判断静定结构和超静定结构，正确判定超静定结构的超静定次数；掌握力法的基本原理及其解题步骤；正确掌握利用结构的对称性来简化计算的方法；了解超静定结构由支座移动和温度改变所产生内力的计算方法，能计算简单的问题；掌握超静定的位移计算及校核最后内力的方法。

Ⅱ、教学内容

1、超静定结构的一般概念 2、力法的基本原理

3、一次超静定结构的内力计算 4、二次超静定梁和刚架的内力计算 5、对称性的利用 6、超静定结构的位移计算 7、支座移动和温度改变引起的内力 Ⅲ、教学建议

本章是利用已学过的静定结构内力计算和位移计算的方法，来计算超静定结构内力、位

移的问题。因此，第十六章和十七章中内力和位移的计算的原理及方法，是本章学习的基础。前后结合学习，并对静定结构和超静定结构进行比较。另外，注意理论知识与实际工程结构知识的结合，注意观察实际结构，用所学过的力学知识对实际结构进行受力分析，以便逐步培养自己分析问题和解决问题的能力。

12 用位移法计算超静定结构

Ⅰ、教学目的及教学要求

计算超静定结构的方法主要有力法和位移法两种。前一章介绍了力法，本章就研究用位移法计算超静定结构。位移法是以角位移和线位移作为未知量，以单个杆件作为研究对象。所以，本章的目的是掌握位移法的基本思路，为电算化打下基础。

教学要求：掌握位移法的基本概念，能正确判定位移法基本未知数数目，熟悉等截面杆件的转角位移方程与新的符号规定；掌握位移法基本结构的取法与典型方程的物理概念和解法；熟练掌握用位移法计算荷载作用下刚架内力的方法；学会利用结构对称性的简化计算。

Ⅱ、教学内容

1、位移法的基本思路与基本结构 2、等截面直杆的转角位移方程 3、位移法基本未知数的确定 4、位移法的典型方程 5、用位移法计算刚架的步骤

6、应用结点和横梁的平衡条件建立位移法方程 7、对称性利用 Ⅲ、教学建议

学习本章时注意与前一章的比较，比较力法与位移法的不同。用位移法计算结构，是以单根杆件为基础的，各种支承条件的杆件在各种作用下的内力、位移的计算及其一些重要结果应当熟练掌握。

13 力矩分配法

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章主要研究用力矩分配法求解连续梁和无侧移刚架的内力计算。其目的是为了解决未知数太多，用力法和位移法又无法解决的结构设计计算中。

教学要求：本章重点是力矩分配法的基本原理和计算方法。通过本章学习要求达到：掌握力矩分配法的基本概念；理解力矩分配法每一步计算的物理意义，能熟练地用力矩分配法计算在荷载作用下的连续梁和无结点线位移刚架的内力。

Ⅱ、教学内容 1、力矩分配法的概念 2、单结点的力矩分配法

3、多结点的力矩分配法 4、对称性利用 Ⅲ、教学建议

力矩分配法从原理上看是属于位移法范围的一种渐近法，是工程中常用的计算方法。计算步骤简单机械，并能迅速校对，是一种较简便的计算方法，应用广泛。但是在用力矩分配法计算时，一定要注意思路清晰，怎样传递，传递系数是多少，头脑中要清晰，避免出错。

14 影响线

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章介绍影响线的概念和影响线的两种做法，目的是了解应用影响线确定不利荷载位置、计算内力值及计算固定荷载作用下结构的内力、位移等。

教学要求：

1．理解影响线的基本概念。搞清影响线与内力图的区别。

2．掌握用静力法做直接荷载作用下单跨静定梁的弯矩及剪力影响线。 3．掌握用机动法做静定梁的弯矩及剪力影响线。 4 理解最不利荷载位置的确定 5、理解简支梁的内力包络图

Ⅱ、教学内容 1、影响线的概念

2、用静力法作静定梁的影响线 3、用机动法作静定梁的影响线 4、影响线的应用

5、简支梁的内力包络图

15 其它问题简介

Ⅰ、教学目的及教学要求

本章主要介绍对称结构的计算、矩阵位移法等问题。目的是起到给欲进一步学习建筑力学者以提示作用。

教学要求：

1熟悉解对称结构及其特性；

2熟悉力法计算对称的超静定结构； 3熟悉位移法计算对称的超静定结构； Ⅱ、教学内容 1、对称结构的计算

实 验

实验课是本课程的重要组成部分。在实验中要注意培养学生自己动手的能力和实事求是的作风。具体要求如下：

1、轴向拉伸和压缩的试验：

（1）低碳钢的拉伸试验，拉伸图，拉伸时的强度指标和塑性指标；

（2）铸铁的拉伸和压缩试验。

2、扭转试验

（1）低碳钢和铸铁的扭转试验；

（2）扭转破坏现象的分析。

3、纯弯曲应力测定：用电测法则定纯弯曲时梁横截面上正应力分布情况。

4、弯曲变形测量：用千分表测定梁的挠度。

参考书目：

（1）武汉工业大学出版的由梁春光、焦卫主编的《建筑力学》。

（2）高等教育出版社出版的由李廉锟主编的《结构力学》；

（3）武汉理工大学出版社出版的由董卫华主编的《理论力学》。

（4）武汉理工大学出版社出版的由张流芳主编的《材料力学》。

（5）武汉理工大学出版社出版的由胡兴国主编的《结构力学》。

11

1、第一图：查结构力学书位移法一章的固端弯矩的表就可以很简单获得弯矩图和剪力图。用力法计2、算也可以，只有一个未知量，取基本体系是选择简支梁结构计算更简单。

几何构造分析题：把上部三铰刚架去掉（折杆用直杆代替后可看做二元体，去掉不影响下部结构分析）后，下部两折杆和大地做为刚片，符合三刚片连接规律形成大刚片，中间竖杆做为刚片与大刚片连接符合两刚片连接规律，所以整体是无多余约束的几何不变体系。

3、

（1）几何不变体，有两个多余约束。不考虑和地面的连接，只考虑结构本身。把结构分成左右两个对称部分，左右两部分分别有一个多余约束，可以看成是刚片1、2。这两个刚片通过一个铰和一根水平链杆连接，由二刚片法则，即可得结论。再把整个结构看成是一个刚片1，地面看成是刚片2，应用二刚片法则即可。

（2）几何不变体，无多余约束。不考虑和地面的连接，只考虑结构本身。把结构分成左右两个对称部分，左右两部分无多余约束，可以看成是刚片1、2。这两个刚片通过一个铰和一根水平链杆连接，由二刚片法则，即可得结论。再把整个结构看成是一个刚片1，地面看成是刚片2，应用二刚片法则即可。

1、先把内部掏空，只有一个大的正方框。把左、右两边的竖直杆分别看成是刚片1、刚片2，地面看成是刚片3。则刚片1、刚片2由两根水平链杆连接，相当于水平无穷远的虚铰，刚片1和刚片3由两根链杆连接，相当于左上角处的虚铰，刚片2和刚片3由两根链杆连接，相当于右下角处的虚铰，这三个虚铰不在一条直线上，由三刚片法则知这个大的正方框和地面是一个几何不变体，并且无多余联系。

2、把上面那个几何不变体看成和地面是一体的。再考虑内部的小正方框通过四根链杆连接体面的体系。重复1、类似的分析过程知，这也是一个几何不变体系，并且无多余联系。

结论：所考虑的体系为几何不变体系，且无多余联系。