一、课程基本信息

二、课程描述

中文：

结构力学(2)主要包括结构力学的几个专题，它是结构力学(1)的深化与应用。主要包括位移法的基本原理，结构分析的渐近方法与计算机方法，移动荷载、动力荷载作用下结构的计算原理，以及梁与刚架的极限荷载计算。结构力学(2)是土木工程专业的一门重要专业基础课，它与结构力学(2)一起为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、毕业设计的过程中也要反复用到结构力学知识。结构力学在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。

英文：

Structural Mechanics (2) include mainly some topic contents of Structural Mechanics, and is the deepening and applications of Structural Mechanics (1). It includes:displacement method, asymptotic method and computer method instructural analysis,the analysis methods of structural response induced by moving loadings and dynamic loadings, and the ultimate loads of beam and frame. Structural Mechanics (2) also belongs to one of technically fundamental course in civil engineering major. Structural Mechanics (2) and Structural Mechanics (1) together will provide basic mechanical knowledge and analysis methods for the studying of the specialistic course in civil engineering, 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，是在结构力学(1)的基础上，使学生进一步掌握力矩分配法、矩阵位移法，以提高学生结构手算、脑算、机算的能力; 掌握简单结构影响线的绘制方法与给定量值最不利荷载位置的确定方法，以提高学生综合应用力学知识解决实际问题的能力。掌握结构动力计算的基本概念和基本方法，以提高学生的创新能力，并为进一步深造打下较好的基础。

（二） 基本教学内容

本课程涉及结构力学的四个章节，即：位移法，力矩分配法，影响线及其应用，矩阵位移法，结构动力计算。

第一章、位移法

教学目的与要求：掌握位移法的基本原理及基本结构的确定；能灵活运用等截面杆件的转角位移方程，确定它们在各种外因影响下的杆端弯矩和杆端剪力；熟练掌握直接利用平衡条件建立位移法的基本方程；熟练掌握利用基本体系建立位移法典型方程。理解位移法典型方程及系数、自由项的物理意义；熟练掌握用位移法计算梁和刚架的方法及步骤。

教学重点：位移法的基本原理及用位移法计算等截面杆件所组成的梁和刚架。

教学难点：基本未知数的判断及位移法方程的建立。

教学内容：位移法的基本原理，位移法的基本结构和基本未知量，等截面直杆的转角位移方程，直接利用平衡条件建立位移法的基本方程和示例，由位移法基本体系建立位移法的基本方程和示例。

学时分配：8学时。

第二章、力矩分配法

教学目的与要求：掌握转动刚度、分配系数、传递系数的概念；熟练掌握用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架，并正确绘出内力图。

教学重点：力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。

教学难点：力矩分配法的基本原理和计算方法。

教学内容：转动刚度、分配系数、传递系数等概念, 用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架等。

学时分配：4学时。

小班辅导内容一：超静定梁与刚架弯矩图快速计算与绘制。学时分配：2学时。

第三章、影响线和内力包络图

教学目的与要求：建立影响线的概念;能正确地用静力法和机动法作出静定梁的反力和内力影响线; 当影响线为三角形时，能利用判别式确定最不利移动荷载位置; 掌握计算与绘制简支梁和连续梁内力包络图的方法。

教学重点：用静力法和机动法作影响线，及利用影响线确定最不利移动荷载位置。

教学难点：影响线的绘制。

教学内容：影响线的定义，用静力法和机动法作影响线的原理和方法，影响线的应用（集中荷载和分布荷载的影响，最不利移动荷载位置的判定），简支梁和连续梁的内力包络图。重点是用静力法和机动法作影响线，及利用影响线确定最不利移动荷载位置。

学时分配：8学时。

第四章、矩阵位移法

教学目的与要求：掌握矩阵位移法的解题思路和步骤，了解矩阵位移法与前述位移法的内在联系;熟练掌握建立局部坐标系中的单元刚度矩阵的方法，明确单元刚度矩阵的特性及其中每一元素的物理意义;弄清坐标变换的意义和结构坐标系中的单元刚度矩阵的物理意义;熟练地运用先处理法直接形成结构刚度矩阵;熟练掌握计算综合结点荷载的方法;熟练掌握用先处理法计算平面杆件结构的步骤与方法;了解用后处理法计算结构位移和内力的方法及其特点。

教学重点：用先处理法计算杆件结构的内力与位移。

教学难点：结构刚度矩阵的集成与荷载列阵的计算。

教学内容：矩阵位移法的解题思路，单元刚度矩阵及其坐标变换，直接刚度法（先处理法），等效结点荷载,直接刚度法的另一种形式—后处理法。

学时分配：14学时。

小班辅导内容二、三：广义单元的刚度矩阵推导，平面杆件结构计算机分析程序的说明。学时分配：4学时。

第五章、结构动力计算

教学目的与要求：掌握建立单自由度体系和多自由度体系运动微分方程的惯性力法;了解单自由度体系自由振动（无阻尼和有阻尼）的运动规律，熟练掌握计算其频率的方法;掌握单自由度体系在简谐荷载作用下（无阻尼和有阻尼）动力反应的计算;.掌握两个自由度体系自由振动（不考虑阻尼）的频率和振型的计算、作振型图、并利用正交条件校核振型的方法;掌握按在幅值处列方程的方法计算多自由度体系授简谐荷载作用时的动力反应（不考虑阻尼）;掌握用振型分解法计算多自由度体系授简谐荷载作用时的动力反应（考虑阻尼）。

教学重点：单自由度体系振动的有关概念和分析方法，多自由度体系的自振频率与振型的计算与应用。

教学难点：运动方程的建立及求解。

教学内容：结构动力计算的一般概念（动力计算的特点、动力荷载的分类和体系振动的自由度等），单自由度体系在无阻尼时的自由振动和受迫振动，两个自由度体系及一般多自由度体系的自由振动，多自由度体系在简谐荷载下的受迫振动，振型分解法。

学时分配：14学时。

小班辅导内容四：结构运动方程推导与结构频率计算。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。

Anderson JC and Naeim F, Basic Structural Dynamics, John Wiley&Sons ltd,2012.

六、授课手段

多媒体课件与粉笔书写相结合。