一、课程基本信息

二、课程描述

中文：

结构力学(1)即经典结构力学，主要包括平面杆件结构在静力荷载作用下的计算原理与方法，是土木工程专业的一门重要专业基础课。一方面它以理论力学、材料力学等课程为基础，另一方面，它又为结构力学(2)及土木工程专业课程提供必需的基础知识和计算方法，而且在土木工程专业课程设计的过程中也要反复用到结构力学(1)知识。结构力学(1)在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。

英文：

Structural Mechanics (1) is called classic Structural Mechanics. It belongs to one of technically fundamental course in civil engineering major. Theoretical Mechanics and Strength of Materials would provide primary principles and basement of mechanical analysis for the studying of Structural Mechanics (1), and Structural Mechanics (1) will provide basic mechanical knowledge and analysis methods for the studying of Structural Mechanics (2) and the specialistic course in civil engineering. Structural Mechanics plays a very important role and is a link between the preceding courses and the following courses learned by the undergraduates majoring in the specialty pertinent to civil engineering.

三、课程内容

（一） 课程教学目标

本课程的教学目的，是使学生在已修理论力学和材料力学等课程的基础上，进一步研究平面杆件结构的组成规律，掌握平面杆件结构内力、位移的计算原理和方法，了解各类平面杆件结构的受力性能，重点培养学生的分析能力、计算能力、定性判断能力与创新能力，为学习结构力学(2)和有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好静力学基础。

（二） 基本教学内容

本课程涉及结构力学的七个章节，即：绪论，平面体系几何组成分析，静定梁与静定平面刚架的计算，静定拱的计算，静是平面桁架的计算，静定结构位移计算，力法。

第一章、绪论

教学目的与要求：通过本章的学习，要求学生对结构力学这门课程的目的和内容（研究什么问题—结构力学的研究对象，解决什么问题—结构力学的基本任务）有一个总体的了解；同时，对结构计算时采用的力学模型即结构计算简图的重要性、选取的原则和方法有初步的认识。

教学内容：结构力学的研究对象和任务，平面和空间结构,支座与结点，结构的计算简图，平面杆系结构的分类以及荷载的分类等。

学时分配：2学时。

第二章、平面体系几何组成分析

教学目的与要求：通过本章的学习，应明确只有几何不变体系才能作为结构；了解自由度、约束、虚铰、计算自由度等概念；掌握几何不变体系的三个简单组成规则，能熟练运用这些规则来分析一般平面杆系的几何组成，同时能准确判断超静定结构的多余联系及其数目。

教学重点：平面几何不变体系的组成规则。

教学难点：平面几何体系的判断。

教学内容：自由度、约束、虚铰、计算自由度等概念；几何不变体系的三个简单组成规则；几何组成分析示例；各类体系的几何组成特点与静力特性。

学时分配：4学时。

第三章、静定梁与静定平面刚架的计算

教学目的与要求：进一步熟练地掌握用截面法计算静定梁和刚架内力的有关概念和方法；

能迅速、正确地绘出简支梁在各种荷载作用下的内力图，并在此基础上运用区段叠加法绘制多跨静定梁和静定平面刚架的弯矩图；能运用荷载与内力的微分关系指导内力图的绘制，正确判断内力图的轮廓。

教学重点：静定梁和静定平面刚架内力图的绘制。

教学难点：由内力与载荷间的微分关系，总结出梁式杆件内力图形状特征。

教学内容：单跨静定梁的内力图，多跨静定梁的计算，简单静定平面刚架的计算，主从静定平面刚架的计算，三铰刚架的计算，对称静定平面刚架的计算。

学时分配：8学时。

小班辅导内容一：静定梁与静定平面刚架弯矩图快速绘制。学时分配：2学时。

第四章、静定拱的计算

教学目的与要求：认识三铰拱的受力特点及其与矢跨比的关系；熟练地掌握任意荷载作用下三铰拱支座反力的计算方法，能正确地求出三铰拱中指定截面的内力并运用描点绘图的方法绘出三铰拱的内力图；掌握利用数解法确定三铰拱的合理轴线。

教学重点：三铰拱的计算及其内力图的绘制，三铰拱的合理轴线。

教学难点：压力线及合理拱轴。

教学内容：三铰拱的受力特点，对称三铰拱在竖向荷载作用下的数解法及其内力图的绘制，三铰拱的压力多边形和合理拱轴线。

学时分配：4学时。

第五章、静定平面桁架的计算

教学目的与要求：掌握结点法、截面法以及两者联合应用的计算静定平面桁架的步骤，能正确灵活地截取隔离体和运用平衡条件，简捷地求出桁架内力；能灵活运用特殊结点平衡情况的结论，判断出零杆和某些杆件的内力；.掌握组合结构的受力特点及其计算方法。

教学重点：结点法、截面法以及两者联合应用计算静定平面桁架的基本原理。

教学难点：如何快速、简捷的计算桁架结构的内力。

教学内容：平面桁架的特点和分类，结点法、截面法以及两者联合应用计算静定平面桁架，对称桁架的计算，几种桁架受力性能的比较，组合结构的内力计算。

学时分配：8学时。

小班辅导内容二：静定结构的力学特性与解题策略与方法。学时分配：2学时。

第六章、虚功原理和静定结构位移计算

教学目的与要求：了解实功、变形位能及实功原理的概念；通过对刚体体系中虚功方程两种应用的讨论，初步了解虚位移原理与平衡条件等价、虚力原理与变形谐调条件等价；掌握用虚单位位移法计算反力和内力、用虚单位荷载法计算结构位移的方法。了解变形体系的虚力原理和虚单位荷载法，熟练掌握位移计算的一般公式；正确选取计算位移的虚拟状态，掌握弹性结构在荷载、支座位移、温度变化等外因影响下的位移计算公式；正确运用图乘法计算梁、刚架、桁架、组合结构等的位移；了解弹性体系中的互等定理的含义。

教学重点：梁与刚架位移计算的图乘法。

教学难点：刚体和变形体的虚功原理的运用。

教学内容：刚体和变形体的虚功原理以及在结构计算中的应用， 平面杆系结构位移计算的一般公式， 荷载作用下静定结构位移计算的积分法， 荷载作用下静定结构位移计算的图乘法，支座移动、温度变化所引起的位移计算方法， 功、位移、反力、位移反力互等定理。

学时分配：10学时。

小班辅导内容三：静定梁与静定平面刚架结构位移计算的图乘法及其变形图绘制。学时分配：2学时。

第七章、力法

教学目的与要求：掌握力法的基本原理。对其中基本结构的作用和选取原则、力法典型方程的建立及其物理意义、方程中的系数和自由项的含义要有清楚的理解；熟练掌握在荷载、支座位移、温度改变等外因作用下用力法计算各种超静定结构的方法和步骤；掌握利用对称性简化计算的方法；掌握超静定结构的位移计算及校核最后内力图的方法；牢记等截面单跨超静定梁的转角位移方程，牢记常见等截面单跨超静定梁的形常数、载常数。

教学重点：超静定梁与刚架的计算。

教学难点：基本体系及力法方程的建立，对称性应用。

教学内容：力法的基本原理，超静定次数的确定，力法的典型方程，用力法计算各种超静定结构，超静定结构的位移计算，最后内力图的校核，对称性的利用，等截面单跨超静定梁的转角位移方程的推导，以及超静定结构的特性等。

学时分配：12学时。

小班辅导内容四：对称结构的内力与变形及其简化计算方法。学时分配：2学时。

四、考核方式

本课程考核采用闭卷方式，期末考试成绩占结业成绩的50%；教师应对学生平时出勤、作业、课上考核及平时测验等情况予以记载，平时成绩占结业成绩的50%。

五、教材及参考书

教 材：

杨茀康、李家宝主编,结构力学(上册,下册)(第四版),高等教育出版社，1998年出版。

Hibbeler RC, Structural Analysis(9th revised edition),Prentice Hall,2014.

参考书：

洪范文主编，结构力学(第五版)，高等教育出版社。

汪梦甫主编，结构力学，武汉大学出版社。

六、授课手段: 多媒体课件与粉笔书写相结合