结构力学1教案.docx
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结构力学1教案
莱阳农学院教案
2005～2006学年第二学期
课程名称
结构力学Ⅰ
课程代码
2200100
课程性质
专业基础课
学时数
50
开课院（部）
建筑工程学院
教研室
结构教研室
授课班级
土木工程2004级
主讲教师
冯秀梅
职称
讲师
教研室主任
冯秀梅
专业负责人
二○○六年二月
莱阳农学院教案
课程名称
结构力学
授课专业
土木工程
班级
2004
课程代码
2200100
课程类型
必修课程（√）；限选课程（ ）；全校性选修课程（）
授课教师
冯秀梅
职称
讲师
单位
建筑工程学院
授课方式
课堂讲授（√）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
考核方式
闭 卷（√）；开卷（）；课程论文（）
具体操作（）；多种形式结合（）
课程教学
总学时数
学时：
50
学分数
2.5
学时分配
课堂讲授46 学时；实验课 学时；田间观察 学时
实际操作 学时；讨论 学时；上机 4 学时
教材名称
结构力学教程（Ⅰ）
作者
龙驭球包世华
出版社及
出版时间
高等教育出版社2000年7月
指 定
参考资料
结构力学（Ⅰ）
结构力学
作者
张俊
张长领
吴大炜
出版社及
出版时间
重庆大学出版社
武汉工业大学出版社
授课时间
第2周至第14周；星期三第1，2节、星期五第6，7节、
备注
注：
表中（）选项请打“√”
周 次
第2周，第1次课；总第1次课
章节名称
第1章绪论
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
通过绪论使学生了解结构力学的学科内容及学习任务。
教学基本内容纲要
一、明确结构的定义，从几何角度对结构进行划分。
阐述结构力学与理论力学、材料力学的关系，同时确定结构力学的研究对象。
明确结构力学的基本任务。
介绍结构力学计算方法应考虑的条件：
（1）力系的平衡条件或运动条件；
（2）变形的几何连续条件；
（3）应力与变形间的物理条件（本构方程）。
二、结构的计算简图及简化要点，掌握简化原则和明确简化要点：
1、结构体系的简化
2、杆件的简化
3、杆件间连接的简化
4、基础的简化
5、材料及荷载的简化
三、讲解杆件结构力学中杆件的分类。
四、荷载的分类。
教学重点
与难点
重点：
杆件、节点、支座的简化及计算简图的确定。
难点：
各支座形式的传力形式。
教学过程
设计
回顾前面材料力学和理论力学的基本知识，介绍本门课程的重点及学习方法，通过实例来介绍结构力学的计算方法及如何确定荷载、计算简图。
作业、讨论及辅导
讨论现实生活中的各种结构形式，明确各个不同的建筑形式中的荷载传递形式。
课后小结
板书清晰工整，对本节知识的重、难点的把握适度；教学方法应用灵活，课堂气氛活跃，达到预期的效果
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第2周，第2次课；总第2次课
章节名称
第2章平面体系的构造分析
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
让学生掌握平面几何构造分析的方法
教学基本内容纲要
几何构造分析的基本概念，几何不变体系的基本组成规律
教学重点
与难点
重点：
体系的构造分析
难点：
几何不变体系基本组成规则理解
教学过程
设计
复习第一节的内容引申到结构需要稳定的问题，如何判断结构的稳定问题就又此节开始介绍几何构造分析的基本概念，通过概念和实例进一步引出几何不变体系的基本组成规律，并通过例题讲解几何不变体系基本组成规律的应用。
作业、讨论及辅导
习题2-2a、2-3d、2-4e.
课后小结
这一章是结构力学的基本部分，打好基础才是关键。
课堂强调对基本概念的理解和构造组成规律的掌握。
板书清晰工整，对本节知识的重、难点的把握适度；教学方法应用灵活，课堂气氛活跃，达到预期的效果
参考资料
1、龙驭球，包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球，包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊，张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第3周，第1次课；总第3次课
章节名称
第2章平面体系的构造分析
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
加深对平面几何构造分析的规则的理解与应用。
掌握平面杆件体系的计算自由度计算方法。
教学基本内容纲要
瞬变体系、瞬变、无穷远处瞬铰的概念。
平面几何不变体系的组成规律：
（1）一个点与一个钢片之间的连接方式
（2）两个钢片之间的连接方式
（3）三个钢片之间的连接方式
平面杆件体系的装配格式，平面杆件体系的计算自由度，体系的几何组成及静定性关系。
教学重点
与难点
重点：
平面几何不变体系的组成规则，自由度的计算。
难点：
平面几何不变体系的组成规则的理解与应用，利用规则分析的具体的平面体系。
教学过程
设计
首先提出瞬变体系、瞬变、无穷远处瞬铰的概念。
然后引伸到平面几何不变体系的组成规律，通过例题讲解规律的具体应用。
作业、讨论及辅导
2-7a、b、2-9c、2-11。
课后小结
本节课中的概念较多需要理解和记住，而且之间的区别要掌握。
对本节知识的重、难点的把握适度；结构的几何组成规律在以后的知识中应用还很多强调学生掌握好此点知识。
对比的教学方法应用灵活，课堂气氛活跃，达到预期的效果。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第3周，第2次课；总第4次课
章节名称
第3章静定结构内力分析
授课方式
课堂讲授（ √）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
掌握静定梁的内力分析方法。
教学基本内容纲要
静定梁截面的内力分量及正负号规定；静定梁指定截面内力的计算方法—截面法；荷载与内力之间的微分关系；荷载与内力之间的增量关系；荷载与内力之间的积分关系。
用分段叠加法作弯矩图。
教学重点
与难点
重点：
梁的内力计算及内力图的绘制。
难点：
利用内力与荷载集度之间的微分关系绘制和校核内力图。
梁的内力计算及内力图的绘制。
教学过程
设计
静定梁截面的内力分量及正负号规定，静定梁指定截面内力的计算方法—截面法；梁内力与荷载之间的各种关系。
通过具体实例讲解如何用分段叠加法作弯矩图。
作业、讨论及辅导
习题：
3-1c、f、g、h。
课后小结
静定结构的内力分析是结构力学求解内力的基础。
把握好基础的知识才能为后续知识打下良好的开端。
课堂教学效果很好。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第4周，第1次课；总第5次课
章节名称
斜梁及静定多跨梁的内力计算
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
掌握静定斜梁的内力计算方法。
静定多跨梁的内力计算及内力图的绘制。
教学基本内容纲要
计算静定斜梁时荷载的转化方法，斜梁中弯矩、剪力、轴力的具体计算，通过例题来具体示例。
多跨梁的内力计算：
从几何构造上来分析静定多跨梁，静定多跨梁通常分为附属部分和基本部分，常见计算顺序先附属部分后基本部分。
教学重点
与难点
重点：
静定多跨梁的内力计算及内力图的绘制。
难点：
多跨梁基本部分和附属部分的划分及受力特点，静定多跨梁的内力图绘制。
教学过程
设计
斜梁的概念，通过例题来具体示例，计算静定斜梁时荷载的转化方法，斜梁中弯矩、剪力、轴力的具体计算。
从几何构造上来分析静定多跨梁，静定多跨梁通常分为附属部分和基本部分，通过例题讲解多跨梁的求解原则及方法。
作业、讨论及辅导
习题：
3-5a、b。
课后小结
本节内容在以后的毕业设计中能应用得到，同学们应很好的理解。
对于多跨梁的计算问题应把握好其层次图。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第4周，第2次课；总第6次课
章节名称
静定平面刚架的内力计算
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
了解静定平面刚架的特征及应用、掌握静定平面刚架的内力计算方法。
教学基本内容纲要
刚架的特点，刚架中刚节点可以承受和传递弯矩，因而在刚架中弯矩是主要内力。
刚架的支座反力求解。
刚架中各杆的杆端内力，正确的选取隔离体，规定各个内力的正负号，利用平衡条件求得杆件的内力。
绘制刚架的内力图，刚架内力图基本做法是把刚架拆成杆件，求出各个杆件的内力，绘制出其内力图，各个杆件的内力图合在一起就成刚架的内力图，通过例题说明刚架的内力计算方法、过程，并绘制刚架的内力图。
教学重点
与难点
重点：
平面刚架的内力计算及内力图的绘制。
难点：
刚架中各杆的杆端内力计算及内力图的绘制。
教学过程
设计
通过具体实例来介绍刚架的特点及在刚架中弯矩是主要内力。
通过例题讲解如何求解刚架中各杆的杆端内力，正确的选取隔离体，规定各个内力的正负号，利用平衡条件求得杆件的内力。
刚架的内力计算方法、过程，并绘制刚架的内力图。
作业、讨论及辅导
习题：
3-7a、3-8a、d。
课后小结
课堂讲授的方法同学反映很好，板书清晰工整，对本节知识的重、难点的把握适度；由于刚架的内容在以后各章中还有接触，需要同学好好掌握
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第5周，第1次课；总第7次课
章节名称
三铰刚架及复合刚架的内力计算
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
掌握三铰刚架及复合刚架的内力计算方法。
教学基本内容纲要
三铰刚架的内力分析，刚架约束力及支座反力的求解。
求约束力及支座反力时注意结构的几何构造特点。
绘制刚架弯矩图时，图形应该画在受拉纤维一侧。
掌握利用弯矩图作结构的剪力图和轴力图。
教学重点
与难点
重点：
三铰刚架及复合刚架的内力计算方法
难点：
复合刚架的内力计算
教学过程
设计
一、三铰刚架的特点，复合刚架的分析原则。
二、通过例题举例说明刚架的支反力的求解方法及过程。
三、三铰刚架内力的求解及内力图的绘制，并通过具体例题讲解如何应用弯矩图来绘制剪力图和轴力图。
作业、讨论及辅导
习题：
3-10、3-11。
课后小结
本节内容需要记住计算公式，而且要注意其正负号。
课堂教学过程中，板书清晰工整，对本节知识的重、难点的把握适度；教学方法学生容易接受，课堂气氛活跃，达到预期的效果。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第5周，第2次课；总第8次课
章节名称
三铰拱的内力计算
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
了解三铰拱结构的特征及应用。
掌握三铰拱的内力计算方法。
教学基本内容纲要
1、三铰拱的支座反力求解
2、三铰拱的内力计算方法，将拱的计算方法与静定梁作比较。
3、拱的受力特点，在竖向荷载作用下，拱有水平推力。
由于推力的存在，三铰拱截面上的弯矩比简支梁的弯矩小。
在竖向荷载下，梁的截面没有内力，而拱的截面内轴力较大。
通过课本p112例题来说明。
教学重点
与难点
重点：
三铰拱的内力计算
难点：
三铰拱的内力计算，内力图的绘制。
教学过程
设计
三铰拱的结构特征，三铰拱支座反力的求解方法，并与静定梁作比较，拱的受力特点及内力图的绘制。
具体理论的应用通过课本p112例题来说明。
作业、讨论及辅导
例题：
例3-14
课后小结
对公式的理解和应用较难。
采用对比的方式讲解三铰拱和刚架的区别课堂效果较好。
板书清晰工整，对本节知识的重、难点的把握适度。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第6周，第1次课；总第9次课
章节名称
三铰拱的压力线及合理拱轴的概念
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
了解三铰拱的压力线及合理拱轴的概念，并应用合理拱轴的概念求三铰拱的合理轴线。
教学基本内容纲要
三铰拱的压力线的概念，在三铰拱中截面合力的图解法。
1、确定各截面合力的大小和方向。
2、确定各截面合力的作用线。
三铰拱合理轴线的概念，通过例题具体来求解三铰拱的合理轴线。
教学重点
与难点
重点：
三铰拱的压力线及合理拱轴的概念。
难点：
三铰拱的压力线及三铰拱合理拱轴的确定。
教学过程
设计
三铰拱的压力线及合理拱轴的概念，通过图解来说明三铰拱压力线，通过例题具体来求解三铰拱的合理轴线。
作业、讨论及辅导
习题：
3-25
课后小结
本节的概念要好好掌握和理解。
能简单计算合理拱轴线。
采用的提问方法有助学生记住和理解。
课堂效果较好。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第6周，第2次课；总第10次课
章节名称
静定桁架的计算
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
了解桁架结构的基本概念，掌握桁架结构的内力计算方法—结点法。
教学基本内容纲要
桁架的特点和组成，桁架的分类。
能从几何构造分析角度来分析桁架结构的几何组成。
结点法：
取桁架的结点作为隔离体，利用平面汇交力系的两个平衡条件计算各杆的未知力。
结点法最适合于计算简单桁架。
教学重点
与难点
重点：
桁架计算的结点法
难点：
桁架计算的结点法
教学过程
设计
一、桁架的特点和组成，桁架的分类。
二、从几何构造角度分析桁架的几何组成。
三、通过具体例题来讲解结点法求桁架的内力。
作业、讨论及辅导
习题：
3-15a、d、3-18a。
课后小结
本节讲授的结构的另一种形式和其他形式有什么不同，其几何组成有哪些特点要学生很好的掌握，在课堂讲授过程中不断的提出问题，让学生回答，形成良好的互动形式。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第7周，第1次课；总第11次课
章节名称
截面法及节点法与截面法联合应用计算桁架的内力
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
掌握用截面法、截面法与结点法的联合应用来计算桁架的内力。
教学基本内容纲要
截面法的概念，通过例题来讲解利用截面法求桁架的内力。
截面单杆的概念。
截面法和结点法的联合应用，举例具体的桁架内力的求解方法。
教学重点
与难点
重点：
桁架计算中截面法及结点法与截面法联合应用。
难点：
桁架计算中截面法的灵活运用。
教学过程
设计
一、截面法的概念，截面单杆的概念。
二、举例具体讲解桁架内力的求解方法。
作业、讨论及辅导
习题：
3-19b、e。
课后小结
采用比较法比较两种计算内力的方法的不同及其适用范围，要求学生掌握主要内容，课堂讲解详细例题有代表性效果较好。
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第7周，第2次课；总第12次课
章节名称
组合结构及静定结构总论
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
课堂板书
教学目的
与要求
正确区分结构中各个受力杆件，能够灵活运用截面法及结点法求解组合结构中各个杆件的内力，让学生对静定结构有一总体性的了解。
教学基本内容纲要
组合结构的概念，其中一部分杆件是链杆，只受轴力作用，而另一部分为梁式杆，承受弯矩作用。
举例解释区分链杆和梁式杆。
应用截面法和结点法来求解各个杆件的内力。
举例3-13求组合结构各个杆件的内力。
静定结构总论
教学重点
与难点
重点：
组合结构中链杆和梁式杆的正确区分。
难点：
组合结构中链杆和梁式杆的正确区分，以及如何选择结点法和截面法求解组合结构的内力。
教学过程
设计
基本概念的讲述，通过例题讲解链杆和梁式杆的区分，及组合结构的内力求解过程。
作业、讨论及辅导
3-20
课后小结
板书清晰工整，对本节知识的重、难点的把握适度；教学方法应用灵活，课堂气氛活跃，达到预期的效果
参考资料
1、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
2001年1月
2、龙驭球、包世华主编《结构力学》（上、下册）高等教育出版社
1988年9月
3、孙俊、张长岭主编《结构力学》重庆大学出版社2000年11月
4、吴大炜主编《结构力学》武汉工业大学出版社2000年9月
5、阮澍铭，于玲玲《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004年9月
周 次
第8周，第 1次课；总第 13 次课
章节名称
第四章虚功原理和结构的位移计算：
第一节概述；第二节虚功原理
授课方式
课堂讲授（√）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
板书，在讲授过程中向同学提问并结合学过的知识引导同学学习新的知识形成很好的互动教学形式。
教学目的
与要求
了解虚功的概念和和掌握虚功原理的应用
教学基本内容纲要
1．结构的位移
2．虚功的概念
3．虚功原理的推导（刚体体系的虚功原理和变形体系的虚功原理）
4．虚功原理的应用
教学重点
与难点
重点：
虚功原理的应用
难点：
虚功原理的推导
教学过程
设计
复习前一节学过的内容，举例引出结构位移的产生原因，由此提出用什
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