《建筑力学与结构基础知识》教学大纲.doc

建筑力学与结构基础知识教学大纲 第一部分 大纲说明一、课程的性质、教学目的、任务和教学基本要求1、课程的性质、教学目的 建筑力学与结构基础知识是建筑经济管理、村镇建设、建筑装饰、物业管理等专业的技术基础课。它主要介绍建筑力学和建筑结构的基本知识，以及结构施工图的识读方法，为学习后续课程奠定基础。2、教学任务本课程的教学任务是：使学生领会必要的力学概念，掌握简单静定结构的内力计算方法，了解常见结构的内力分布特点；掌握钢筋混凝土基本构件承载力的计算方法，熟悉钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构的主要构造要求，能理解建筑工程中的一般结构问题；明确结构施工图的内容，掌握结构施工图的识读方法，能识读结构施工图。3、教学基本要求（1）平面力系和简单静定结构的内力是力学部分的重点，教学中应讲练结合，并安排适量的课外练习；（2）构造要求是结构部分的重点，同时也是难点，教学中应从结构、构件的受力特点入手，着重讲清内力分布与构造的关系，以便学生理解，切忌死记硬背；（3）抗震构造措施分散安排在相应章节讲授，教学中应注意与非抗震构造的比较，以利学生掌握；（4）结构施工图部分是本课程的落脚点，应结合施工图讲解，并应使学生识读混合结构、钢筋混凝土框架结构和钢屋盖施工图各一套；（5）结构标准图是一个重要内容，各教学班应结合本地区实际加强教学。二、本课程与相关课程的衔接、配合关系本课程包括两大部分：即建筑力学和建筑结构基础知识。在学习建筑力学时，以数学、物理等课程为基础。同时，建筑力学部分的知识又是学习建筑结构部分的重要基础知识，若前部分力学知识学不好，将会给后部分的学习带来困难。另外，本课程又以建筑识图与构造为基础，并与之相配合，利用识图和构造知识正确识读结构施工图。同时又为建筑工程预算等专业课程的学习打下基础。因此，教学过程应注意各课程之间的衔接和配合。三、教学方法和教学形式的建议1、教学方法本课程是一门理论性和实践性都很强的课程。课堂教学要注意启发式，引导学生积极思考，反对注入式教学方法。学习时要注意理解它的基本原理，掌握它的分析方法和解题思路，特别是要学会从这些具体方法中学习分析问题的一般方法。然后，通过做练习来达到巩固和提高。2、教学形式学习本课程时应开展多种形式的教学活动。可以聘请专职或兼职教师进行面授或集中辅导。也可以边学习边到现场参观等多种形式结合，以提高学生的兴趣和效果。3、实践性环节教学要求本课程具有实践性强的特点。因此，在学习中一方面要通过课堂讲授、习题作业来掌握结构设计所必需的理论知识，通过课程作业、毕业作业等实践性教学环节学会运用这些知识进行结构设计，和解决工程中所遇到的很多构造细节问题；另一方面，要通过施工现场的参观、实习来了解实际工程中的力学问题、结构布置、配筋构造、施工工艺等，以积累感性知识，增加工程经验，这是学好本课程必不可少的环节。四、特殊说明1、教学媒体设置及要求本课程的教学媒体包括主教材、学习辅导教材和录像课。主教材在内容上应该符合本大纲的要求，符合电视中专层次的要求。学习辅导教材应该结合主教材的知识进行编写。录像课可以结合实践知识有重点地指导，包括疑难问题解答，典型例题分析等。2、课程的教学要求层次本课程有关定义、定理、性质、特征等概念的内容可按“知道、理解、掌握”三个层次要求，有关计算公式、法则、解题方法等可按“会、掌握、熟练掌握”三个层次要求。3、本大纲的适用范围本大纲适用于初中毕业生，学制为两年的建筑经济管理、物业管理等专业，也适用于学制为三年的建筑装饰和村镇建设等专业。起点为高中生可参照执行。4、教学中应注意的问题学习时应注意以下几点：（1） （1）注意和其他课程的关系；（2）注意理论联系实际；（3）注意分析方法和解题思路；（4）注意多练习。 第二部分 大纲本文 第一篇 建筑力学 绪论、教学目的及教学要求本部分内容简要介绍建筑力学与建筑结构的关系。其目的是让学生知道学习本课程的任务，研究对象和学习方法。、教学内容建筑力学、建筑结构与建筑工程的关系；建筑结构的类型；本课程的任务、研究对象和学习方法。、教学建议本部分内容主要是对本课程的一个概述。所以学习时主要知道学习本课程的目的、任务、教学要求及学习方法。第一章 静力学基本知识、教学目的及教学要求本章主要研究两个问题：一是力系的简化；二是力系的平衡条件。其目的是应用力系的平衡条件，根据已知力求出结构的支座反力，为下一步的结构计算打好基础。教学要求：在明确力的概念、平衡的概念、静力学公理、常见约束及相应约束反力的基础上，能对单个物体和简单的物体系统进行正确的受力分析并绘出受力图。、教学内容第一节 静力学基础力的概念及其分类；静力学公理；建筑工程中常见约束的类型及约束反力；物体的受力分析及受力图。第二节 力矩与力偶力矩、力偶的概念及其计算；平面力偶系的合成和平衡条件。第三节 力系的合成和平衡条件力的合成与分解；平面汇交力系的合成及平衡条件；平面任意力系的合成及平衡条件。第四节 叠加法求支座反力第五节 重心、教学建议在学习本章内容时应该在掌握力的概念、静力学公理以及常见约束的基础上，进行物体的受力分析。所以，理解基本概念和基本理论很重要。在此基础上掌握平面汇交力系和平面任意力系的合成和平衡条件。第二章 静定结构内力分析、教学目的及教学要求本章主要研究静定结构的内力计算问题。其目的是让学生掌握结构在外力的作用下其内力的大小和最大内力的作用位置。为下一章杆件的强度、刚度和稳定性计算打好基础。教学要求：知道结构中主要的三种内力的概念、正负号规定；熟练掌握静定结构的内力计算；能正确地绘出内力图。、教学内容第一节 静定结构的内力概述 第二节 轴力、剪力和弯矩轴力、剪力和弯矩的定义；轴力、剪力和弯矩的正负号规定及计算。第三节 内力图、教学建议本章内容主要是各种结构在外力作用下内力的计算。所以，学习时首先弄清内力的概念、正负号规定。然后根据各种结构的受力特点计算其构件的内力大小，正确绘制受力图。在分析受力和绘制受力图的过程中都要用到第一章的内容，应该结合学习。第三章 杆件的强度、刚度和稳定性计算、教学目的及教学要求本章将研究杆件在外力作用下的强度、刚度和稳定性计算方法。其目的是让学生掌握构件受力发生变形后是否能够满足承载力要求。教学要求：了解应力的概念和计算；掌握强度和刚度的计算；明确压杆失稳，临界力的概念；掌握欧拉公式及其适用范围；掌握压杆稳定性计算及校核，明确提高压杆稳定性的一般措施。、教学内容第一节 第一节 应力的概念和计算第二节 第二节 截面几何性质第三节 材料在拉伸和压缩时的力学性质第四节 强度计算轴向拉压杆的强度计算；梁的正应力强度计算；提高梁的强度的措施；梁的剪应力强度计算。第五节 刚度计算第六节 压杆稳定性计算压杆稳定性概念；压杆稳定计算；提高压杆稳定性的措施。、教学建议在第二章中研究了静定结构在荷载作用下的内力的计算问题，知道了结构上最大内力所在的位置。但是，为了研究构件在外力作用下能否安全、正常工作，还必须满足足够的强度、刚度和稳定性要求。这一章的内容就是在前一章的基础上进一步研究单个构件在外力作用下的强度、刚度和稳定性问题的计算方法。因此，与前一章紧密相连，同时又为后面结构的强度、刚度和稳定性问题的计算打下基础。所以学习时要牢固掌握基本原理和计算方法。第四章 结构的计算简图及体系的几何组成分析、教学目的及教学要求从本章内容开始属于结构力学部分的内容。本章内容主要研究结构的简化与杆系结构的几何组成分析，其目的是为后面学习静定结构和超静定结构的研究作准备。教学要求：了解杆件、结点、支座的简化及荷载的分类；明确几何不变体系的概念及组成规律；掌握结构的简化与杆系结构的分类；能对一般的平面结构体系进行正确的几何组成分析。、教学内容第一节 结构的计算简图第二节 平面体系几何组成分析、教学建议学习本章内容时重要的是如何进行结构的简化并画出计算简图，并在此基础上进行平面体系的几何组成分析，正确而熟练地判断出平面体系的组成，为后面的学习奠定基础。第五章 静定结构位移计算和结构刚度的概念、教学目的及教学要求本章主要研究静定结构的位移计算，其目的是为下一章用力法解超静定结构的计算打下基础。教学要求：掌握单位荷载法；掌握静定梁、静定刚架和静定桁架在荷载或支座位移作用下的结构位移计算；掌握图乘法及其应用条件，熟练地应用图乘法计算梁和刚架的位移；了解结构的刚度概念。、教学内容第一节 计算结构位移的单位荷载法静定梁、静定刚架在荷载作用下的位移计算；静定桁架在荷载作用下的位移计算；静定结构在支座移动时的位移计算。第二节 结构的刚度概念、教学建议学习本章内容时，认真掌握位移计算的基本原理及计算方法。能够做到举一反三。第六章 超静定结构内力计算、教学目的及教学要求本章内容属于结构力学的重点内容。主要讨论用力法和力矩分配法进行超静定结构的内力计算。其目的在于解决实际工程结构中存在的超静定结构的内力问题。教学要求：能正确判断静定结构和超静定结构，正确判定超定结构的超静定次数；掌握力法的基本原理及解题步骤；能用力法求解较简单的超静定梁、刚架、桁架、排架在荷载作用下的内力；掌握力矩分配法的基本原理及解题步骤。、教学内容第一节 第一节 超静定结构概述 第二节 力法力法原理；力法典型方程。第三节 力矩分配法 力矩分配法的基本原理及解题步骤。、教学建议前几章静定结构的内力计算、作内力图和关于位移计算的原理及方法是本章的基础。所以学习本章内容时，结合前几章内容学习。另外，本章的力法和力矩分配法的概念明确易懂，但其计算过程较为繁琐，容易出错，必须特别仔细；要注意对每一步的计算及校核，以免因小失大。第二篇 第二篇 建筑结构第七章 建筑结构设计基本原理简介、教学目的及教学要求从本章开始属于建筑结构的内容。本章内容主要讨论根据建筑结构的功能要求及极限状态所要采用的建筑结构设计方法。目的在于让学生掌握在满足结构的功能的前提下，结构设计的两种极限状态设计方法。教学要求：学习本章内容时，一方面要掌握结构的的可靠性、正常使用极限状态和承载能力极限状态等有关极限状态设计法的基本概念；另一方面，要加深对标准荷载、荷载分项系数、设计荷载和标准强度、材料分项系数、设计强度等概念的理解。、教学内容第一节 建筑结构的功能要求与极限状态结构的功能要求；结构的极限状态。第二节 建筑结构的荷载和材料强度取值建筑结构的荷载；材料的强度取值。第三节 概率极限状态设计方法结构功能函数；结构的失效概率与可靠度指标；承载能力极限状态的实用表达式；正常使用极限状态设计时的荷载效应组合。、教学建议本章内容是学习后面内容的一个理论基础，也是贯穿整个建筑结构内容的主线，学习时注意掌握。第八章 钢筋混凝土结构基本构件、教学目的及教学要求本章是本课程的重点章之一。本章主要讨论钢筋混凝土结构的材料、受弯构件及受压构件的设计，同时介绍钢筋混凝土构件裂缝及变形的计算与预应力混凝土的一般概念。其目的是要求学生掌握钢筋混凝土结构中各种构件的破坏机理、设计方法和基本构造。教学要求：掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面受弯构件正截面、斜截面承载力计算；掌握斜截面抗剪承载力计算；掌握受压构件的承载力计算；掌握钢筋混凝土结构裂缝宽度和变形验算；掌握预应力混凝土结构的一般概念；掌握预应力混凝土结构的特点及适用性；掌握施加预应力的方法。、教学内容第一节 钢筋和混凝土材料的力学性能 钢筋和混凝土共同工作的原因；钢筋的强度及变形性能；混凝土的强度及变形性能。第二节 受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面的破坏机理、破坏形态；单筋矩形截面受弯构件承载力计算的基本假定、计算简图、界限压区相对高度和界限配筋率以及基本公式的推导和适用条件；双筋矩形截面受弯构件承载力计算的基本公式及适用条件；T形截面受弯构件正截面承载力计算。第三节 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面破坏的概念与类型；斜截面抗剪承载力的组成及主要影响因素；斜截面抗剪承载力的计算公式及适用条件；斜截面抗剪承载力的计算方法；斜截面抗剪承载力的构造措施。第四节 受弯构件的构造要求第五节 受压构件 受压构件的类型和构造要求；轴心受压构件的承载力的计算公式；偏心受压构件的类型与判别；附加偏心距与偏心距增大系数；矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算公式；矩形截面偏心受压构件斜截面承载力计算公式；掌握矩形截面对称配筋偏心受压构件受压承载力的计算方法。第六节 钢筋混凝土结构裂缝宽度和变形的验算第七节 预应力混凝土结构基本知识预应力混凝土结构的一般概念；预应力混凝土结构的特点及适用性；施加预应力的方法。、教学建议本章内容多。学习时注意理解基本概念、基本原理，特别是基本计算公式的应用，比较单筋截面、双筋截面、T形截面的计算公式和适用条件；比较受压构件和受弯构件的不同，以便加深对公式的理解和记忆。第九章 钢筋混凝土楼盖与楼梯、教学目的及教学要求本章着重讨论由连续梁、板组成的结构部件即钢筋混凝土楼盖及楼梯的设计。梁板结构是土建工程中应用最为广泛的一种结构部件。其目的是要求掌握内力按弹性理论和塑性内力重分布的计算方法。、教学内容第一节 钢筋混凝土楼盖的结构型式与适用性第二节 肋形楼盖结构布置与受力体系单向板肋形楼盖的结构平面布置；单向板肋形楼盖的受力体系；双向板肋形楼盖的结构布置及受力体系。第三节 整体式肋形楼盖的设计要点与构造要求单向板肋形楼盖的设计要点；双向板肋形楼盖的设计要点。第四节 装配式楼盖装配式铺板楼盖的结构布置；装配式铺板楼盖的构件；装配式铺板楼盖的构造要求。第五节 楼梯 楼梯的类型；现浇梁板式楼梯设计要点及配筋。、教学建议本章内容是与前面的内容紧密相连的，也要用到学过的力学知识。因此，在学习本章内容时，注意前后联系，课程之间的联系。也可以组织到现场参观实习，增加感性认识。第十章 第十章 单层工业厂房、教学目的及教学要求本章主要讨论单层厂房结构的结构布置、受力体系、计算方法和配筋构造。其目的是让同学们掌握单层厂房这种工业建筑的组成、结构布置、受力体系、计算方法及构造要求。、教学内容第一节 单层工业厂房的特点及结构型式单层工业厂房的特点；单层工业厂房结构方案；钢筋混凝土厂房的结构型式。第二节 装配式钢筋混凝土排架结构的组成及传力途径单层工业厂房结构的荷载；装配式钢筋混凝土排架结构的组成及荷载传递。第三节 柱网、伸缩缝及支撑的布置柱网布置；变形缝的设置；支撑的种类。第四节 单层厂房排架计算简图及柱截面选型排架的计算简图；排架柱的截面形式及尺寸；牛腿的受力特点、破坏形态及计算简图；柱的计算内容。、教学建议在学习本章内容时，要树立一个从个体到整体的思想。因为本章内容是从构件到结构，是在阐述了单层厂房的构件的基础上，然后讨论整个单层厂房的结构内力计算。另外，也可以组织学生到正在建或已建的厂房参观。第十一章 多层及高层房屋结构本章内容各教学班根据具体情况选学。第十二章 砌体结构、教学目的及教学要求本章讨论砌体结构的结构布置、受力体系、计算方法和配筋构造，其目的是要求掌握砌体结构的受力特点、结构计算方法和配筋构造。、教学内容第一节 砌体结构的发展简史第二节 砌体材料及其力学性能砌体材料的选取；砌体的种类；砌体的抗压性能。第三节 混合结构房屋承重体系和静力计算方案混合结构房屋承重体系种类；混合结构房屋静力计算方案。第四节 墙、柱的高厚比验算高厚比验算的目的；高厚比验算的公式。第五节 砌