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2017年普通全日制专业学位硕士研究生招生《结构力学》考试大纲

时间:2014-09-12 08:37:20  点击:   发布者:

一、课程的性质与设置目的和要求
   
结构力学是土木工程各类专业方向的一门重要的专业(技术)基础课,在基础课与专业课之间起着承上启下的作用,是大土木的一门重要的主干课程。通过本课程的学习,学生能较全面地掌握杆系结构的强度、刚度和稳定计算的基本理论和基本方法。为后续专业课的学习奠定必要的力学基础,为建筑工程的结构设计和施工提供必要的理论知识和分析方法。在土木工程本科专业培养方案中为主干课程。
二、课程内容与考核要求
第一章 绪论
学习内容
    
结构力学的研究对象、任务和方法;杆系结构的支座形式、结点形式;结构的计算简图;常见的杆系结构类型。  
考核要求
1.
了解结构力学的任务,与其它课程的关系及常见杆件结构的分类。 
2.
了解结构计算简图的概念和确定结构计算简图的原则。 
3.
了解杆件结构的支座分类和结点分类。 
第二章 几何组成分析
学习内容
   
几何不变体系、几何可变体系和瞬变体系的概念;自由度、刚片、约束的概念;无多余约束的几何不变体系的组成规则;体系几何组成分析举例;结构的几何特性与静力特性的关系。
考核要求
   
体系的几何组成分析是判定体系能否作为建筑结构使用的依据,又是细算所必需的指示,例如,可以确定静定结构计算途径,可以确定超静定结构的多余约束的数目等。通过本章学习要求达到:
1.
领会几何不变体系、几何可变体系、瞬变体系和刚片、约束、自由度等概念。 
2.
掌握无多余约束的几何不变体系的几何组成规则,及常见体系的几何组成分析。 
3.
领会结构的几何特性与静力特性的关系。 
第三章 静定梁和静定平面刚架
学习内容
    
梁的反力计算和截面内力计算的截面法和直接法;内力图的形状特征;叠加法绘制弯矩图,利用微分关系及结点平衡条件简化内力图的绘制,多跨静定梁的几何组成特点和受力特点;静定梁的弯矩图和剪力图绘制。静定刚架的组成特点和受力特点;刚架的内力计算和内力图;斜杆刚架和复杂刚架的计算;利用对称性简化刚架的计算。
考核要求
不少静定结构直接用于工程实际,另外,它还是超静定结构的计算基础。所以静定结构的内力计算是十分重要的,是结构力学的重点内容之一。通过本章学习要求达到:
1
、熟练掌握截面内力计算和内力图的形状特征。 
2
、熟练掌握绘制弯矩图的叠加法。 
3
、熟练掌握静定梁内力图的绘制和多跨静定梁的几何组成特点和受力特点。
4
、能熟练的绘制静定刚架的弯矩图和剪力图,尤其是弯矩图的绘制要十分的熟练。 
5
、绘制弯矩图有许多技巧,都要掌握。但最重要的是掌握截面内力计算、内力图的形状特征和绘制内力图的叠加法。 
6
、会恰当选取分离体和平衡方程计算静定结构的内力。如何选取视具体情况(结构情况、荷载情况)而定。当不知如何下手时,宜考察结构的几何组成。
第四章实体三铰拱
学习内容
    
三铰拱的组成特点及其优缺点;三铰拱的反力和内力计算及内力图的绘制;拱的合理拱轴线。
考核要求
    
通过本章学习要求达到:掌握截三铰拱的反力和内力计算。了解三铰拱的内力图绘制的步骤。掌握三铰拱合理拱轴的形状及其特征。 
第五章 静定桁架和组合结构
学习内容 
桁架的特点及分类,结点法、截面法及其联合应用,对称性的利用,几种梁式桁架的受力特点,组合结构的计算。 
考核要求
通过本章学习要求达到:
了解桁架的受力特点及按几何组成分类。 
熟练运用结点法和截面法及其联合应用,会计算简单桁架、联合桁架既复杂桁架。 
掌握对称条件的利用;掌握组合结构的计算。 
要注意考察结构的几何组成,确定计算方法。 
第六章 静定结构位移计算
学习内容
    
实功和虚功、广义力和广义位移,变形体虚功原理,功的互等定理、位移互等定理、反力互等定理。静定结构在荷载作用下产生的位移计算;支座移动、温度改变产生的位移计算。刚架和梁的位移计算图乘法。 
考核要求   
    
静定结构位移计算是演算结构刚度和计算超静定结构所必需的。变形体虚功原理是结构力学中的重要理论。位移计算公式就是在此原理上得到的。本章基本要求:了解温度改变、支座移动引起的位移计算。了解实功、虚功、广义力、广义位移的概念。熟练荷载产生的位移计算。熟练掌握图乘法求位移。
第七章 力法
学习内容
     
超静定结构的性质,超静定次数的确定,超静定结构的计算思想与基本方法;力法基本概念,荷载作用下用力法计算超静定梁、刚架、排架、桁架和组合结构。支座移动、温度改变用力法计算超静定梁和刚架。对称结构的特性及对称性的利用。超静定结构的位移计算及力法校核。 
考核要求
     
力法是超静定结构计算的基本方法之一,也是学习其它方法的基础,非常重要。本章基本要求:熟练掌握力法基本体系的确定、力法方程的建立及其物理意义、力法方程中的系数和自由项的物理意义及其计算。熟练掌握力法解刚架、排架和桁架,了解用力法计算其它结构计算特点。会利用对称性,掌握半结构的取法。了解超静定结构的位移计算及力法计算结果的校核。重点是荷载作用下的超静定结构计算,了解其它因素下的超静定结构计算。
第八章 位移法
学习内容 
   
位移法的基本概念。单跨超静定梁的形常数、载常数和转角位移方程。位移法基本未知量和位移法基本结构的确定。用位移法计算刚架和排架。利用对称性简化位移法计算。直接用结点、截面平衡方程建立位移法方程。 
考核要求   
   
位移法是超静定结构计算的基本方法之一,许多工程中使用的实用计算方法都是由位移法演变出来的,是本课程的重点内容之一。本章的基本要求:
1
、熟练掌握位移法基本未知量和基本结构的确定、位移法典型方程的建立及其物力意义、位移法方程中的系数和自由项的物理意义及其计算、最终弯矩图的绘制。
2
、熟记一些常用的形常数和载常数。
3
、熟练掌握由弯矩图绘制剪力图和轴力图的方法。
4
、掌握利用对称性简化计算。 
5
、重点掌握荷载作用下的计算,了解其它因素下的计算。 
6
、位移法方程有两种建立方法,典型方程法和直接平衡方程法。要求熟练掌握一种,另一种了解即可。
第九章 渐近法
学习内容
    
转动刚度、分配系数、传递系数的概念及确定。力矩分配法的概念,用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。无剪力分配法的概念及计算。
考核要求
    
力矩分配法是计算连续梁和无侧移刚架的一种实用计算方法。它不需要建立和求解基本方程,直接得到杆端弯矩。运算简单,方法机械,便于掌握。本章的基本要求:
    
熟练掌握力矩分配法的基本概念与连续梁和无侧移刚架的计算。了解无剪力分配法的计算,了解用力矩分配法计算有侧移刚架。
第十章 影响线
学习内容 
    
影响线的概念,用静力法和机动法作静定梁的影响线,影响量的计算和最不利荷载位置的确定,连续梁影响线形状的确定和最不利活荷载位置的确定。
考核要求   
    
掌握影响线的概念和绘制影响线的基本方法。熟练掌握用静力法和机动法绘制静定梁的影响线。了解影响量的计算和最不利荷载位置的确定。了解连续梁影响线形状的确定和最不利活荷载位置的确定。
第十一章 矩阵位移法
学习内容
   
平面杆系结构的单元分析:局部坐标系下的单元刚度矩阵和整体坐标系下的单元刚度矩阵。平面杆系结构的整体分析:结构整体刚度矩阵和结构整体刚度方程。边界条件的处理,单元内力计算。矩阵位移法的计算步骤和应用举例。
考核要求  
     
矩阵位移法是以计算机为计算工具的现代化结构分析方法。基于该法的结构分析程序在结构设计中得到了广泛的应用。因此,以计算机进行结构分析是本章的学习目的。本章的基本要求: 
   1
、熟练掌握单元刚度矩阵和单元等效荷载的概念和形成。了解已知结点位移求单元杆端力的计算方法。
   2
、在整体分析中,掌握结构综合结点荷载的集成过程。熟练掌握单元定位向量的建立。  
三、主要参考书
①湖南大学结构力学教研室编,杨弗康、李家宝主编,《结构力学》,高等教育出版社,20111月。
②龙驭球、包世华主编,《结构力学》,高等教育出版社,200612月。