《建筑力学》教学大纲

课程编号： 课程名称：建筑力学 适用专业：建筑施工管理 总学时：128 理论学时：100 实践学时：20 主撰人：胡凤菊 审定人：安丽杰

一、编写说明

（一）课程性质、地位和任务

性质：《建筑力学》是建筑施工管理专业学生必修的技术专业基础课。它以高等数学、物理学为基础，通过本课程的学习，培养学生具有初步对建筑工程问题的简化能力，一定的力学分析与计算能力，是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。

任务：通过学习本课程，培养学生具有一般结构受力分析的基本能力；熟练掌握静力学的基本知识；掌握静定结构的內力和位移计算；掌握基本杆件的强度、刚度、稳定性计算；基本掌握简单超静定结构的內力的计算；通过观察，了解力学实验的基本过程。

（二）课程教学的基本要求

知识要求：本课程在教学实施过程中应从本专业的培养目标、特点及学生的实际情况出发，对基本力学原理和理论的讲授以实际应用和后续专业课程的要求为目的，教学內容以必需够用为度，讲授结构的计算简图、结构的几何组成、静力学基础等基本知识，重点讲授常用杆件及静定结构的內力分析和计算、內力图的绘制方法、应力分析和强度计算、位移分析和刚度计算，讲授杆件的稳定性计算、简单超静定结构的內力计算、內力图的绘制方法。

能力要求：

1、了解结构的计算简图、几何组成等基础知识；

2、熟练掌握静力学的基本知识和运算；

3、掌握静定结构的內力和位移计算；

4、掌握基本杆件的强度、刚度计算

5、了解杆件稳定性计算的基本概念；

6、基本掌握简单超静定结构的內力的计算；

7、了解力学实验的基本过程。

课程的教学层次要求：

教学要求中，有关定义、定理、性质等概念的內容按“基本了解、了解、理解”三个层次要求；有关计算、公式运用等方法和內容按“基本掌握、掌握、熟练掌握”三个层次要求；有关实验按“观察、学会”两个层次要求

（三）本课程与其它课程的关系

在建筑力学的学习过程中，经常会遇到数学、物理等先修课程的知识，因此，在学习中应根据需要对上述课程进行必要的复习，并在运用中得到巩固和提高。在后续课程中，建筑力学又是建筑结构、地基基础和施工技术等课程的基础。

（四）教学时数分配表

本课程总学时为128，分上、下两期，每期各64学时。各部分学时分配如下表： 1

二、大纲内容

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

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：

3

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；

4

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

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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

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三、考核方式及要求

1、考试形式采用闭卷。

2、成绩的计算方法：平时作业10％+考勤10％+期中考试20％+期末考试60%

四、教材及主要参考书目

（1）陈永龙 编著，《建筑力学》，高等教育出版社，20xx年11月。

（2）李廉锟 主编，《结构力学》，高等教育出版社，20xx年10月。

（3）刘寿梅 主编，《建筑力学》，高等教育出版社，20xx年7月。

（4）刘成云 主编，《建筑力学》，机械工业出版社，20xx年1月。

（5）李永福 主编，《建筑力学》，中国建筑工业出版社，20xx年1月。

（6）罗奕 主编，《建筑力学》，人民交通出版社，20xx年4月。

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第二篇：《建筑力学与结构》课程实验教学大纲

《建筑力学与结构》课程实验教学大纲

课程代码：  04201     

课程名称：建筑力学与结构  

英文名称：  Civil engineering mechanics  

课程总学时：  90                    学    分：   4   

理论学时：    76                    实验学时：   6   

课程类型：   必修    

课程性质：  专业基础课         

设置类别：  非独立设实验课    

先修课程：  高等数学   

适用专业：建施、安全、造价、监理

开课单位：  建筑工程系    

一、实验教学的性质地位和任务

《建筑力学与结构》是建筑工程专业（建施、安全、造价、监理）的主要技术基础课，而建筑力学与结构实验是建筑力学与结构课程的重要组成部分，其目的是使学生学到测定材料力学性质的实验的基本知识、基本技能和基本方法；了解实验应力分析的基本概念；初步掌握验证材料力学理论的方法，并通过实验理解理论、深化理论；培养学生的动手能力、观察能力、分析能力和综合归纳能力；培养学生严肃认真、实事求是的精神和良好的学习习惯。要求学生 奢珠指导下自行完成操作、测试、记录、绘图和实验报告的整理工作。

二、           实验内容与要求

项目一、拉伸、压缩实验

（1）实验目标

1、测定低碳钢拉伸时的屈服强度δ_S、抗拉强度δb、伸长率和断面收缩率δ；

2、观察低碳钢拉伸过程中的各种变形现象，并绘制拉伸图（F－Δ_ｌ曲线）；

3、测定铸铁的抗拉强度δ_b;

4、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏并进行比较。

（2）具体内容

1、根据屈服荷载P_s和最大荷载P_b计算屈服极限σ_s和强度极限σ_b

2、根据试件前后标距的长度及横截面面积计算延伸率δ和面积收缩率ψ。

3、根据试验记录，计算出低碳钢的屈服极限σ_s

（3）主要仪器设备与工具

设备：30吨万能材料试验机，刻线机。

工具量具：扳手、榔头、螺丝刀、洋冲、绘图笔、游标卡尺、钢板尺、

材料：低碳钢和铸铁拉伸与压缩试样各一根

项目二、弹性模量E的测定

（1）实验目标

1、观察在比例极限以内，力和变形的正比例关系。验证弹性变形正比例定律；

2、测定低碳钢的弹性模量E；

3、学会使用蝶式引伸仪。

（2）具体内容

1、测定钢材的弹性模量时，一般采用在比例极限内的拉伸试验。

2、已知胡克定律的关系式为：△L₀=PL/EA₀

3、为了验证力和变形的线性关系，一般采用增量法逐级加载，也就是分几次来逐渐加载。而不是一次就将荷载加至最终数值。如各次增加相同的拉力△P₀.相应的引伸仪标距为L₀.取各次长度增加量的平均值为δ，则由胡克定律关系式即可计算出弹性模量：

                                    E=△P₀L₀/δA₀

（3）主要仪器设备与工具

1、万能材料试验机；

    2、蝶式引伸仪；

    3、游标卡尺

项目三、扭转实验

（1）       实验目标

1、测定低碳钢的剪切弹性模量，并验证扭转胡克定理；

2、测定低碳钢的扭转屈服强度τ_s、抗扭强度τ_b、铸铁的抗扭强度τ_b；

3、观察低碳钢与铸铁扭转时的变形和破坏现象。

（2）具体内容

1、测量试件直径（与拉伸试验相同）

2、将试件一端装于试验机与摆锤相连的夹头中，调整示力盘至零点；

3、夹紧另一端，调好自动绘图装置，开始对试件逐渐均匀地施加扭转外力偶距，读出屈服点负荷，然后电动，直至试件破坏为止，记下最大负荷；

4、将机器恢复原位，并把工具、试件放回原处。

（3）主要仪器设备与工具

1、 设备：NJ－100B扭转试验机，百分表扭角仪。

2、工具量具：活扳手、内六方扳手、游标卡尺。

项目四、电测梁的正应力实验

（1）       实验目标

1、测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的分布规律并与理论值比较；

2、了解电测法基本原理和电阻应变仪的使用。

（2）具体内容

1、预习静态电阻应变仪与调平衡箱的使用说明；

2、将已贴好的测量片和补偿片的引出导线接在预调平衡箱接线柱上，按电阻应变仪多点测量时的操作步骤做好测量前的准备工作；

3、加载至最大荷载，然后卸载，检查应变仪是否处于正常状态。

4、正式测量，逐级加砝码，在应变仪上分别读出五个点的应变大小记录，最后卸载；

5、使仪器恢复到正常状态。

（3）主要仪器设备与工具

1、纯弯曲试验装置

2、CM—100型静态数字应变仪

项目五、疲劳演示实验

（1）  实验目标

1、了解纯弯曲疲劳试验机

2、介绍测定金属材料持久极限的方法

（2） 主要仪器设备与工具

 设备： 纯弯曲式疲劳试验机

材料：碳钢圆截面试样一根ｄ＝8mm、ｌ＝140mm

三、学时分配

四、考核方式

按实验操作、实验效果、实验纪律和实验报告质量各环节综合评定成绩。实验成绩以30％计入本课程学期总成绩。

五、大纲说明

本大纲实验时数为最少时数。

本大纲同样适用于土木工程力学、建筑力学与结构等课程。

根据专业的不同，可选做不同项目。

六、推荐教材及参考书

[1] 张明朗．土木工程力学．北京：计划出版社，2008．

[2] 王焕定．结构力学．北京：清华大学出版社，2006．

[3] 范钦珊．工程力学．北京：清华大学出版社，2005．

执笔：杨苏宁

审核：贾淑明      

审批：