《建筑力学》教学大纲  

 

课程代码： 0902060309       课程名称：建筑力学

学    分： 4                总 学 时：64

讲课学时：48                实验学时：16        上机学时：    

适用对象：建筑学专业（5年） 先修课程：

 

一、课程的性质与任务

通过本课程内容的教学，使建筑学专业的学生对建筑力学与结构特性有基本了解。并掌握 最基本的力学概念和结构构件的设计知识。一方面取得与结构专业密切配合的共同语言，另一 方面为学生今后学习结构方案及造型设计等课程打下良好基础。本课程要求熟练掌握结构受力 图、静力平衡原理、截面法求平面内力等静力学内容；掌握拉(压) 杆、剪切变形、梁弯曲、 柱稳定、组合变形等内容；掌握平面体系的几何组成分析，静定结构的内力分析，梁的应力、 梁的变形等；掌握结构构件的强度计算及钢筋混凝土受弯构件、轴压及偏压柱的强度计算及构 造措施等，掌握砌体房屋的设计估算，了解钢结构主要构件的设计及连接构造，了解木结构基 本知识。熟悉高层房屋结构及地基基础、抗震的基本知识。

针对“建筑力学”课程中有关工程实际的计算分析，可以结合当下发生的实例进行讲授，比如在梁的应力和变形计算部分可以结合山西临汾饭店坍塌事故，事故主要原因是违规改建导致砖混结构整体性差，楼板承载能力下降，产生较大变形分析事故原因，让学生了解了不同结构的受力特征，同时通过力学方面的计算分析，让学生体会到遵守工程规范的重要性，激发学生的社会责任感，培养学生严谨的科学态度，培养学生的工程伦理道德修养。

 

二、课程教学的基本要求

（1）掌握平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。

（2）掌握力法的基本原理和用力法计算超静定结构在荷载作用下的内力。了解超静定结构的力学特性。

（3）掌握位移法的基本原理和刚架在荷载作用下的计算。

（4）掌握力矩分配法的概念，会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。

（5）理解影响线的概念，熟练掌握作静定梁和桁架内力影响线的静力法和机动法。会用影响线求移动荷载下结构的最大内力。了解简支梁绝对最大弯矩计算方法，了解包络图概念。了解超静定结构影响线作法及连续梁均布活载最不利布置及包络图。

三、课程教学内容

理论部分

（一）绪论

1、建筑力学的任务

2、建筑力学的基本假设

3、结构计算简图

结构的计算简图

4、示例

5、平面体系的几何组成分析

几何不变体系；

约束；

几何不变体系的简单组成规则；

示例；

重点：结构计算简图

难点：几何不变体系的简单组成规则

（二）力系的平衡

1、力 力矩：力 力的合成与分解力矩

2、力系：力系的主失量 力系的主矩 力偶

3、力系的平衡：平衡条件 平衡状态 静力等效力

4、支座反力

重点：力系的平衡：平衡条件

难点：支座反力

（三）内力与内力图

1、内力：

应力；

内力；

杠杆的基本变形形式；

2、结构的内力图：

内力方程和内力图；

单跨静定的内力图

3、利用微分关系作内力图：

内力与荷载集度的微分关系；

控制截面法作内力图；

直杆弯距图的叠加法；

重点：内力方程和内力图

难点：利用微分关系作内力图

（四）静定结构的受力分析

1、概述：

静定与超静概念；

静定结构受力分析方法

2、多跨静定梁：

基本部分和附属部分；

多跨静定梁的内力计算

3、静定平面钢架：

静定平面钢架的内力计算；

刚架内力图的简捷作法

4、静定平面桁架：

理想桁架；

静定平面行架的内力计算；

桁架的形式及其受力特点；

5、静定组合结构：

6、三铰拱：

概述；

三铰拱的计算；

三角拱的合理计算；

7、静定结构的特性：

重点：静定结构受力分析方法

难点：静定平面钢架的内力计算

（五）轴向拉伸.压缩杆的强度计算

1、轴向拉伸、压缩杆的变形

2、轴向拉伸、压缩杆的应力：

轴向拉伸、压缩杆的应力；

胡克定律；

圣维南原理；

3、材料的力学性能：

材料拉伸时的力学性能；

材料压缩时的力学性能；

材料的强度指标和塑性指标；

4、轴向拉伸压缩杆的强度计算：

强度失效、许用应力；

轴向拉审、压缩杆的强度条件；

轴向拉审压缩杆的强度计算；

重点：轴向拉伸、压缩杆的应力

难点：轴向拉伸压缩杆的强度计算

（六）、扭转杆的强度计算

1、纯剪切：

薄壁圆桶的扭转；

纯简切状态；

纯剪切状态的主应力；

材料扭转时的力学性能、剪切胡克定律；

2、圆截面杆的扭转：

圆截面杆扭转时的变形；

圆截面杆扭转时的应力；

空心截面杆的扭转；

3、圆截面杆的扭转强度计算：

圆截面杆的扭转破坏实验；

扭转杆的强度条件；

圆截面杆扭转时的强度计算

4、矩形截面杆的扭转：

非圆截面杆扭转问题概述；

矩形截面杆的扭转；

重点：圆截面杆扭转时的变形

难点：圆截面杆扭转时的强度计算

（七）弯曲杆的强度计算

1、纯弯曲杆的应力：

纯弯曲杆的变形；

纯弯曲杆的应力；

2、剪切弯曲杆的应力

弯曲正应力；

弯曲切应力；

3、剪切弯曲杆的主应力：

剪切弯曲杆的主应力

主应力迹线；

4、弯曲杆的强度计算：

广义胡克定律；

强度失效判别准则；

弯曲杆的强度条件；

弯曲杆的强度计算；

5、提高杆件弯曲强度的方法：

重点：纯弯曲杆的应力

难点：弯曲杆的强度计算

（八）组合变形杆的强度计算

1、概述：

组合变形的概念；

组合变形杆的强度计算方法；

2、斜弯曲杆的强度计算：

斜弯曲杆的应力；

斜弯曲杆的强度计算方法；

3、拉(压)弯组合变形杆的强度计算：

拉(压)弯组合变形杆的强度计算；

偏心受压杆的强度计算；

4、圆截面玩扭杆的强度计算：

    圆截面玩扭杆的强度计算；

矩形截面玩扭杆的强度计算；

重点：组合变形杆的强度计算方法

难点：斜弯曲杆的强度计算方法

实践部分

实践部分主要为实验，第一部分拉压杆的实验。

重点：拉压杆的强度。线应变，角应变。

难点：万能实验机的操作及应力应变图形的绘制。

第二部分为弯曲强度实验。

（九）结构的位移计算和刚度校核

1、概述

  变形和位移

  结构位移计算的目的和方法

2、杆件的变形与位移

  轴向拉、压杆的变形和位移

  圆截面扭转杆的变形及刚度条件

  平面弯曲杆的位移及刚度条件

3、静定结构荷载作用下位移计算

  图乘法计算梁和刚架的位移

  桁架的位移计算

  组合结构的位移计算

重点：单位荷载法求解位移

难点：图乘法求解位移

 （十）超静定机构分析

1、概述

  超静定机构概念

  超静定次数的确定

  超静定机构的计算方法

2、力法

  力法的基本概念

  超静定梁和刚架的计算 对称性的利用

  超静定桁架和超静定组合结构的计算

  等截面直杆的转角位移方程

3、位移法

  位移法的基本概念

  位移法的基本未知量和基本方程

  位移法的计算示例

4、力矩分配法

  力矩分配法的基本原理

  用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架

5、超静定机构的特性

重点：力法

难点：力矩分配法

（十一）移动荷载作用下静定梁的计算

1、概述

  问题的提出

  影响线概念

2、简支梁影响线

静力法作影响线

3、最不利荷载位置

  利用影响线求量值

  利用影响线确定最不利荷载位置

4、简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩

  简支梁的内力包络图

  简支梁的绝对最大弯矩

重点：最不利位置的确定

难点：简支梁的内力包络图

（十二）压杆稳定

1、概述

2、基本概念 欧拉公式

  稳定性概念

  临界力欧拉公式

  临界应力欧拉公式

  欧拉公式的适用范围

3、临界应力总图

  压杆的屈曲实效试验

  临界应力的经验公式

4、压杆的稳定计算

  稳定条件

  稳定计算

重点：临界力欧拉公式

难点：稳定计算

 

四、课程教学时数分配（表格为五号宋体）

序号	教学内容	学时	学时分配
			讲课	实验	其他
第一章	绪论	4	4
第二章	力系的平衡	4	4
第三章	内力与内力图	4	4
第四章	静定结构的受力分析	6	6
第五章	轴向拉伸、压缩杆的强度计算	6	6
第六章	扭转杆的强度计算	6	6
第七章	弯曲杆的强度计算	8	8
第八章	组合变形杆的强度计算	8	8
第九章	结构的位移计算和刚度校核	6	6
第十章	超静定结构分析	4	4
第十一章	移动荷载作用下静定梁的计算	4	4
第十二章	压杆稳定	4	4
小   计		64	64

 

五、教学组织与方法

主要通过习题练习和理论考核达到加深对基本理论的理解的目的。

   

六、课程考核与成绩评定 

    期末闭卷考试,满分 100 分。

    

七、推荐教材和教学参考书目与文献

推荐教材：

《建筑力学》，柳素，郭宁秀 编著，清华大学出版社，2012年。

参考书目与文献：

《建筑力学第一分册》，邹昭文，程光均，张祥东主编，高等教育出版社，2006年。

《建筑力学第二分册》，于光瑜，秦惠民主编，高等教育出版社，1995年。

《建筑力学第三分册》，湖南大学结构力学教研室主编，高等教育出版社，1995年。