《结构力学教案设计》.docx

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《结构力学教案设计》

内蒙古工业大学

教案

2012/2013学年1学期

学院土木工程学院

系别建筑工程系

课程名称结构力学M

授课对象土木10-9班

主讲教师时金娜

职称助教

课程学时96学时

内蒙古工业大学教案（课程）

教案编写时间：

2012年8月

课程名称

结构力学M

课程代码

060203004M

总学时：

96学时

讲课：

96学时

上机：

0学时

实验：

0学时

其他：

0学时

学时

96

课程类别

公共课（）基础课（）专业课（）

技术基础课（√）专业选修课（）公共选修课（）

授课对象

土木工程10-9班

教材：

《结构力学》（上、下册）包世华主编武汉工业大学出版社

中国土木工程学会教育工作委员会审定教材

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

3、《结构力学教程》龙驭球包世华主编高等教育出版社

教学目的、要求：

结构力学课程是土木工程专业的技术基础课，在该专业中占有重要地位。

设置本课程的目的是使学生系统的掌握杆件结构体系强度、刚度、稳定性的基本理论和基本方法，为土木工程的结构设计及建筑施工提供必要的理论知识和分析方法，为后继专业课程的学习奠定必要的力学基础。

教学重点、难点：

1、结构的几何组成分析

2、静定结构在静力荷载作用下内力的分析计算

3、静定结构在移动荷载作用下内力的分析计算——影响线

4、静定结构位移的分析计算

5、超静定结构的计算（力法、位移法、力矩分配法）

6、结构的动力计算

注：

1、本页内容针对所讲授课程的总体情况填写；

2、预留版面不够可另附页。

内蒙古工业大学教案（课次）

第1次课2学时

授课题目：

第一章绪论

教学目的、要求：

了解结构力学的任务，与其他课程间的关系及常见杆件结构类型。

掌握结构计算简图的概念和确定计算简图的原则。

掌握杆件结构的支座分类、结点分类。

教学重点、难点：

本章重点：

各种支座、铰结点、刚结点的特点；确定计算简图的原则。

本章难点：

计算简图的选择。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

1.1结构和结构的分类（30分钟）

1、结构定义；

2、结构分类（依据几何特征）：

杆件结构、板壳结构、实体结构。

1.2结构力学的任务与方法（20分钟）

1.3结构的计算简图（50分钟）

1、计算简图及其选择原则；（10分钟）

2、计算简图的简化要点：

结构体系的简化、杆件的简化、结点的简化、支座的简化、材料性质的简化、荷载的简化（40分钟）

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

无

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第2次课2学时

授课题目：

第一章绪论

第二章结构的几何组成分析

教学目的、要求：

了解常见杆件结构类型和荷载的分类。

了解几何组成分析的目的，掌握几何不变、几何可变体系和刚片、自由度、约束等概念。

教学重点、难点：

本章重点：

结构的几何组成分析

本章难点：

结构的几何组成分析

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

第一章：

1.4杆件结构的分类（25分钟）

1、按结构组成和受力特点分：

梁、拱、刚架、桁架、组合结构。

2、根据结构的计算特点分：

静定结构和超静定结构。

3、根据杆件和荷载的位置：

平面结构和空间结构。

1.5荷载的分类（25分钟）

1、根据作用时间：

恒载和活载。

2、根据作用性质：

静力荷载和动力荷载。

第二章：

（50分钟）

2.1几何组成分析的目的、几何不变体系和几何可变体系

2.2自由度和约束的概念

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

无

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第3次课2学时

授课题目：

第二章结构的几何组成分析

教学目的、要求：

掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则。

熟练掌握平面结构的几何组成分析。

理解结构的几何特性与静力特性的关系。

教学重点、难点：

本章重点：

无多余约束几何不变体系的概念及组成规则；二元体的概念。

本章难点：

无多余约束几何不变体系的概念及组成规则。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

2.3几何不变无多余约束的平面杆件体系的几何组成规律（25分钟）

2.4瞬变体系（25分钟）

2.5几何组成分析举例（25分钟）

2.6结构的几何组成与静定性的关系（25分钟）

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题1、2、3、7、8、9、11、12

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第4次课2学时

授课题目：

第三章静定梁

教学目的、要求：

要掌握熟练静定梁内力分析计算的基本原理和方法。

教学重点、难点：

本章重点：

静定单跨梁受力特点；荷载内力微分关系；利用分段叠加法作弯矩图。

本章难点：

静定单跨梁的弯矩图、剪力图绘制方法。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

3.1静定单跨梁的计算（100分钟）

1、用截面法求指定截面（控制截面）的内力；（25分钟）

2、利用荷载与内力的微分关系作内力图；（25分钟）

3、利用分段叠加法作弯矩图。

（25分钟）

4、例题的分析与讲解（25分钟）

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题1、2（a、b）

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第5次课2学时

授课题目：

第三章静定梁

教学目的、要求：

要掌握简支斜梁和静定多跨静定梁内力分析计算的基本原理和方法。

教学重点、难点：

本章重点：

静定多跨静定梁受力特点、层次图、内力计算。

本章难点：

静定多跨静定梁的层次图、内力计算及弯矩图绘制。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

3.2简支斜梁的计算（50分钟）

1、简支斜梁承受竖向均布荷载时的两种表示方法（15分钟）

2、简支斜梁在竖向均布荷载作用下内力的分析计算（15分钟）

3、例题的分析与讲解（20分钟）

3.3多跨静定梁（50分钟）

1、几何组成特点及关系图（层次图）做法（5分钟）

2、分析总结多跨静定梁受力特点（10分钟）

3、多跨静定梁内力分析计算的方法和步骤（10分钟）

4、例题的分析与讲解（25分钟）

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题3、4、5

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第6次课2学时

授课题目：

第三章静定梁

教学目的、要求：

通过习题练习和讲解，学生要熟练掌握静定梁内力分析计算的基本原理、方法和步骤。

教学重点、难点：

本章重点：

静定静定梁受力特点、内力分析计算的原理和方法。

本章难点：

静定多跨静定梁的层次图做法、内力计算及弯矩图绘制。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

本章习题讲解（100分钟）

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第7次课2学时

授课题目：

第四章静定刚架

教学目的、要求：

通过本节学习，学生要掌握静定刚架内力分析计算的基本原理、方法和步骤。

教学重点、难点：

本章重点：

静定刚架内力特点；作刚架弯矩图时结点平衡条件的利用。

本章难点：

计算刚架指定截面的弯矩、剪力、轴力；绘制刚架弯矩图、剪力图、轴力图。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

4.1静定平面刚架的几何组成及特点

1、静定平面刚架的几何组成及特点

2、静定平面刚架的分类

4.2静定刚架支座反力的计算

1、支座反力的分析计算

2、例题的分析与讲解

4.3静定刚架内力计算和内力图的绘制

1、内力的分析计算，内力图的绘制

2、例题的分析与讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题1、2

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第8次课2学时

授课题目：

第四章静定刚架

教学目的、要求：

通过本节学习，要掌握三铰刚架、多跨静定刚架内力分析计算的基本原理与方法。

教学重点、难点：

本章重点：

三铰刚架、多跨静定刚架的组成及受力特点。

本章难点：

计算三铰刚架、多跨静定刚架指定截面的内力；绘制刚架内力图。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

4.4三铰刚架及多层多跨静定刚架的内力图

1、内力分析计算的原理、方法和步骤；

2、例题的分析与讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题3、4、6

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第9次课2学时

授课题目：

第四章静定刚架

教学目的、要求：

通过习题的练习和讲解，学生要熟练掌握刚架内力分析计算的基本原理、方法和步骤。

教学重点、难点：

本章重点：

静定刚架的组成及受力特点。

本章难点：

计算刚架控制截面的内力；绘制刚架内力图。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

本章习题讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

无

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第10次课2学时

授课题目：

第五章三铰拱

教学目的、要求：

通过本节学习，学生要了解三铰拱的组成和类型，掌握竖向荷载作用下三铰拱支反力、内力分析计算的基本原理和方法。

教学重点、难点：

本章重点：

三铰拱的的组成和类型；三铰拱的支座反力、内力的计算方法。

本章难点：

三铰拱的支反力计算及指定截面内力的分析计算。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

5.1三铰拱的组成和类型

1、拱的组成、特点及形式2、三铰拱的特点

3、三铰拱支反力和内力正负号的规定

5.2竖向荷载作用下三铰拱的支座反力和截面内力的计算公式

1、支反力的分析计算（三铰拱与对应简支梁关系）

2、内力的分析计算（三铰拱与对应简支梁关系）

3、绘制三铰拱的内力图

4、例题的分析与讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题1

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第11次课2学时

授课题目：

第五章三铰拱

教学目的、要求：

通过本节学习，学生要掌握三铰拱的受力特点和合理轴线。

教学重点、难点：

教学重点：

三铰拱的受力特点；

教学难点：

三铰拱的受力特点；

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

5.3三铰拱的受力特点

5.4三铰拱的合理轴线

1、合理轴线的定义

2、利用数解法和图解法求拱的合理轴线

3、各种荷载作用下拱的合理轴线形式

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时

作业布置：

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第12次课2学时

授课题目：

第六章静定桁架和组合结构

教学目的、要求：

通过本节学习，学生要了解静定桁架的特点和组成分类，掌握用结点法分析计算桁架杆件内力的方法。

教学重点、难点：

结点法的应用，桁架中零杆的分析。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

6.1桁架的特点和组成分类

1、桁架的组成和特点

2、桁架的分类

6.2结点法

1、结点法的特点

2、例题的分析计算

3、桁架中零杆的分析

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题6.1

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第13次课2学时

授课题目：

第六章静定桁架和组合结构

教学目的、要求：

通过本节学习，要掌握用截面法、结点法和截面法联合应用分析计算桁架杆件内力的方法。

教学重点、难点：

结点法和截面法联合应用分析计算桁架杆件的内力。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

6.3截面法

1、截面法分析计算静定桁架的内力

2、例题的分析计算

6.4结点法和截面法的联合应用

1、结点法和截面法分析计算静定桁架的内力

2、例题的分析计算

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题2、3

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第14次课2学时

授课题目：

第六章静定桁架和组合结构

教学目的、要求：

掌握组合结构的特点及其分析计算的基本原理和方法。

教学重点、难点：

组合结构内力的分析计算

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

6.5组合结构

1、组合结构的概念：

梁式杆（以受弯为主）+桁架杆（只受轴力）

2、组合结构的特点

3、组合结构的内力分析

4、例题的分析计算

本章习题的分析与讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

题4

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第15次课2学时

授课题目：

第七章静定结构总论

教学目的、要求：

通过本节学习，要掌握静定结构受力分析的方法，静定结构的一般性质和各种结构形式的受力特点。

教学重点、难点：

静定结构受力分析的方法，静定结构的一般性质和各种结构形式的受力特点。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

7.1静定结构受力分析的方法

7.2静定结构的一般性质

1、静定结构的基本特性：

满足平衡条件的内力解答的唯一性。

2、静定结构的一般性质：

A、温度变化、支座沉降的因数不会在静定结构中引起内力。

B、静定结构局部平衡性。

C、静定结构荷载等效性。

D、静定结构的构造变换特性。

7.3各种结构形式的受力特点

1、梁、拱、刚架、桁架的受力特点

2、梁式桁架的形式与受力特点

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时。

作业布置：

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

内蒙古工业大学教案（课次）

第16次课2学时

授课题目：

第八章影响线

教学目的、要求：

通过本节学习，掌握影响线的概念和绘制影响线的基本方法。

熟练掌握用静力法绘制静定单跨梁支座反力和内力的影响线。

教学重点、难点：

重点：

影响线的含义；静力法作静定单跨梁内力影响线的步骤。

难点：

静力法作静定单跨梁的内力影响线。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

8.1影响线的概念

1、荷载的分类2、影响线的概念

3、影响线的正负4、移动荷载作用下结构计算的2个问题

8.2静力法作静定单跨梁影响线

1、影响线方程

2、简支梁的影响线

3、伸臂梁的影响线

4、例题的分析与讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时

作业布置：

题8.1、8.2

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第17次课2学时

授课题目：

第八章影响线

教学目的、要求：

通过本节学习掌握结点荷载作用下梁的影响线作法，静力法作桁架的影响线。

教学重点、难点：

节点荷载作用下梁的影响线绘制，静力法作桁架的影响线。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

8.3结点荷载作用下梁的影响线

1、结点荷载作用下梁的影响线的特点

2、结点荷载作用下梁的影响线的作法

3、结点荷载作用下梁的影响线的做法应注意的问题

4、例题的分析与讲解

8.4静力法作桁架的影响线

1、桁架的影响线的做法

2、桁架的影响线的特点

3、例题的分析与讲解

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时

作业布置：

题6、7、8、9、10

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第18次课2学时

授课题目：

第八章影响线

教学目的、要求：

通过本节学习，掌握机动法作静定梁影响线、掌握影响量的计算、掌握影响线最不利荷载位置的确定。

教学重点、难点：

机动法作静定梁内力影响线的步骤；临界位置的判别条件；在移动荷载作用下求内力最大值的步骤。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

8.5机动法作静定单跨梁的影响线

1、机动法作梁的影响线的依据：

刚体体系的虚功原理

2、机动法作梁的影响线的原理、步骤

3、机动法作简支梁的影响线

4、机动法作静定多跨梁的影响线

8.6影响线的应用

1、求解影响量值

2、可动均布荷载的最不利布置

3、移动荷载的最不利布置

（二）教学方法：

讲授

（三）时间分配：

集中授课2学时

作业布置：

题12、13、14、15、21、23

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

注：

各栏大小可根据需要进行调整。

内蒙古工业大学教案（课次）

第19次课2学时

授课题目：

第八章影响线

教学目的、要求：

通过习题课的练习与讲解，使学生更好掌握影响线概念、绘制方法及其应用；

教学重点、难点：

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学内容：

本章习题的分析与讲解

（二）教学方法：

习题讲授

（三）时间分配：

练习+讲授2学时。

作业布置：

主要参考资料：

1、《结构力学解疑》、雷钟和主编、清华大学出版社

2、《结构力学解题方法及复习指导》、徐新济主编同济大学出版社

课后自我总结分析：

内蒙古工业大学教案（课次）

第20次课2学时

授课题目：

第九章虚功原理和结构的位移计算

教学目的、要求：

通过本节学习，理解变形体的虚功方程；掌握实功、虚功、广义力、广义位移；掌握单位荷载法计算位移和位移计算的一般公式。

教学重点、难点：

杆系虚功方程表达式；单位荷载法计算位移和位移计算的一般公式

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

（一）教学