一课程名称：结构力学/Structural Mechanics
二课程代码：
三课程类别：学科基础课
四课程性质：专业必修
五学时/学分：48/3
六先修课程：高等数学、理论力学、材料力学
七适用专业：土木工程 专科
八教学内容及要求
课程目的：
通过本课程的学习，使学生在理论力学和材料力学的基础上进一步掌握各种杆系结构的组成规律及计算原理和方法，培养学生对结构的分析和计算能力，为学习相关专业课程、结构设计打下扎实基础。
基本任务与要求：
本课程是土木工程专业专科生必修的一门重要的专业基础课。主要介绍杆件结构的几何组成规律；内力和位移计算的基本理论、基本方法，各类结构的受力特性；结构动力计算的基本概念。掌握本学科的知识，能解决一般结构的力学计算问题，同时又为学习结构设计原理和其它专业课打好基础。
其任务是使学生在理论力学和材料力学的基础上进一步掌握杆系结构的基本计算原理和分析方法，了解不同杆系结构的受力性能和变形特点，培养结构分析计算的能力，为学习有关专业课程及进行结构设计打下基础。
课程介绍 （1学时）
（1）教学内容
课程性质、课程目标、学科内容、学科任务、教学大纲、学习方法
（2）教学要求
知识点：结构的定义、 结构的分类、 强度、刚度
第一章 绪论 （1学时）
（1）教学内容
1.1 结构的计算简图
1.2 平面杆件结构和荷载的分类
（2）教学要求
1.1 结构的计算简图
知识点：铰结点、刚结点、组合结点；可动铰支座、固定铰支座、固定支座、定向支座；材料性质简化的假设。
重 点：结点的简化方法；支座的简化方法。
难 点：工程结构简化。
1.2 平面杆件结构和荷载的分类
知识点：平面杆件结构的分类：梁、拱、刚架、桁架和组合结构；荷载的分类：恒载和活载、静力荷载和动力荷载。
重 点：平面杆件结构的特点。
难 点：荷载分类。
第二章 平面体系的几何组成分析 （2学时）
（1）教学内容
2.1 概述
2.2 几何不变体系组成规则及体系分析举例
（2）教学要求
2.1 概述
知识点：体系：几何不变、几何可变（瞬变）；自由度、约束（必要约束、多余约束）；瞬铰、无穷远。
重 点：几个重要的基本概念。
难 点：瞬变体系判断，无穷远的概念。
2.2 几何不变体系组成规则及体系分析举例
知识点：组成规则：一点一刚片、两刚片、三刚片、二元体；静定结构和超静定结构。
重 点：平面几何不变体系的组成规则。
难 点：复杂平面体系的分析。
第三章 静定结构的内力分析 （6学时）
（1）教学内容
3.1 静定结构概述
3.2 静定梁
3.3 静定平面刚架
3.4 三铰拱
3.5 静定平面桁架
3.6 组合结构
3.7 静定结构的特性
（2）教学要求
3.1 静定结构概述
知识点：静定结构的特点；静定结构的类型；静定结构的内力计算方法。
重 点：静定结构的类型。
3.2 静定梁
知识点：类型：单跨、多跨；单跨静定梁：支座反力和内力计算方法、内力图绘制方法、区段叠加法；多跨静定梁：几何组成特点、内力分析方法、受力特征。
重 点：静定梁内力计算；内力图绘制。
难 点：区段叠加法。
3.3 静定平面刚架
知识点：刚架的特点、类型；刚架的支座反力和截面内力的计算；刚架内力图的绘制。
重 点：刚架内力计算。
难 点：三铰刚架内力图的绘制。
3.4 三铰拱
知识点：三铰拱的特点：竖向荷载下有水平推力、拱高与水平推力成反比；三铰拱的类型：拉杆拱、三铰拱、两铰拱、无铰拱；三铰拱的支座反力和内力计算；三铰拱的合理轴线。
重 点：不同荷载下拱的合理轴线形状。
难 点：三铰拱的内力计算。
3.5 静定平面桁架
知识点：桁架的特点、组成和分类；平面桁架的受力特点；静定平面桁架内力计算的方法：结点法、截面法；零杆、截面单杆。
重 点：静定平面桁架内力计算。
难 点：复杂桁架内力计算。
3.6 组合结构
知识点：结构特点：桁架+梁；内力计算方法：截面法；内力计算过程。
重 点：组合结构的内力计算。
难 点：组合结构的几何组成。
3.7 静定结构的特性
知识点：静定结构的常见形式及受力特点：梁、刚架、桁架、组合结构、拱；静定结构的分析方法；静定结构的基本特征：几何、平衡、4个特性。
重 点：静定结构的基本特征。
第四章 静定结构的位移计算 （6学时）
（1）教学内容
4.1 概述
4.2 虚功原理
4.3 结构位移计算的一般公式
4.4 静定结构在荷载作用下的位移计算
4.5 图乘法
4.6 静定结构由于支座位移、温度改变所引起的位移
4.7 线弹性体系的互等定理
（2）教学要求
4.1 概述
知识点：产生位移的原因；计算位移的目的；位移的种类。
重 点：计算位移的目的。
难 点：刚体位移和变形体位移的本质区别。
4.2 虚功原理
知识点：虚功、实功、虚功原理：刚体、变形体。
重 点：虚功原理的基本概念。
难 点：虚功的理解。
4.3 结构位移计算的一般公式
知识点：位移计算的一般公式： 微元、结构；广义位移：线位移、角位移和广义位移。
重 点：位移计算一般公式的含义。
难 点：公式中每个字母的含义。
4.4 静定结构在荷载作用下的位移计算
知识点：位移计算一般公式的符号规定；积分法计算荷载作用下的结构位移。
重 点：能够运用积分法求荷载作用下结构位移。
4.5 图乘法
知识点：图乘法推导过程；图乘法应用条件；常见图形的面积和形心的位置；图乘的一般方法；图乘法求荷载作用下的结构位移。
重 点：能够运用图乘法求荷载作用下结构位移。
难 点：图乘法的灵活应用。
4.6 静定结构由于支座位移、温度改变所引起的位移
知识点：单位荷载法的计算步骤；温度下位移计算公式。
重 点：单位荷载法求支座移动下结构位移；温度改变所引起的位移的计算。
难 点：理解计算公式的物理意义。
4.7 线弹性体系的互等定理
知识点：互等定理应用条件；功的互等定理、位移互等定理、反力互等定理。
重 点：互等定理的本质。
第五章 影响线 （4学时）
（1）教学内容
5.1 影响线的概念
5.2 用静力法作静定梁的影响线
5.3 用机动法作静定梁的影响线
5.4 影响线的应用
5.5 简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩
（2）教学要求
5.1 影响线的概念
知识点：学习影响线的目的、方法和内容；影响线的定义。
重 点：理解影响线的基本概念。
5.2 用静力法作静定梁的影响线
知识点：静力法作静定梁的影响线的基本思路；支座反力、弯矩、剪力影响线的绘制。
重 点：应用静力法作静定梁的影响线。
难 点：对影响线分段，突变的理解。
5.3 用机动法作静定梁的影响线
知识点：机动法作静定梁的影响线的基本思路；支座反力、弯矩、剪力影响线的绘制。
重 点：应用机动法作静定梁的影响线基本步骤。
难 点：对机动法原理的理解——虚功原理。
5.4 影响线的应用
知识点：利用影响线求支座反力或内力：集中荷载、分布荷载；利用影响线确定荷载的最不利位置：一个移动荷载、移动均布荷载、移动力系。
重 点：利用影响线确定荷载的最不利位置。
难 点：对移动力系的理解。
5.5 简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩
知识点：简支梁的内力包络图：定义、具体做法；简支梁的绝对最大弯矩：定义、具体做法。
重 点：会作简支梁的内力包络图；能够计算简支梁的绝对最大弯矩。
第六章 力法 （6学时）
（1）教学内容
6.1 超静定结构的概念
6.2 力法的基本原理
6.3 超静定次数的确定与基本结构
6.4 力法典型方程
6.5 力法的计算步骤和举例
6.6 超静定结构的位移计算
6.7 超静定结构最后内力图的校核
6.8 对称性的利用
6.9 温度改变时超静定结构的计算
6.10 支座位移时超静定结构的计算
6.11 超静定结构的特性
（2）教学要求
6.1 超静定结构的概念
知识点：超静定结构的基本概念。
6.2 力法的基本原理
知识点：力法的基本结构、基本未知量、基本方程；力法的基本原理。
重 点：掌握力法的基本解题过程，能够利用力法求解简单的超静定结构。
难 点：理解力法的基本概念。
6.3 超静定次数的确定与基本结构
知识点：超静定结构的类型、超静定结构的基本解法、力法的基本结构、超静定次数。
重 点：掌握力法基本结构的选取。
6.4 力法典型方程
知识点：二次超静定结构的力法方程、N次超静定结构的力法方程。
重 点：掌握力法典型方程的物理意义。
6.5 力法的计算步骤和举例
知识点：力法的计算步骤；力法解常见超静定结构。
重 点：掌握力法解超静定结构，理解不同结构建立力法方程的物理意义。。
难 点：复杂结构的计算。
6.6 超静定结构的位移计算
知识点：超静定结构位移计算的基本原理、基本步骤。
重 点：掌握超静定结构的位移计算。
难 点：基本结构的合理选择。
6.7 超静定结构最后内力图的校核
知识点：平衡条件的校核、变形条件的校核。
6.8 对称性的利用
知识点：对称结构、对称荷载、反对称荷载；对称性的特点。
重 点：利用对称性求解对称结构。
难 点：半结构的选取。
6.9 温度改变时超静定结构的计算
知识点：温度改变时结构受力特点；温度改变时位移协调条件；考虑温度作用的力法典型方程。
重 点：能够计算温度改变时超静定结构的内力。
难 点：温度改变时位移协调条件的物理意义。
6.10 支座位移时超静定结构的计算
知识点：支座位移时结构受力特点；支座位移时位移协调条件；考虑支座位移的力法典型方程。
重 点：能够计算支座位移时超静定结构的内力。
难 点：支座位移时位移协调条件的物理意义。
6.11 超静定结构的特性
知识点：超静定结构的特性。
第七章 位移法 （4学时）
（1）教学内容
7.1 等截面杆件的形常数和载常数
7.2 位移法的基本概念
7.3 无侧移刚架的计算
7.4 有侧移刚架的计算
7.5 对称结构的计算
（2）教学要求
7.1 等截面杆件的形常数和载常数
知识点：等截面梁的形常数、载常数。
重 点：记忆等截面梁的形常数和载常数。
7.2 位移法的基本概念
知识点：整体分析、杆件分析、位移法的基本原理。
重 点：掌握位移法解题的基本过程。
7.3 无侧移刚架的计算
知识点：无侧移刚架的特点、计算方法。
重 点：掌握位移法计算连续梁和无侧移刚架。
7.4 有侧移刚架的计算
知识点：有侧移刚架的特点、有侧移刚架的计算方法。
重 点：掌握位移法计算有侧移刚架的内力。
难 点：与线位移相关的方程的建立。
7.5 对称结构的计算
知识点：对称结构的特点；奇数跨对称结构（对称荷载、反对称荷载）；偶数跨对称结构（对称荷载、反对称荷载）。
重 点：对称性的应用。
难 点：半结构的选取。
第八章 力矩分配法 （4学时）
（1）教学内容
8.1 力矩分配法的基本概念
8.2 多结点的力矩分配
8.3 连续梁影响线
（2）教学要求
8.1 力矩分配法的基本概念
知识点：转动刚度、分配系数和传递系数；结点力矩、分配力矩、传递力矩；杆端弯矩、近端弯矩、远端弯矩。
重 点：掌握单结点力矩分配法解题的基本过程。
难 点：非结点荷载如何转变成结点荷载。
8.2 多结点的力矩分配
知识点：多结点力矩分配的基本思路；多结点的力矩分配解题的基本过程：结点力矩、非结点力矩。
重 点：掌握多节点力矩分配法解题的基本过程。
难 点：结点的锁住、放松。
8.3 连续梁影响线
知识点：超静定力影响线的作法；连续梁弯矩、剪力影响线的绘制。
重 点：掌握连续梁影响线的绘制。
第九章 矩阵位移法（电算程序不作要求） （4学时）
（1）教学内容
9.1 概述
9.2 单元刚度矩阵.局部坐标系
9.3 单元刚度矩阵.整体坐标系
9.4 用先处理法建立结构刚度矩阵
9.5 等效结点荷载
（2）教学要求
9.1 概述
知识点：矩阵位移法的理论基础、数学形式；矩阵位移法与传统位移法的比较：单元分析、整体分析。
9.2 单元刚度矩阵.局部坐标系
知识点：一般单元、单元刚度方程、单元刚度矩阵的性质、特殊单元。
重 点：一般单元的单元刚度矩阵。
难 点：单元刚度矩阵的性质。
9.3 单元刚度矩阵.整体坐标系
知识点：单元坐标转换矩阵；整体坐标系的单元刚度矩阵：元素kij的物理意义、对称性、奇异性。
重 点：整体坐标系的单元刚度矩阵的计算。
难 点：整体坐标系的单元刚度矩阵与局部坐标系的单元刚度矩阵的异同。
9.4 用先处理法建立结构刚度矩阵
知识点：先处理法的概念与特点、结点位移分量的统一编码、单元单位向量、刚架的整体刚度矩阵、铰结点的处理、忽略轴向变形时刚架整体分析、桁架整体分析。
重 点：不同情况下整体刚度矩阵的计算。
难 点：单元定位向量的确定、特殊情况的处理。
9.5 等效结点荷载
知识点：结点荷载与非结点荷载；单元集成法求等效结点荷载。
重 点：单元集成法求整体等效结点荷载的步骤。
难 点：等效结点荷载的概念。
第十章 结构的动力计算 （6学时）
（1）教学内容
10.1 综述
10.2 单自由度体系的自由振动
10.3 单自由度体系的强迫振动
10.4 阻尼的影响
10.5 两个自由度体系的自由振动
（2）教学要求
10.1 综述
知识点：动力计算：动荷载的特点、动力计算的目的、方法；动荷载类型：周期荷载、冲击荷载、随机荷载；动力自由度：集中质量法、广义坐标法、有限元法。
重 点：动力自由度的判断。
10.2 单自由度体系的自由振动
知识点：自由振动微分方程、微分方程的解、结构的自振周期与频率。
重 点：掌握刚度法和柔度法建立振动微分方程的基本原理；熟练掌握这些动力特性的计算。
难 点：理解单自由度体系自由振动的动力特性。
10.3 单自由度体系的强迫振动
知识点：强迫振动微分方程；简谐荷载下强迫振动微分方程的解；简谐荷载下强迫振动的动力系数；一般荷载下的强迫振动：突加荷载、短时突加荷载、线性渐增荷载。
重 点：掌握单自由度体系在简谐荷载作用下强迫振动的计算。
难 点：理解自由振动和强迫振动的本质区别。
10.4 阻尼的影响
知识点：阻尼的概念与分类、有阻尼的自由振动：ξ<1、 ξ=1、 ξ>1；有阻尼的强迫振动：突加荷载、简谐荷载。
重 点：掌握阻尼对动力特性（自振频率、振幅等）的影响。
难 点：公式的推导。
10.5 两个自由度体系的自由振动
知识点：刚度法、挠度法：振动方程、振动方程的解、振幅方程、频率方程、振型。
重 点：掌握刚度法和柔度法建立两个自由度体系自由振动微分方程。
难 点：理解频率方程和主振型等概念。
课程串讲/3
综合练习题讲解/1
九考核方式
考试形式：闭卷考试
题型构成：选择题20%，作图题20%，计算题60%
十学时分配表
| 章 | 教学内容 | 讲课学时 |
| 课程介绍 | 1 | |
| 一 | 绪论 | 1 |
| 二 | 平面体系的几何组成分析 | 2 |
| 三 | 静定结构的内力分析 | 6 |
| 四 | 静定结构的位移计算 | 6 |
| 五 | 影响线 | 4 |
| 六 | 力法 | 6 |
| 七 | 位移法 | 4 |
| 八 | 力矩分配法 | 4 |
| 九 | 矩阵位移法（含十 电算程序） | 4 |
| 十一 | 结构的动力计算 | 6 |
| 课程串讲 | 3 | |
| 综合练习题讲解 | 1 | |
| 合计 | 48 |
十一使用教材
结构力学，胡兴国、吴莹主编，武汉理工大学出版社，2007年第3版，普通高等教育“十一五”国家级规划教材