长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

课程教学大纲“薄壁杆件结构力学”教学大纲

Thin-walled Member mechanics课程编号：08010001　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业三年级本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业技术课、选修课。2．教学目的与要求：本课程是工程力学专业的专业技术课、选修。通过学习薄壁结构力学课程，使学生更深入、全面地了解杆件弯曲、扭转问题的特征，掌

握分析薄壁杆件问题的一般方法，特别是约束扭转问题的分析方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学等。2．后续课程：桥梁工程、复合材料力学、断裂力学等。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：以课堂讲授为主，以课堂讨论、学生自学、撰写读书报告和小论文为辅。2．重点内容：薄壁杆件弯曲的正应力、剪应力及弯曲中心；开口与闭口薄壁杆件自由扭转；断面的扇

性几何性质；约束扭转双力矩，扭转中心；约束扭转时的翘曲应力。3．难点内容：断面的扇性几何性质；弯曲中心与扭转中心；约束扭转双力矩；约束扭转时的翘曲应力。

（五）考核方式考查：从大作业、读书报告、小论文及听课情况等方面进行综合考查。

二、教学内容（一）引论概述；薄壁杆件的定义；薄壁杆件弯曲时应力的一般公式；弯曲中心的计算公式；例题。

（二）自由扭转自由扭转的基本方程式；扭转问题的薄膜比拟；开口薄壁杆件的自由扭转；闭口薄壁杆

件的自由扭转；开口与闭口薄壁杆件扭转的比较；开口与闭口组合截面杆件的扭转。（三）开口薄壁杆件的约束扭转变形几何分析和断面的扇性几何性质；静力分析和双力矩；应力应变关系。小结及基本

方程的综合；约束扭转微分方程式及其求解；例题。275

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（四）闭口薄壁杆件的约束扭转变形分析；静力分析和应力应变关系；翘曲位移与应变；约束扭转应力；闭口截面扭转

角微分方程式；扭转中心及主零点位置的确定；截面扇性特性的计算；开口与闭口薄壁杆件约束扭转的比较；例题。三、实验内容开口薄壁杆件的弯曲与扭转。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、自学、课外

辅导、作业等。其学时分配见下表。“薄壁杆件结构力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时其 中 课外辅导

／课外实践

备 注讲课 实验 上机 其他（一）引论 4 4 1

（二）自由扭转 6 6 1

（三）开口薄壁杆件的约束扭转 8 6 2 4

（四）闭口薄壁杆件的约束扭转 6 6 4

机动 2 2

合 计 26 24 2 10

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：陈伯真．薄壁结构力学[M]．上海:上海交通大学出版社，20022．主要参考书：[1] 曹富新，杨春秋．工程薄壁结构计算[M]．北京：中国铁道出版社，1993[2] 包世华，周坚．薄壁杆件结构力学[M]．北京：中国建筑工业出版社，1991[3] 黄剑源．薄壁结构的扭转分析[M]．北京：中国铁道出版社，1988[4] [美]A.捷列斯维克．薄壁杆件理论[M]．何福照，樊勇坚译．北京：人民交通出版社，

1987

（制订人：李学罡 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

276

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“材料力学A”教学大纲Mechanics of Materials（A）

课程编号：08010002　　　学时/学分：90/5.0

一、大纲说明本大纲根据工程力学、车辆工程等专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学、车辆工程等专业二年级本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学、车辆工程等专业的技术基础课程，必修。通过材料力学的学习，使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，

必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力，为学习后续的专业课程打下扎实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、画法几何与土木工程制图、大学物理、物理实验、理论力学等。2．后续课程：结构力学、土力学、钢筋混凝土结构、结构设计原理、机械原理、机械零件、

机械设计等。（四）教学方式与重点和难点

1．教学方式：以面授为主，以实验教学、材料力学 CAI及录像教学为辅。2．重点和难点：重点：应力和应变的概念。四种基本变形下杆的应力与强度计算、变形与刚度计算。应力

状态与强度理论及其应用。组合变形下杆件的强度计算。用能量方法求结构的位移。简单超静定问题。压杆的稳定性计算。难点：应力与应变的概念。应力集中的概念。弯曲切应力，弯曲中心的概念。平面应力状

态下的应变分析。体积改变比能与形状改变比能。强度理论。组合变形下杆件的强度计算。卡氏定理、莫尔定理及单位力法的应用。功的互等定理与位移互等定理。超静定问题。压杆稳定性计算。交变应力与疲劳破坏的概念。（五）考核方式考试。闭卷笔试，并结合课堂讨论、平时作业、听课情况及实验成绩综合评定。

二、教学内容（一）绪论和基本概念材料力学的任务和研究对象。变形固体的基本假设。截面法，内力、位移、变形、应力和应

变的概念。简单的应力－应变关系。杆件变形的基本形式。（二）杆件的内力分析杆件的内力方程与内力图。平面刚架、平面曲杆的内力方程与内力图。剪力、弯矩与载荷集

度间的关系及其应用。用叠加法作梁的弯矩图。（三）截面图形的几何性质静矩，惯性矩，极惯性矩，惯性积。惯性半径。平行移轴公式。转轴公式。主惯性轴与形心

主惯性轴。主惯性矩与形心主惯性矩。（四）杆件的应力与强度计算

277

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院拉压杆的应力；材料拉压时的力学性质；许用应力，安全系数，强度条件；连接件的实

用计算；圆轴扭转切应力, 强度条件；梁的弯曲正应力；梁的弯曲切应力；梁的强度条件；梁的合理强度设计；斜弯曲；弯拉（压）组合与截面核心。（五）杆件的变形与刚度计算拉（压）杆的变形；圆轴扭转变形，刚度条件；用积分法和叠加法求梁的弯曲变形，刚

度条件；简单超静定问题。（六）应力应变状态分析应力状态的概念。主应力与主平面。平面应力状态下的应力分析－解析法与图解法。三向

应力圆，最大剪应力。平面应力状态下的应变分析。广义胡克定律。三个弹性常数 E、G、 间的关系。体积应变。复杂应力状态下的比能。体积

改变与形状改变比能。（七）强度理论及其应用强度理论的概念。四种常用的强度理论及其应用。相当应力。*莫尔强度理论。

（八）压杆稳定稳定性概念。压杆临界力与临界应力的欧拉公式及其适用范围。直线型与抛物线型经验公

式。临界应力总图。压杆的稳定性计算。提高压杆稳定性的措施。（九）能量方法杆件应变能的计算。卡氏定理或莫尔定理及其应用。功的互等定理与位移互等定理。超静

定结构的概念与实例。用能量方法求解简单超静定问题（包括桁架、刚架、曲杆）。对称性与反对称性的利用。（十）动载荷概述。考虑惯性力时构件的应力计算。受冲击时构件的应力和变形。冲击韧性。

（十一）疲劳与断裂概述；循环特征、应力幅和平均应力；疲劳破坏的概念；材料的持久极限及其曲线；影

响持久极限的因素；构件的疲劳强度计算简介；*变幅循环应力与累积损伤理论简介；*应力强度因子与材料的断裂韧度简介；*裂纹扩展与构件的疲劳寿命简介。（十二）扭转与弯曲的几个补充问题矩形截面杆的扭转。薄壁杆件的自由扭转。*非对称弯曲正应力简介。弯曲中心的概念。*两

种材料的复合梁简介。注：带“*”号的内容属于教师选讲的内容。

三、实验内容拉伸与压缩实验，扭转实验，弹性模量 E的测定实验，弯曲正应力实验，主应力实验，

可变支座梁实验或薄壁梁实验。四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 90学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、录像课 、

CAI教学、课外辅导、作业等。其学时分配见下表。“材料力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

278

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（一）绪论和基本概念 2 2

（二）杆件的内力分析 8 8 4

（三）截面图形的几何性质 2 2 2

（四）杆件的应力与强度计算 24 18 6 6

（五）杆件的变形与刚度计算 8 8 3

（六）应力应变状态分析 8 8 3

（七）强度理论及其应用 7 5 2 2

（八）压杆稳定 4 4 2

（九）能量方法 8 8 4

（十）动载荷 4 3 1 1

（十一）疲劳与断裂 5 4 1 1

（十二）扭转与弯曲的几个补充问题 4 4 2

机动 6 6

总 计 90 80 10 30

五、选用教材及主要参考书1．使用教材：[1] 李学罡，蔡明兮．材料力学[M]．吉林:吉林科技出版社，2005[2] 徐飞鸿．材料力学实验[M]．长沙：湖南教育出版社，20032．主要参考书[1] 孙训方．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003[2] 刘鸿文．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003[3] 单辉祖．材料力学（I）（II）[M]．北京：高等教育出版社，1999[4] [苏]别辽耶夫，材料力学[M]．王光远等译．北京：高等教育出版社，1992[5] [苏]Β.И.费奥多谢夫，材料力学[M]．赵九江等译．北京：高等教育出版社，1995[6] 范钦珊．工程力学教程（I）（II）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制订人：李学罡 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

279

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“材料力学 B”教学大纲Mechanics of Materials（B）

课程编号：08010003　　　学时/学分：80/4.5

一、大纲说明本大纲根据汽车类、土木水利类等专业 2006年培养计划制订。

（一）教学对象汽车类、土木水利类等专业二年级本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是汽车类、土木水利类等专业的技术基础课程，必修。通过材料力学的学习，使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，

必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力，为学习后续的专业课程打下扎实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、画法几何与土木工程制图、大学物理、物理实验、理论力学等。2．后续课程：结构力学、土力学、钢筋混凝土结构、结构设计原理、机械原理、机械零件、

机械设计等。（四）教学方式与重点和难点

1．教学方式：以面授为主，以实验教学、材料力学 CAI及录像教学为辅。2．重点和难点：重点：应力和应变的概念。四种基本变形下杆的应力与强度计算、变形与刚度计算。应力

状态与强度理论及其应用。组合变形下杆件的强度计算。用能量方法求结构的位移。简单超静定问题。压杆的稳定性计算。难点：应力与应变的概念。应力集中的概念。弯曲切应力，弯曲中心的概念。平面应力状

态下的应变分析。体积改变比能与形状改变比能。强度理论。组合变形下杆件的强度计算。卡氏定理、莫尔定理及单位力法的应用。功的互等定理与位移互等定理。超静定问题。压杆稳定性计算。交变应力与疲劳破坏的概念。（五）考核方式考试。闭卷笔试，并结合课堂讨论、平时作业、听课情况及实验成绩综合评定。

二、教学内容（1）绪论和基本概念材料力学的任务和研究对象。变形固体的基本假设。截面法，内力、位移、变形、应力和应

变的概念。简单的应力－应变关系。杆件变形的基本形式。（2）杆件的内力分析杆件的内力方程与内力图。平面刚架、平面曲杆的内力方程与内力图。剪力、弯矩与载荷集

度间的关系及其应用。（3）截面图形的几何性质静矩，惯性矩，极惯性矩，惯性积。惯性半径。平行移轴公式。转轴公式。主惯性轴与形心

主惯性轴。主惯性矩与形心主惯性矩。（4）杆件的应力与强度计算280

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院拉压杆的应力；材料拉压时的力学性质；许用应力，安全系数，强度条件；连接件的实

用计算；圆轴扭转切应力, 强度条件；梁的弯曲正应力；梁的弯曲切应力；梁的强度条件；梁的合理强度设计；斜弯曲；弯拉（压）组合与截面核心。（5）杆件的变形与刚度计算拉（压）杆的变形；圆轴扭转变形，刚度条件；用积分法和叠加法求梁的弯曲变形，刚

度条件；简单超静定问题。（6）应力应变状态分析应力状态的概念。主应力与主平面。平面应力状态下的应力分析－解析法与图解法。三向

应力圆，最大剪应力。平面应力状态下的应变分析。广义胡克定律。三个弹性常数 E、G、 间的关系。体积应变。复杂应力状态下的比能。体积

改变与形状改变比能。（7）强度理论及其应用强度理论的概念。四种常用的强度理论及其应用。相当应力。

（8）压杆稳定稳定性概念。压杆临界力与临界应力的欧拉公式及其适用范围。直线型与抛物线型经验公

式。临界应力总图。压杆的稳定性计算。提高压杆稳定性的措施。（9）能量方法杆件应变能的计算。卡氏定理或莫尔定理及其应用。功的互等定理与位移互等定理。超静

定结构的概念与实例。用能量方法求解简单超静定问题（包括桁架、刚架、曲杆）。对称性与反对称性的利用。（10）动载荷概述。考虑惯性力时构件的应力计算。受冲击时构件的应力和变形。

（11）疲劳与断裂概述；循环特征、应力幅和平均应力；疲劳破坏的概念；材料的持久极限及其曲线；影

响持久极限的因素；*对称循环应力下构件的疲劳强度计算简介。（12）＊扭转与弯曲的几个补充问题矩形截面杆的扭转。薄壁杆件的自由扭转。非对称弯曲正应力简介。弯曲中心的概念。注：带“*”号的内容属于教师选讲的内容。

三、实验内容拉伸与压缩实验，扭转实验，弹性模量 E的测定实验，弯曲正应力实验，主应力实验，

可变支座梁实验或薄壁梁实验。四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 80学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、录像课 、

CAI教学、课外辅导、作业等。其学时分配见下表。“材料力学 B”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论和基本概念 2 2

（二）杆件的内力分析 7 7 3

（三）截面图形的几何性质 2 2 1

281

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（四）杆件的应力与强度计算 22 16 6 5

（五）杆件的变形与刚度计算 6 6 2

（六）应力应变状态分析 7 7 2

（七）强度理论及其应用 7 5 2 2

（八）压杆稳定 4 4 2

（九）能量方法 7 7 3

（十）动载荷 4 3 1 1

（十一）疲劳与断裂 4 3 1 1

（十二）扭转与弯曲的几个补充问题 3 3 1

机动 5 5

总 计 80 70 10 23

五、选用教材及主要参考书1．使用教材：[1] 李学罡，蔡明兮．材料力学[M]．吉林:吉林科技出版社，2005[2] 徐飞鸿．材料力学实验[M]．长沙：湖南教育出版社，20032．主要参考书：[1] 孙训方．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003[2] 刘鸿文．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003[3] 单辉祖．材料力学（I）（II）[M]．北京：高等教育出版社，1999[4] [苏]别辽耶夫，材料力学[M]．王光远等译．北京：高等教育出版社，1992[5] [苏]Β.И.费奥多谢夫，材料力学[M]．赵九江等译．北京：高等教育出版社，1995[6] 范钦珊．工程力学教程（I）（II）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制订人：李学罡 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

282

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“弹性力学A”教学大纲Elastic Mechanics A

课程编号：08010004　　　学时/学分：80/4.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业的一门专业课程，必修。弹性力学主要研究弹性体由于受外力的

作用或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移。学生通过该课程的学习后，不仅要掌握弹性力学的基本概念、基本理论及课程的理论框架，而且还应掌握其分析方法和思路，并能运用其分析简单结构或构件在弹性阶段的应力、形变和位移。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、工程数学、制图、大学物理、理论力学、材料力学。2．后续课程：塑性力学、计算力学、振动力学等。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：以面授为主，加强自学引导，重视培养学生分析问题和解决问题的能力。2．重点和难点：重点：弹性力学的基本概念。弹性力学平面问题基本理论及解答。弹性力学空间问题基本理论及解答。薄板的小挠度弯曲问题及经典解法。难点：弹性力学空间问题基本理论及解答。薄板的小挠度弯曲问题及经典解法。

（五）考核方式考试。闭卷笔试，并参考课堂讨论，平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论（掌握）弹性力学中的几个基本概念和基本假设。

（二）应力与应变分析（掌握）空间应力、应变状态分析。

（三）弹性力学平面问题的基本理论（掌握）平面问题的分类，基本方程及定解条件，按位移求解，按应力求解及应力函数的引用，

解的唯一性，圣维南原理。（四）弹性力学平面问题的直角坐标解答（掌握）多项式解答（矩形梁的纯弯曲、简支梁受均布载荷、楔形体受重力和液压力）。

（五）弹性力学平面问题的极坐标解答（掌握）基本方程，应力轴对称分布及位移计算，圆板及环板径向受均布压力，圆孔周边的应力

集中问题，楔形体，半无限平面体有面力作用。（六）弹性力学温度应力的平面问题（掌握）

283

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院基本方程，按位移求解温度应力的平面问题，位移势函数的引用，用极坐标求解问题，

圆环和圆筒的轴对称温度应力，楔形坝体中的温度应力。（七）弹性力学空间问题的基本理论（掌握）基本方程及边界条件，轴对称及球对称基本方程。

（八）弹性力学空间问题的解答（了解）按位移求解，半空间体受重力及均布压力作用，空心球体受均匀压力，位移势函数，拉

甫位移函数及伽辽金位移函数。（九）变分法（了解）弹性体的形变势能。位移变分方程，位移变分法，位移变分法应用于平面问题。应力变分

方程，应力变分法，应力变分法应用于平面问题。（十）薄板的小挠度弯曲问题及其经典解法（掌握）有关概念及计算假定。弹性曲面的微分方程。薄板横截面上的内力及应力，边界条件。扭

矩的等效剪力。简单例题。简支边矩形薄板的纳维叶解法。矩形薄板的李维解法及一般解法。圆形薄板的弯曲，圆形薄板的轴对称弯曲，圆形薄板在静水压力下的弯曲。（十一）变分法解薄板的小挠度弯曲问题（掌握）瑞次法的应用。瑞次法应用举例。伽辽金法的应用。伽辽金法应用举例。

（十二）薄板的振动问题（掌握）薄板的自由振动，矩形薄板的自由振动，圆形薄板的自由振动。

（十三）薄板的稳定问题（掌握）薄板受纵横载荷的共同作用。薄板的压曲，四边简支的矩形薄板在均布压力下的压曲，

两对边简支的矩形薄板在均布压力下的压曲，圆形薄板的压曲。（十四）壳体的一般理论（了解）曲线坐标与正交曲线坐标，正交曲线坐标中的弹性力学几何方程。关于壳体的一些概念，

壳体的正交曲线坐标，壳体的几何方程，壳体的内力及物理方程，壳体的平衡微分方程，壳体的边界条件。三、实验内容本课程无实验。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 80学时，教学环节包括:课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表：“弹性力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）应力与应变分析 6 6 2

（三）弹性力学平面问题的基本理论 10 10 4

（四）弹性力学平面问题的直角坐标解答 6 6 3

284

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（五）弹性力学平面问题的极坐标解答 8 8 3

（六）弹性力学温度应力的平面问题 8 8 4

（七）弹性力学空间问题的基本理论 2 2 2

（八）弹性力学空间问题的解答 4 4 2

（九）变分法 8 8 4

（十）薄板的小挠度弯曲问题及其经典解法 10 10 4

（十一）变分法解薄板的小挠度弯曲问题 4 4 2

（十二）薄板的振动问题 4 4 2

（十三）薄板的稳定问题 4 4 2

（十四）壳体的一般理论 2 2 2

机动 2 2

总 计 80 80 36

五、选用教材及主要参考书1．选用教材徐芝纶.弹性力学（上、下册）[M].北京:高等教育出版社，19782．主要参考书[1] 杨桂通.弹性力学[M]．北京:高等教育出版社，1998[2] 陆明万,罗学富.弹性理论基础[M]．北京：清华大学出版社，1990[3] 黄 炎.弹性薄板理论[M].长沙：国防科技大学出版社，1992[4] 王仲仁,苑世剑,胡连喜.弹性与塑性力学基础[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，

1997

（制订人：杨端生 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

285

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“弹性力学 B”教学大纲Elastic Mechanics B

课程编号：08010005　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土建类专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土建类本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是土建类专业的专业基础课。通过本课程的教学，使学生掌握弹性力学的基本理论和基本分析方法。培养学生运用弹

性力学理论解决实际工程问题的能力。要求学生对工程实际中的弹性力学问题，能正确区分空间问题和平面问题，平面应力与平面应变问题。对于简单的平面问题，能建立合理的力学模型，能熟练应用应力函数求解弹性平面问题的应力、应变与位移，并对结构的受力状况做出合理的分析与评价。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：材料力学，结构力学。2．后续课程：土力学等。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式主要采取课堂讲授的教学方式，同时加强课外辅导答疑，并有一定数量的课外作业。2．重点和难点重点内容：体力、面力、应力、形变、位移、边界条件等基本概念；平衡微分方程，几何方

程，物理方程，应力函数；平面问题的直角坐标解答；平面问题的极坐标解答；平面问题的数值解法等。难点内容：圣维南原理的应用与边界条件的建立；半逆解法中应力函数的选取与待定系

数的确定；差分法与位移变分方程等。（五）考核方式考查，采用闭卷笔试，并结合平时作业和听课情况等评定总成绩。

二、教学内容（一）绪论弹性力学的研究对象与任务；本课程与其它课程及专业培养方面的关系；弹性力学的基

本假定，体力、面力、应力、应变、位移等概念。（二）平面问题的基本理论空间问题与平面问题；平面应力与平面应变问题；平衡微分方程；几何方程，刚体位移；

物理方程；边界条件，圣维南原理；位移法求解平面问题，应力法求解平面问题；相容方程，常体力下的简化，应力函数。（三）直角坐标系下求解平面问题

286

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院逆解法与半逆解法，多项式解答，矩形梁的纯弯曲，求位移分量，简支梁受均布荷载，

契形体受重力和液压作用。（四）极坐标系下求解平面问题极坐标系下的平衡微分方程，几何方程，物理方程，应力函数与相容方程；应力分量的

坐标变换式；轴对称问题，厚壁圆筒受均布荷载作用；压力遂洞；圆孔孔边的应力集中；半平面体边界上受力时的应力与位称解答。（五）用差分法和变分法解平面问题差分公式的推导，应力函数的差分解，弹性体的形变势能与外力势能，位移变分方程，

位移变分法。三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学，课外辅导答疑与课外作业等，学时分

配见下表。“弹性力学 B”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他绪论 2 2 2

平面问题基本理论 8 8 4

直角坐标下解平面问题 8 8 4

极坐标下解平面问题 8 8 4

差分法与变分法解平面问题 6 6 4

测验 2 2

总学时 34 34 18

注：其他栏是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：徐芝纶．弹性力学简明教程．第 3版．高等教育出版社，20022．主要参考书[1] 王润富．弹性力学简明教程学习指导．高等教育出版社，2004[2] 吴家龙．弹性力学．同济大学出版社，1987

（制订人：唐雪松 审核人：肖勇刚 批准人：王桂尧）

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长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“断裂力学”教学大纲Fracture Mechanics

课程编号：08010006　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学、土木等本科专业三年级学生（选修）。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业的专业课程，选修。通过本课程的教学，使学生能够利用复变函数及弹性力学的手段，掌握线弹性断裂力学

部分的严密理论推导。了解弹塑性断裂力学的 J积分及 COD的有关理论。了解断裂力学在工程中（诸如缺陷评定、疲劳寿命估计、抗断裂设计计算、结构安全分析等）的应用。（三）主要先修课程和后续课程先修课程：高等数学、复变函数、理论力学、材料力学、计算力学、弹性力学、塑性力学。后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式。以面授为主，督促自学，重视对学生自学能力的培养。适当参观了解工程实际中存在的

断裂问题。2．重点和难点。重点：裂纹尖端附近区域应力场，应力强度因子K的计算、断裂判据。难点：能量释放率、J 积分、COD。

（五）考核方式课程结束时进行口试，根据平时成绩（学生平时作业和测验成绩）和口试成绩综合评定

课程成绩。二、教学内容第一部分 线弹性断裂力学 （一）复变函数方法及弹性力学简介掌握复变函数基本知识、回顾弹性力学平面问题的简化和基本方程、协调方程、应力函数。

（二）线弹性断裂力学理论掌握裂纹的基本类型定性了解裂纹对强度影响的原因。掌握弹性力学平面问题的复变函

数求解方法，包括Westergaard应力函数和Muskhelishvili应力函数。（三）确定应力强度因子的主要方法掌握几种常见问题的应力强度因子解析法求解、掌握应力强度因子数值法求解的原理和

了解其中几种常见方法。（四）断裂力学的能量方法掌握能量释放率，了解Griffith理论和 Irwin-Orowan理论。

（五）断裂判据及应用掌握最大周向应力理论、能量释放率理论的基本假设和基本原理应变能密度因子理论的

基本假设和基本原理，了解工程应用的复合型裂纹的断裂准则。288

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院第二部分 弹塑性断裂力学（六）J积分了解 J积分的理论基本概念。

（七）COD方法了解 COD理论的基本概念。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总计 26学时，教学环节包括课堂讲授，课外辅导等，其学时分配

见下表。“断裂力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他第一部分 线弹性断裂力学复变函数方法及弹性力学简介 3 3 2

线弹性断裂力学理论 8 8 2

确定应力强度因子的主要方法 2 2 2

能量释放率 2 2 2

断裂判据（含混合型裂纹）及应用 5 5 2

第二部分 弹塑性断裂力学J积分 4 4 2

COD方法 2 2 2

总 计 26 26 14

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：丁遂栋．断裂力学[M]．北京：机械工业出版社,19972．主要参考书：[1] 高庆．工程断裂力学[M]．重庆: 重庆大学出版社,1986[2] 沈成康．断裂力学[M]．上海: 同济大学出版社,1996[3] 陆毅中．工程断裂力学[M]．西安: 西安交通大学出版社,1987[4] 李庆芬．断裂力学及其工程应用[M]．哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社,1998

（制订人：赵 冰 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

289

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“分析力学”教学大纲Analytical Mechanics

课程编号：08010007　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科生。

（二）教学目的与要求分析力学是理论力学的一个分支，它通过用广义坐标为描述质点系的变数，以牛顿运动

定律为基础，运用数学分析的方法，研究宏观现象中的力学问题。流体的力学性质、流体力学的基本概念和观点、基础理论和常用分析方法、有关的工程应用知识等。通过对《分析力学》的学习，使学生掌握处理问题时以整个力学系统作为对象，用广义坐

标来描述整个力学系统的位形，着眼于能量概念，在力学系统受到理想约束时，可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题的能力。培养学生抽象的分析方法，在解决复杂的力学问题的能力。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、线性代数、理论力学。2．后续课程：计算力学。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：讲授。2．重点和难点。重点：虚位移原理、拉格朗日第二类方程。难点：哈密顿原理、哈密顿正则方程。

（五）考核方式笔试（期末考试 90％、平时成绩 10％）

二、教学内容（一）分析力学的基本概念

1．分析力学的研究对象，约束。2．广义坐标，自由度。3．位形空间，状态空间，相空间。4．虚位移，虚速度。

（二）虚位移原理和达朗伯原理1．虚位移原理。2．用广义力表示的虚位移原理。3．质点系在有势力作用下的平衡问题。4．达朗伯原理。5．惯性力系的简化。

（三）动力学方程的三种基本形式1．虚功形式的动力学方程——动力学普遍方程。2．虚功率形式的动力学方程。

290

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院3．高斯形式的动力学方程。

（四）高斯最小拘束原理1．高斯最小拘束原理。2．拘束的物理意义。

（五）哈密顿原理1．哈密顿原理。2．哈密顿原理在连续体动力学中的应用。

（六）拉格朗日第二类方程1．动能的广义坐标表达式。2．拉格朗日第二类方程。3．拉格朗日方程的首次积分。4．拉格朗日方程的降维法——罗斯方程和惠特克方程。5．耗散系统。

（七）哈密顿正则方程1．哈密顿正则方程。2．哈密顿正则方程的首次积分。3．泊松括号　泊松定理。4．正则变换。5．用拉格朗日括号和泊松括号判别正则变换。6．哈密顿——雅可比方程。7．变量的分离。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总计 26学时，教学环节包括课堂讲授，谒外辅导等，其学时分配

见下表。

“分析力学”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他分析力学的基本概念 4 4 2

虚位移原理和达朗伯原理 6 6 3

动力学方程的三种基本形式 4 4 2

高斯最小拘束原理 2 2 1

哈密顿原理 2 2 1

拉格朗日第二类方程 4 4 2

哈密顿正则方程 4 4 2

291

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院合　　计 26 26 13

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：叶敏，肖龙翔．分析力学．天津：天津大学出版社，20002．主要参考书：[1] 汪家禾．分析力学．北京：高等教育出版社，1983[2] 谈开孚．分析力学．黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，1999[3] 许庆余，吴惠中．分析力学．北京：高等教育出版社，1992

（制订人：蔡明兮 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

292

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“复合材料力学”教学大纲Mechanics of Composite Materials

课程编号：08010008　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学、土木类、机械类和材料等专业本科三年级学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业学生的专业课程和选修课程。通过本课程的教学，达到使学生对复合材料及复合材料力学的基本问题、基本概念和基

本方法有较明确的认识的目的。要求了解有关复合材料及其力学的基本情况，掌握复合材料单层板和层合板的刚度、柔

度及本构关系。掌握复合材料的强度理论和方法。了解和掌握复合材料的宏观力学、细观力学和结构力学分析方法。了解和掌握复合材料的湿热效应。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、工程数学、大学物理、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、板壳理论等等。

2．后续课程：无。（四）教学方式与重点和难点

1．教学方式：理论授课（24学时），实验（2学时）。2．重点和难点。重点：复合材料的定义、分类、构造和制造方法，各向异性弹性力学基础，单层板刚度和

强度的宏细观力学分析方法，层合板的刚度、强度和稳定性的分析方法。难点：各向异性弹性体的应力—应变关系，正交各向异性单层板的应力—应变关系，复

合材料强度理论，层合板的刚度，层合板和强度分析，层合板的屈曲分析。（五）考核方式考查。

二、教学内容（一）复合材料概论（2学时）

1．复合材料的定义与分类（了解）；2．复合材料的构造及制法（了解）；3．复合材料的力学分析方法（了解）；4．复合材料的力学性能（了解）；5．复合材料的各种应用（了解）。

（二）各向异性弹性力学基础（4学时）1．各向异性弹性力学基本方程（掌握）；2．各向异性弹性体的应力—应变关系（掌握）；3．正交各向异性材料的工程弹性常数（掌握）。

（三）单层板的刚度分析（4学时）1．含湿热变形的刚度宏观力学分析方法（掌握）；

293

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院2．单层板刚度细观力学分析方法（掌握）。

（四）单层板的强度分析（4学时）1．单层板强度宏观力学分析方法（掌握）；2．单层板强度细观力学分析方法（掌握）。

（五）层合板的刚度分析（3学时）1．考虑湿热变形的层合板刚度关系（深入了解）；2．几种典型层合板的刚度计算（掌握）。

（六）层合板的强度分析（3学时）1．考虑湿热变形的层合板应力分析（掌握）；2．考虑湿热变形的层合板强度分析（深入了解）。

（七）层合板的稳定性分析（4学时）1．层合平板的弯曲（掌握）；2．层合平板的屈曲（掌握）。3．层合平板的振动（了解）。

三、实验内容单层复合材料工程常数的测定。具体要求由力学实验室给出。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，其中课堂讲授（24学时）、实验（2学时），

辅导答疑 12学时，其学时分配见下表。“复合材料力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一） 2 2 1

（二） 4 4 2

（三） 4 4 2

（四） 4 4 2

（五） 3 3 1.5

（六） 3 3 1.5

294

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（七） 4 4 2

实验 2 2

总 计 26 24 2 12

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：沈观林．复合材料力学[M]．北京：清华大学出版社，Springer，20062．主要参考书：[1] 张少实．复合材料与粘弹性力学[M]．北京：机械工业出版社，2005[2] [美] R M琼斯．复合材料力学[M]．朱颐龄等译．上海：上海科学技术出版社，1981[3] J.N．Reddy．Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells [M]．CRC PRESS,

2004[4] 刘锡礼．复合材料力学基础[M]．北京：中国建筑工业出版社 ，1984[5] 李顺林．复合材料力学引论[M]．上海 ：上海交通大学出版社，1986[6] 张振瀛．复合材料力学基础[M]．北京：航空工业出版社 ，1989[7] 蒋咏秋．复合材料力学[M]．西安：西安交通大学出版社，1993[8] 王士杰．复合材料力学引论[M]．重庆：重庆大学出版社，1987[9] 王兴业．复合材料力学分析与设计[M]．长沙：国防科技大学出版社，1999[10] 王震呜 ．复合材料力学和复合材料结构力学[M]．北京：机械工业出版社，1991[11] 霍斯金;B.C.．复合材料原理及其应用[M]．北京：科学出版社，1992

（制订人：胡 浩 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

295

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“工程力学A”教学大纲Engineering Mechanics（A）

课程编号：08010009　　　学时／学分：80/4.5

一、大纲说明本大纲根据给排水工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象给排水工程专业二年级本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是排水工程专业的技术基础课程，必修。通过工程力学的学习，使学生对刚体系统的平衡、杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明

确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实验能力，为学习后续的专业课程打下扎实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、土木工程制图、大学物理、物理实验等。2．后续课程：水力学、给排水物理化学、建筑给排水工程、给排水工程施工等。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：以课堂讲授为主，以实验教学、工程力学 CAI教学、课堂讨论、课外辅导为辅。2．重点内容：物体受力分析和受力图；力系简化结果；力系的平衡方程及应用。应力和应变的概念。四种基本变形下杆的应力与强度计算、变形与刚度计算。应力状态分

析与强度理论。组合变形下杆件的强度计算。压杆的稳定性计算。3．难点内容：空间力系的简化理论及简化结果，物体系的平衡条件与平衡方程及应用解题。应力与应变概念。应力集中概念。圆轴扭转切应力。梁的弯曲正应力和切应力。平面应力状

态分析。组合变形杆件强度计算。压杆稳定性计算。（五）考核方式考试。闭卷笔试，并结合课堂讨论、平时作业、听课情况及实验成绩综合评定。

二、教学内容1．静力学基础静力学概念；静力学公理；力在轴上投影；力的分解；力对点的矩，力对轴的矩；力偶

和力偶矩；约束与约束反力、受力分析和受力图。2．力系简化理论力线平移定理，主矢和主矩；空间任意力系的简化结果。

3．力系的平衡各种力系的平衡条件与平衡方程及其应用。

4．刚体静力学专门问题平面桁架的概念，计算桁架内力的节点法和截面法；摩擦和考虑摩擦的平衡问题。

5．材料力学基本概念材料力学的任务和研究对象；变形固体的基本假设；截面法，内力、位移、变形、应力和

296

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院应变的概念；杆件变形的基本形式。6．杆件的内力分析杆件的内力方程与内力图。平面刚架、平面曲杆的内力方程与内力图。剪力、弯矩与载荷集

度间的关系及其应用。7．截面图形的几何性质静矩，惯性矩，极惯性矩，惯性积，惯性半径；平行移轴公式；转轴公式简介；主惯性

轴与形心主惯性轴；主惯性矩与形心主惯性矩。8．杆件的应力与强度计算拉压杆的应力；材料拉压时的力学性质；许用应力，安全系数，强度条件；连接件的实

用计算；圆轴扭转切应力，强度条件；梁的弯曲正应力；梁的弯曲切应力；梁的强度条件；梁的合理强度设计。 9．杆件的变形与刚度计算拉（压）杆的变形；圆轴扭转变形，刚度条件；用积分法和叠加法求梁的弯曲变形，刚

度条件；简单超静定问题。10．应力状态分析与强度理论应力状态的概念。主应力与主平面。平面应力状态下的应力分析。三向应力圆简介，最大

切应力。广义胡克定律及其应用。强度理论的概念。四种常用的强度理论及其应用简介。

11．组合变形斜弯曲；弯拉（压）组合；弯扭组合。

12．压杆稳定稳定性概念。压杆临界力与临界应力的欧拉公式及其适用范围。直线型经验公式。临界应

力总图。压杆的稳定性计算。提高压杆稳定性的措施。三、实验内容拉伸与压缩实验，弯曲正应力实验。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 80学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“工程力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）静力学基础 6 6 1

（二）力系简化理论 4 4 1

（三）力系的平衡 8 8 3

（四）刚体静力学专门问题 4 4 1

（五）材料力学基本概念 2 2 0.5

（六）杆件的内力分析 8 8 2

（七）截面图形的几何性质 2 2 0.5

297

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（八）杆件的应力与强度计算 17 13 4 4

（九）杆件的变形与刚度计算 8 8 2

（十）应力状态分析与强度理论 8 8 2

（十一）组合变形 5 5 2

（十二）压杆稳定 4 4 1

机动 4 4

总 计 80 76 4 20

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：[1] 罗迎社，喻小明．工程力学[M]．北京：北京大学出版社，2006[2] 徐飞鸿等．材料力学实验[M]．长沙：湖南教育出版社，20032．主要参考书：[1] 单辉祖，谢传锋．工程力学[M]．北京：高等教育出版社，2004[2] 范钦珊．工程力学教程（I）（II）（III）[M]．北京：高等教育出版社，1998[3] 孙训方．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003[4] [苏]别辽耶夫．材料力学[M]．王光远等译．北京：高等教育出版社，1992[5] 哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（Ⅰ） [M]．第六版．北京：高等教育出

版社，2002

（制订人：李学罡 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

298

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“工程力学 B（二）”教学大纲Engineering Mechanics B（2）

课程编号：08010010　　　学时/学分：42/2.5

一、大纲说明本大纲根据工程管理专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程管理专业二年级本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程管理专业的技术基础课程，必修。通过本课程的学习，使学生对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必

要的基础知识，一定的分析能力和计算能力，初步的实验能力，为学习后续的专业课程打下扎实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、工程制图、大学物理、工程力学 B（一）等2．后续课程：工程结构、土力学与地基基础、建筑材料、桥梁工程等。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：以课堂讲授为主，以实验教学、课堂讨论、课外辅导为辅。2．重点内容：应力和应变的概念；四种基本变形下杆的应力与强度计算、变形与刚度计算；应力状态

与强度理论的概念；组合变形下杆件的强度计算；压杆的稳定性概念。3．难点内容：应力与应变的概念；应力集中的概念；圆轴扭转切应力；梁的弯曲正应力和切应力；组

合变形下杆件的强度计算；压杆稳定性概念。（五）考核方式考试。闭卷笔试，并结合课堂讨论、平时作业、听课情况及实验成绩综合评定。

二、教学内容（一）绪论与基本概念材料力学的任务和研究对象；变形固体的基本假设；截面法，内力、位移、变形、应力和

应变的概念；杆件变形的基本形式。（二）杆件的内力分析杆件的内力方程与内力图。梁的剪力、弯矩与载荷集度间的关系及其应用。

（三）截面图形的几何性质静矩，惯性矩，极惯性矩，惯性积，惯性半径；平行移轴公式；主惯性轴与形心主惯性

轴的概念，主惯性矩与形心主惯性矩的概念。（四）杆件的应力与强度计算拉压杆的应力；材料拉压时的力学性质；许用应力，安全系数，强度条件；连接件的实

用计算；圆轴扭转切应力，强度条件；梁的弯曲正应力；梁的弯曲切应力；梁的强度条件。 （五）杆件的变形与刚度计算拉（压）杆的变形；圆轴扭转变形，刚度条件；用积分法和叠加法求梁的弯曲变形，刚

299

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院度条件。（六）应力状态分析与强度理论应力状态的概念，主应力与主平面；平面应力状态下的应力分析；最大切应力；广义胡

克定律简介。强度理论的概念；四种常用的强度理论简介。

（七）组合变形斜弯曲；弯拉（压）组合；弯扭组合变形。

（八）压杆稳定稳定性概念。压杆临界力与临界应力的欧拉公式及其适用范围。提高压杆稳定性的措施。

三、实验内容拉伸与压缩实验。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 42学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“工程力学 B（二）”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）绪论与基本概念 2 2 0.5

（二）杆件的内力分析 6 6 2

（三）截面图形的几何性质 2 2 0.5

（四）杆件的应力与强度计算 10 8 2 4

（五）杆件的变形与刚度计算 6 6 2

（六）应力状态分析与强度理论 6 6 2

（七）组合变形 4 4 2

（八）压杆稳定 4 4 1

机动 2 2

总 计 42 40 2 14

五、选用教材及主要参考书1．使用教材：[1] 李学罡，蔡明兮．材料力学[M]．吉林：吉林科技出版社，2005[2] 徐飞鸿．材料力学实验[M]．长沙：湖南教育出版社，20032．主要参考书：[1] 单辉祖，谢传锋．工程力学[M]．北京：高等教育出版社，2004[2] 范钦珊．工程力学教程（I）（II）（III）[M]．北京：高等教育出版社，1998[3] 孙训方．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003 [4] [苏]别辽耶夫．材料力学[M]．王光远等译．北京：高等教育出版社，1992

300

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院[5] [苏]Β.И.费奥多谢夫．材料力学[M] 赵九江等译．．北京：高等教育出版社，1995

（制订人：李学罡 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

301

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“工程力学 B（一）”教学大纲Engineering Mechanics B（一）

课程编号：08010011　　　学时／学分：42/2.5

一、大纲说明本大纲根据工程管理等专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程管理等专业本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是工程管理等专业的技术基础课，为必修课。通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的一般规律及其研究方法；

初步学会运用这些理论和方法把工程结构抽象为理论力学模型并分析解决实际问题。为学习一系列后续课程和有关的专业技术课打好必备基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．主要先修课程：高等数学、画法几何与工程制图、大学物理、物理实验等。2．主要后续课程：工程力学 B（二）、结构力学、弹塑性力学、工程管理等。

（四）教学方式与重点、难点1．教学方式：以课堂教学为主，结合模型、多媒体教学；同时加强自学引导，重视学生自学能力和分

析问题的能力的培养。2．重点与难点。重点内容：物体受力分析；力系简化理论；力系的平衡问题求解。研究点的运动的自然法；刚体的平动与定轴转动；刚体平面运动，求图形内各点速度的

三种方法；点速度合成定理。动量定理与质心运动定理；动量矩定理；动能定理；动力学普通定理的综合应用。 难点内容：画受力图，力系简化理论，物体系平衡问题求解；刚体平面运动求速度，牵连速度，点

的速度合成定理及应用；动量定理与动理矩定理应用解题，三大定理综合应用。 （五）考核方式闭卷考试。参考平时作业、听课情况和与期末考试综合评定课程总成绩。

二、教学内容（一）绪论理论力学的研究对象；理论力学的研究方法；理论力学的内容。

（二）静力学1．静力学的基本概念和公理。静力学的研究对象，力、平衡、刚体和力学模型的概念，等效力系和平衡力系。静力学公

理，约束与约束反力，约束的分类，分离体，受力分析和受力图。2．力系简化理论。力在轴上投影，力的分解，力对点的矩，力对轴的矩；力偶和力偶矩。力线平移定理，

空间任意力系向一点的简化，主矢和主矩，空间任意力系的简化结果，汇交力系、力偶系、平302

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院面任意力系、平行力系的简化方法与简化结果。

3．力系的平衡。各种力系的平衡条件与平衡方程；力系平衡问题的求解；物体系的平衡问题，静定与超

静定的概念；桁架、理想桁架，计算桁架杆件内力的节点法和截面法；考虑摩擦时物体和物体系的平衡。（三）运动学

1．点的运动。运动学研究对象，研究点的运动的基本方法：矢径法、直角坐标法、自然法，点的运动方

程、轨迹方程，速度和加速度（切向加速度与法向加速度）。2．刚体的基本运动。刚体的平动及其特征，刚体的定轴转动，转动方程、角速度和角加速度，转动刚体上各

点的速度和加速度。3．刚体的平面运动。刚体平面的运动简化，平面运动方程，平面运动分解为平动和转动，用基点法求图形内

各点的速度，速度投影定理，速度瞬心法求平面图形内各点的速度，平面图形内各点的速度分布，求加速度的用基点法。

4．点的合成运动。合成运动的概念；动参考系和定参考系；绝对运动、相对运动和牵连运动及三种速度、加

速度；点的速度合成定理。（四）动力学

1．动力学基本定律和质点运动微分方程。动力学的研究对象；动力学基本定律；质点运动微分方程的矢量形式、直角坐标形式、自

然坐标形式，质点动力学的两类问题。2．动量定理。动力学普遍定理概述；质点和质点系的动量，力的冲量；质点系的动量定理，动量守恒

定律；质心运动定理，质心运动守恒定律。3．动量矩定理。质点和质点系的动量矩，定轴转动刚体对转轴的动量矩；刚体转动惯量，迴转半径，平

行轴定理；质点和质点系的动量矩定理，动量矩守恒定律；刚体定轴转动微分方程，质点系相对于质心的动量矩定理，刚体平面运动微分方程；动量定理与动量矩定理联合应用。

4．动能定理。力的功，元功，合力的功，重力、弹性力、摩擦力的功，力矩的功，质点系的内力的功，

约束反力的功，理想约束。质点系的动能，平动、定轴转动和平面运动刚体的动能；质点系动能定理；动力学普通定理的联合应用。三、实验内容无。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 42学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“工程力学 B（一）”课程教学学时分配表

303

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）静力学的基本概念和公理、物体受力分析 4 4 2

（二）力系简化理论 4 4 2

（三）力系的平衡 10 8 2 4 课堂讨论（四）点的运动学 2 2 2

（五）刚体的基本运动 2 2 2

（六）刚体的平面运动 4 4 2

（七）点的合成运动 2 2 2

（八）质点动力学 2 2 2

（九）动量定理 2 2 2

（十）动量矩定理 4 4 2

（十一）动能定理 4 4 2

机动 2 2

总 计 42 38 4 24

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材[1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（Ⅰ、Ⅱ）（M）．第六版．北京：高等教

育出版社，2002[2] 刘又文，彭献．理论力学（M）．长沙：湖南大学出版社，20022．主要参考书[1]彭 祝．理论力学（M）．长沙：中南工业大学出版社，1997[2] 谢传锋．理论力学答疑（M）．北京：高等教育出版社．1988[3] 范钦珊．工程力学教程（M）．北京：高等教育出版社．1998[4] 贾书惠，李万琼．理论力学（M）．北京：高等教育出版社．2002

（制订人：喻小明 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

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“工程力学C”教学大纲Engineering Mechanics（C）

课程编号：08010012　　　学时/学分：54/3.0

一、大纲说明本大纲根据轻化工程、无机非金属材料工程、化学工程与工艺、化学化工类环境工程、建筑

环境与设备工程、热能与动力工程等专业 2006版培养计划制订。（一）教学对象轻化工程、无机非金属材料工程、化学工程与工艺、化学化工类环境工程、建筑环境与设备

工程、热能与动力工程等专业二年级本科学生。（二）教学目的与要求本课程是轻化工程、无机非金属材料工程、化学工程与工艺、化学化工类环境工程、建筑环

境与设备工程、热能与动力工程等专业的技术基础课程，必修。通过工程力学的学习，使学生对刚体系统的平衡、杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明

确的基本概念，必要的基础知识，一定的分析能力和计算能力，初步的实验能力，为学习后续的专业课程打下扎实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学、画法几何与机械制图、大学物理、物理实验等。2．后续课程：机械设计基础、工程热力学、物理化学等。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：以课堂讲授为主，以实验教学、课堂讨论、课外辅导为辅。2．重点内容：物体受力分析和受力图。力系简化理论与各种力系的简化结果。力系的平衡条件与平衡方

程及应用解题。应力和应变的概念。四种基本变形下杆的应力与强度计算、变形与刚度计算。应力状态与

强度理论的概念。组合变形下杆件的强度计算简介。压杆的稳定性概念。3．难点内容：物体受力分析和受力图。力系的简化理论及简化结果。物体系的平衡条件与平衡方程及应

用解题。应力与应变的概念。应力集中的概念。圆轴扭转切应力。梁的弯曲正应力和切应力。组合变

形下杆件的强度计算简介。压杆稳定性概念。（五）考核方式考试。闭卷笔试，并结合课堂讨论、平时作业、听课情况及实验成绩综合评定。

二、教学内容（一）静力学基础静力学概念；静力学公理；力在轴上投影；力的分解；力对点的矩，力对轴的矩；力偶

和力偶矩；约束与约束反力、受力分析和受力图。（二）力系简化理论力线平移定理，主矢和主矩；空间任意力系的简化结果。

（三）力系的平衡305

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院平面力系的平衡条件与平衡方程及其应用。

（四）材料力学基本概念材料力学的任务和研究对象；变形固体的基本假设；截面法，内力、位移、变形、应力和

应变的概念；杆件变形的基本形式。（五）杆件的内力分析杆件的内力方程与内力图。梁的剪力、弯矩与载荷集度间的关系及其应用。

（六）截面图形的几何性质静矩，惯性矩，极惯性矩，惯性积，惯性半径；平行移轴公式；主惯性轴与形心主惯性

轴的概念；主惯性矩与形心主惯性矩的概念。（七）杆件的应力与强度计算拉压杆的应力；材料拉压时的力学性质；许用应力，安全因数，强度条件；连接件的实

用计算；圆轴扭转切应力，强度条件；梁的弯曲正应力；梁的弯曲切应力；梁的强度条件。（八）杆件的变形与刚度计算拉（压）杆的变形；圆轴扭转变形，刚度条件；用积分法求梁的弯曲变形，刚度条件。

（九）应力状态分析与强度理论应力状态的概念。主应力与主平面。平面应力状态下的应力分析。最大切应力。广义胡克定

律简介。强度理论的概念。四种常用的强度理论简介。

（十）组合变形斜弯曲、弯拉（压）组合、弯扭组合变形简介。

（十一）压杆稳定稳定性概念。压杆临界力与临界应力的欧拉公式及其适用范围简介。提高压杆稳定性的措

施。三、实验内容拉伸与压缩实验，弯曲正应力实验。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 54学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“工程力学 C”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）静力学基础 5 5 1

（二）力系简化理论 3 3 1

（三）力系的平衡 6 6 2

（四）材料力学基本概念 2 2 0.5

（五）杆件的内力分析 6 6 2

（六）截面图形的几何性质 2 2 0.5

（七）杆件的应力与强度计算 14 10 4 4

306

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（八）杆件的变形与刚度计算 4 4 1

（九）应力状态分析与强度理论 6 6 2

（十）组合变形 2 2 1

（十一）压杆稳定 2 2 1

机动 2 2

总 计 54 50 4 16

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：[1] 罗迎社，喻小明．工程力学[M]．北京：北京大学出版社，2006[2] 徐飞鸿．材料力学实验[M]．长沙：湖南教育出版社，20032．主要参考书：[1] 单辉祖，谢传锋．工程力学[M]．北京：高等教育出版社，2004[2] 范钦珊．工程力学教程（I）（II）（III）[M]．北京：高等教育出版社，1998[3] 孙训方．材料力学（上、下册）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003[4] [苏]别辽耶夫．材料力学[M]．王光远等译．北京：高等教育出版社，1992[5] 哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（Ⅰ） [M]．第六版．北京：高等教育出

版社，2002

（制订人：李学罡 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

307

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“计算力学A”教学大纲Computing Mechanics A

课程编号：08010014　　　学时／学分：52/3.0

一、大纲说明本大纲根据工一三类专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业等本科生，一般在三年二期开设较宜。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业基础课。2．课程类别：必修课。3．教学目的与要求：通过学习基本理论和方法掌握数值计算的能力，具体要求如下：（1）掌握作为力学数值计算基础的变分法的基本理论和运算规则。（2）掌握里兹法和加权余量法基本原理和计算步骤。（3）熟悉用 Lagrange单元、Hermite单元构造插值函数。（4）熟悉Newton-Cotes积分和Gauss积分三维积分方法。（5）掌握弹性力学中有限单元法分析的一般格式。（6）熟练掌握平面杆系结构有限单元法以及计算。（7）了解局部坐标系内空间杆单元的特性矩阵及坐标转换。（8）掌握有组合结点时的单刚与等效荷载的处理。（9）熟悉空间四面体单元与轴对称问题有限元。（10）掌握平面问题的有限单元法以及运用计算。（11）熟练掌握平面杆系结构有限单元法程序编写及实现。（12）熟悉平面问题的有限单元法程序编写方法及实现。

（三）主要先修课程和后续课程1．主要先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、物理实验、理论力学、材料力学、结构

力学、计算机算法语言（FORTRAN）、弹塑性力学、振动力学、数值方法等。2．主要后续课程：板壳力学、断裂力学等。

（四）教学方式与重点、难点1．教学方式：以课堂教学为主，结合模型、CAI、多媒体教学；同时加强自学引导，重视学生自学能力

和分析问题的能力的培养。2．重点内容：（1）变分法的基本理论。重点学习泛函的概念，几类典型变分的运算方法，里兹法和加权余量法（配点法、子域

法、最小二乘法、力矩法、伽辽金法）的理论基础和运算规则,掌握变分问题的原理与特征，掌握泛函极值问题的求解。（2）弹性力学中有限单元法分析的一般格式。重点讲清楚以平面问题三结点三角形单元为例的有限元法分析的一般步骤，运算规则。（3）杆系结构有限元法以及程序的编写。平面杆系有限元：重点掌握经典位移法；学会用单元位移法推导单元刚度矩阵方程，从

308

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院而进一步推导梁、刚架、桁架等的单元刚度矩阵方程；重点掌握其解题步骤，进而求解结构内力；弄清有组合结点时的单刚与等效荷载的处理；掌握流程框图的编写、程序的编写，如何将框图变成算法语言，为课程设计打基础。空间杆系有限元：重点是局部坐标系内空间杆单元的特性矩阵及坐标转换。（4）平面问题的有限元法（3结点三角形单元）以及程序编写。重点掌握平面问题的解题步骤，求解单元的内力、应力与应变；重点掌握程序的编写思

路，通过程序框图要清楚地表示整个方法运算流程。（5）空间与轴对称问题有限元。重点是空间四面体有限单元分析以及轴对称问题有限元三角形环单元以及等参元分析。3．难点内容：（1）虚位移原理与势能原理公式的理解与推导；（2）里兹法与加权余量法；（3）平面杆系结构有限元法分析以及程序的编写；（4）平面问题的有限元法分析以及程序的编写。

（五）考核方式闭卷考试，参考平时作业、课程设计、听课情况、期末考试和上机情况综合评定课程总成

绩。二、教学内容（一）变分法的基本理论关于泛函的概念，变分的概念，几类常见泛函的变分问题，里兹法和加权余量法（配点

法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽辽金法），弹性力学中常用的变分原理。（二）弹性力学中有限单元法分析的一般格式平面问题中 3结点三角单元的，最小势能原理，单刚和总刚的集总规则与特征，等效结

点荷载的求解，边界条件的处理方法，刚度方程的求解方法。（三）杆系结构有限元法平面杆系有限元：掌握经典位移法，利用有限单元法的一般格式推导平面杆系结构有限

元法的总刚方程，进而推导梁、刚架、桁架等的单元刚度矩阵方程；掌握单刚、总刚的特征、整体集成规则；掌握局部坐标向整体坐标的转化方法；等效结点荷载的求解，支承条件的引入，方程的建立与求解，进而求解杆系结构内力、结点位移等的计算；铰接点的处理；掌握程序框图的编写，运用 Fortran算法语言按框图编写程序，为课程设计打基础。空间杆系有限元：重点是局部坐标系内空间杆单元的特性矩阵及坐标转换

（六）弹性力学平面问题明确平面问题单元刚度矩阵公式的推导，明确单刚、总刚的特征；掌握三角形三结点单

元位移模式，形函数，应变矩阵，应力矩阵；学会求解等效结点荷载；掌握其解题步骤与方法，学会其运用，进而求解单元应力、应变、结点位移等的计算；掌握程序框图的编写，运用Fortran算法语言按框图编写程序,为课程设计打基础。（七）空间与轴对称问题有限元熟悉局部坐标系内空间杆单元的特性矩阵及坐标转换；了解有组合结点时的单刚与等效

荷载的处理以及轴对称问题有限元。三、实验内容无。

309

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四、教学环节与学时分配本课程总学时为 52学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、CAI教学、课外辅导、作业

等。其学时分配见下表。“计算力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

绪论 4 4

变分法的基本理论 12 10 2 2

杆系结构有限元法分析及程序的编写 22 18 4 6 课堂讨论弹性力学平面问题的有限元法分析及程序编写 12 8 4 4 课堂讨论空间与轴对称问题 2 2

合 计 52 42 10 12

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、使用教材与主要参考书目

1．使用教材：王焕定，王伟．有限单元法教程．哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，20032．主要参考书目：[1] 洪锦如.桥梁结构计算力学．上海：同济大学出版社，2001[2] 龙驭球.有限元法概论.第二版.北京:高等教育出版社,1991[3] 龙述尧.工程力学中的数值分析方法.中国科学出版社 2003[4] 朱伯芳.有限单元法原理与应用.第二版.北京:水利电力出版社,1998[5] 王瑞富，佘颖禾.有限元法概念与习题.北京:科学出版社,1996[6] 王勖成.有限单元法.北京:清华大学出版社,2003

（制订人：张晓萌 审核人：肖勇刚 批准人：王桂尧）

310

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“计算力学 B”教学大纲Computing Mechanics B

课程编号：08010015　　　学时／学分：34/2.0

一、大纲说明本大纲根据工一三类专业 2006版培养计划编写制订。

（一）教学对象土木水利类工程专业方向本科生，一般在三年二期开设较宜。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业基础课。2．课程类别：选修课。3．教学目的与要求：通过学习基本理论和方法掌握数值计算的能力，具体如下：（1）掌握作为力学数值计算基础的变分法的基本理论和运算规则。（2）掌握里兹法和加权余量法（配点法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽辽金法）基本

原理和计算步骤。（3）掌握弹性力学中有限单元法分析的一般格式。（4）熟练掌握平面杆系结构有限单元法以及计算。（5）掌握平面问题的有限单元法以及运用计算。（6）熟练掌握平面杆系结构有限单元法程序编写及实现。（7）熟悉平面问题的有限单元法程序编写方法及实现。

（三）主要先修课程和后续课程1．主要先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、物理实验、理论力学、材料力学、结构

力学、计算机算法语言（FORTRAN）、弹塑性力学、振动力学、数值方法等。2．主要后续课程：钢筋混凝土结构、结构设计原理、路面力学等。

（四）教学方式与重点、难点1．教学方式：以课堂教学为主，结合模型、CAI、多媒体教学；同时加强自学引导，重视学生自学能力

和分析问题的能力的培养。2．重点内容：（1）有限元法原理。重点学习变分问题的直接解法（里兹法和加权余量法等）与弹性力学中几个重要的变分

原理、特征，掌握泛函极值问题的求解。（2）平面杆系结构有限元法。重点掌握杆系结构有限单元法；掌握经典位移法；学会用单元位移法推导单元刚度矩阵

方程，进一步推导梁、桁架、刚架等结构的单元刚度矩阵；掌握单刚由局部向整体坐标的转化；明确其解题步骤，进行结构内力的计算。（3）弹性平面问题的有限元法。重点掌握平面问题单元刚度矩阵公式的推导以及运算。3．难点内容：里兹法场函数的选取；里兹法与加权余量法的计算；平面杆系结构有限元法分析计算以

及程序的编写；平面问题的有限元法分析计算以及程序的编写。 （五）考核方式

311

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院闭卷考试，参考平时作业、课程设计、听课情况、期末考试和上机情况综合评定课程总成

绩。二、教学内容（一）绪论弹性问题的计算方法；有限单元法的要点和特性；有限单元法的发展、现状与未来；有

限单元法的目的与内容；有限单元法的一般解题过程；向量与张量的表示法；矩阵符号的约定；弹性理论有关方程的矩阵表示。（二）有限元法原理变分法的基本概念；变分的特性；泛函的概念、泛函极值问题的求解；里兹法；加权余

量法（配点法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽辽金法）。（三）平面杆系结构有限元法以及程序的编写平面等直杆的单元分析；局部坐标向总体坐标桁杆单元的转化；平面梁系的单元分析；

掌握经典位移法，利用有限单元法的一般格式推导平面杆系结构有限元法的总刚方程，进而推导梁、刚架、桁架等的单元刚度矩阵方程；掌握单刚、总刚的特征、整体集成规则；掌握局部坐标向整体坐标的转化方法；等效结点荷载的求解，支承条件的引入，方程的建立与求解，进而求解杆系结构内力、结点位移等的计算；掌握程序框图的编写，运用 Fortran算法语言按框图编写程序，并上机调试与运算，为工程实际问题的解决打基础。（四）弹性平面问题的有限元法（3结点的三角形单元）以及程序的编写明确平面问题单元刚度矩阵公式的推导，明确单刚、总刚的特征；掌握三角形三结点单

元形函数的性质；学会求解等效结点荷载；掌握其解题步骤与方法，学会其运用，进而求解单元应力、应变、结点位移等的计算；掌握程序框图的编写，运用 Fortran算法语言按框图编写程序, 并上机调试与运算，为工程实际问题的解决打基础。三、实验内容无。

四、教学环节与学时分配本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、CAI教学、课外辅导、作业

等。其学时分配见下表。“计算力学 B”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

绪论 4 4

有限元法原理 6 4 2 2

平面杆系结构有限元法及程序编写 18 16 2 4

弹性平面问题的有限元法（3结点的三角形单元）及程序编写 6 4 2 2

合 计 34 28 6 8

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。312

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

五、使用教材与主要参考书目1．使用教材：洪锦如.桥梁结构计算力学．上海.同济大学出版社,20012．主要参考书目：[1] 王焕定，王伟．有限单元法教程．哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2003[2] 龙驭球.有限元法概论.第二版.北京:高等教育出版社,1991[3] 龙述尧.工程力学中的数值分析方法.中国科学出版社 2003[4] 朱伯芳.有限单元法原理与应用.第二版.北京:水利电力出版社,199[5] 王瑞富，佘颖禾.有限元法概念与习题.北京:科学出版社,1996[6] 王勖成.有限单元法.北京:清华大学出版社,2003

（制订人：张晓萌 审核人：肖勇刚 批准人：王桂尧）

313

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“建筑力学（二）”教学大纲Architectural Mechanics（2）

课程编号：08010016　　　学时／学分：34/2

一、大纲说明 本大纲根据长沙理工大学建筑城规类专业 2006版培养计划制定。

（一）教学对象建筑学、城市规划专业本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：建筑力学课程融静力学、材料力学、结构力学于一体，内容丰富，知识点密集。它既有严

密的理论性和系统性，又有广泛的实践性和应用前景，是建筑学、城市规划等专业本科生的一门重要的综合性专业基础课。本课程是《建筑力学》（一）的继续，在静定结构计算的基础上，重点讲解超静定结构的内力和位移计算。同时，对压杆稳定、影响线等内容也进行适当讲述。

2．教学目的：通过本课程的教学,使学生了解压杆稳定问题的基本概念及其基本理论，在静定结构的基

础上进一步掌握超静定结构的内力及位移计算方法，为学习后续课程《建筑结构》奠定基础，为建筑方案设计时合理选择结构型式提供依据。

3．教学要求：（1）了解稳定性问题的基本概念，掌握压杆的稳定条件和实用计算方法。（2）掌握超静定结构的基本概念及其求解方法。（3）了解影响线的基本概念及其工程应用。

（三）主要先修课程和后续课程1．先修课程：高等数学，建筑力学（一）。2．后续课程：建筑结构。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂教学。2．重点：（1）了解压杆稳定的基本概念及实用计算方法。（2）掌握力法的基本原理及应用。（3）掌握位移法和弯矩分配法的基本原理及应用。（4）了解影响线的概念及工程应用。3．难点：（1）力法的基本原理及其典型方程。（2）位移法的基本原理及其典型方程。（3）弯矩分配法的基本原理及其应用。

（五）考核方式考试，考核成绩结合平时成绩综合评定。

二、教学内容（一）压杆稳定314

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院1．工程中的稳定问题。2．压杆的稳定平衡与不稳定平衡。3．细长中心压杆的临界力。4．不同杆端约束时的临界力、长度系数。5．超过比例极限时压杆的临界应力、临界应力总图。6．压杆的稳定条件，稳定的实用计算。

（二）用力法计算超静定结构1．超静定结构概述。2．力法的基本原理。3．力法的基本结构及超静定次数。4．力法的典型方程。5．对称性的利用。6．超静定结构的位移计算及其最后内力图的校核。7．力法计算其它类型的超静定结构。8．超静定结构在温度变化和支座移动作用下的计算。9．超静定结构的特性。

（三）位移法和力矩分配法1．位移法的基本概念。2．位移法的基本未知数和基本结构。3．单跨超静定梁的形常数及载常数。4．平面一般力系的合成。5．等截面直杆的转角位移方程。6．应用转角位移方程计算超静定结构。7．力矩分配法基本概念。8．用力矩分配法计算连续梁和节点无线位移的刚架。9．对称性的利用。

（四）影响线及其应用1．影响线的概念。2．应力的概念。3．用静力法作简支的梁内力影响线。4．简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩。5．连续梁的内力包络图。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配1．教学环节说明：本课程总计 34学时，教学环节以课堂讲授为主，适当安排习题课课

或辅导答疑，以培养学生的分析能力和计算能力，其学时分配见下表。 “建筑力学（二）”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

315

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院一、压杆稳定 6 6 2/6

二、用力法计算超静定结构 12 12 6/24

三、位移法和力矩分配法 10 10 4/20

四、影响线及其应用 6 6 2/6

合 计 34 34 14/56

五、教材1．选用教材： 周国谨．建筑力学［M］．第二版．上海：同济大学出版社，19992．主要参考书：李前程．建筑力学［M］．北京：中国建筑工业出版社出版，1998

（制定人：雷光宇 审核人：戴培君 批准人：王桂尧）

316

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“ 建筑力学（一）”教学大纲Architectural Mechanics（1）

课程编号：08010017　　　学时／学分：52/3

一、大纲说明本大纲根据长沙理工大学建筑城规类专业 2006版培养计划制定。

（一）教学对象建筑学、城市规划专业本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：建筑力学课程融静力学、材料力学、结构力学于一体，内容丰富，知识点密集。它既有严

密的理论性和系统性，又有广泛的实践性和应用前景，是土建类各专业和非土建类建筑学、城市规划等专业的一门重要的综合性专业基础课。建筑力学课程分为“建筑力学（一）”和“建筑力学（二）”两部分讲述。其中，“建筑力学（一）”重点讲述静力学、材料力学和结构力学中静定结构分析的相关内容，“建筑力学（二）”是“建筑力学（一）”的继续，在“建筑力学（一）”的基础上重点讲述结构力学中超静定结构分析的相关内容。本课程属“建筑力学（一）”部分。

2．教学目的通过本课程的教学,使学生了解建筑力学的主要任务和基本原理，熟悉各类建筑结构的组

成方式，掌握各类构件及静定结构的受力性能、内力和位移的计算方法，为后续课程《建筑结构》的学习奠定基础，为建筑设计中合理选择结构型式提供理论依据。

3．教学要求（1）了解力的性质、力系的简化和平衡条件。（2）掌握平面杆系结构的几何组成规则，了解静定与超静定结构的概念。（3）了解杆件的四种基本变形及结构的强度、刚度和稳定性概念。（4）掌握静定平面杆系结构（梁、拱、刚架、桁架）受力特点及其内力和位移的计算方法。

（三）主要先修课程和后续课程1．先修课程：高等数学。2．后续课程：建筑力学（二），建筑结构。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂教学。2．重点：（1）平面力系的简化和平衡：了解力和力偶的性质，能正确进行物体受力分析；理解

合力矩定理、合力投影定理和力线平移定理，能熟练运用平衡条件求解平衡问题。（2）平面体系的几何组成分析：了解可变体系、瞬变体系和不变体系的概念，能熟练运

用几何组成规则分析结构的几何组成，并判别结构的静定与超静定特性。（3）杆件的四种基本变形、强度条件与刚度条件：了解内力、应力及应变的概念，掌握

轴向拉伸与压缩、弯曲、剪切、扭转四种基本变形的特点及其相应的应力与变形计算，能正确运用强度条件和刚度条件进行截面设计、承载力复核及确定许可载荷。（4）静定平面结构（梁、拱、刚架、桁架）的内力和位移的计算：了解结构内力和位移计

算的目的，能熟练绘制梁和刚架的内力图。掌握用单位荷载法计算静定平面结构的位移。3．难点：

317

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（1）支座及支座反力，结构的受力分析：对结构的支座及节点不能做出正确的简化一

致不能正确作出结构的受力分析。（2）应力单元体：应力单元体的概念是强度理论的基础，其概念抽象，学生不易理解。（3）变形体的可能位移原理：可能位移原理是结构位移计算的基础，其概念抽象，学

生不易理解。（五）考核方式考试，考核成绩结合平时成绩综合评定。

二、教学内容（一）绪论

1．建筑力学的任务。2．荷载的分类。3．平面结构的支座反力。4．结构的计算简图。5．杆系结构的分类。

（二）力、力矩、力偶1．力的性质。2．力矩。3．力偶。

（三）平面力系的合成和平衡1．平面汇交力系的合成和平衡。2．力线的平移。4．平面一般力系的合成。5．平面一般力系的平衡方程及其应用。6．平面平行力系合成和平衡。

（四）轴向拉伸（压缩）1．拉（压）杆横截面上的内力、轴力图。2．应力的概念。3．拉（压）杆横截面及斜截面上的应力。4．拉（压）杆的应力单元。5．拉（压）杆的变形、虎克定律。6．材料拉伸（压缩）时的力学性质。7．极限应力、许用应力、强度条件。

（五）扭转1．概述。2．外力偶矩 T与内力扭矩MT。3．等直园杆扭转时的应力与变形。4．园杆扭转时的强度与刚度计算。

（六）平面体系的几何组成分析1．几何组成分析的目的。2．组成几何不变体系的规则。3．举例。4．静定结构与超静定结构。

318

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（七）静定结构的内力分析

1．梁的内力。2．剪力图与弯矩图。3．M、Q、q三者之间的关系。4．静定平面刚架的内力分析。5．三铰拱的内力分析。6．静定平面桁架的内力分析。

（八）梁的应力1．梁内正应力，强度条件。2．梁内剪应力，剪应力强度条件。3．梁的合理截面，变截面梁。4．梁的主应力，主应力迹线。

（九）梁的变形1．梁挠曲线的近似微分方程。2．用积分法求梁的变形。3．叠加法求梁的变形。4．梁的刚度计算，提高梁刚度的措施。

（十）组合变形1．拉（压）与弯曲的组合变形。2．偏心压缩。

（十一）静定结构的位移计算1．计算结构位移的目的。2．质点及质点系的虚位移原理。3．刚体的虚位移原理。4．变形体的虚位移原理。5．静定结构由荷载引起的位移计算。6．用图乘法计算梁及刚架的位移。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配1．教学环节说明：本课程总计 52学时，教学环节以课堂讲授为主，适当安排习题课课或辅导答疑，以培养

学生的分析能力和计算能力，其学时分配见下表。“建筑力学（一）”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备注讲课 实验 上机 其他一、绪论 4 4 2/8

二、力、力矩、力偶 4 4 2/8

三、平面力系的合成和平衡 6 6 4/12

319

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院四、轴向拉伸（压缩） 4 4 2/6

五、扭转 4 4 2/6

六、平面体系的几何组成分析 4 4 2/8

七、静定结构的内力分析 8 8 4/16

八、梁的应力 6 6 2/12

九、梁的变形 4 4 2/8

十、组合变形 2 2 2/2

十一、静定结构的位移计算 6 6 4/12

合 计 52 52 28//98

五、教材1．选用教材： 周国谨．建筑力学［M］．第二版．上海：同济大学出版社，19992．主要参考书：李前程．建筑力学[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998

（制定人：雷光宇 审核人：戴培培君 批准人：王桂尧）

320

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“结构动力学”教学大纲课程编号：08010018　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据土建类专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科高年级学生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握结构动力学的基本理论和基本分析方法，培养学生运用

结构动力学理论解决实际工程问题的能力。使学生掌握系统的结构动力学知识，为从事结构动力分析、研究打下理论基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：材料力学、结构力学。2．后续课程：非线性振动。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点：重点是单自由度体系的振动与多自由度体系的振动和时域法与频域法；

难点是多自由度体系的振动分析。（五）考核方式考试，开卷笔试，平时作业和听课情况综合评定。

二、教学内容（一）绪论体系振动自由度的确定，运用达朗伯原理，拉格朗日方程建立体系运动的方程。

（二）单自由度体系的振动单自由度体系的自由振动，单自由度体系在简谐荷载下的受迫振动，单自由度体系在任

意周期性荷载下及任意荷载下的受迫振动，单自由度体系振动计算的时域法与频域法，单自由度弹塑性体系的振动，单自由度体系的阻尼测定，复阻尼理论。（三）多自由度体系的振动多自由度体系的自由振动，振型分解法，用迭代法求频率和振型，逆迭代法，能量迭代

法，子空间迭代法，加速度冲量外推法计算多自由度体系的受迫振动，非线性体系的分析。（四）无限自由度体系的振动无限自由度体系的运动方程，均匀单跨梁的自由振动及简谐荷载下的受迫振动。

（五）动力计算的有限元法离散体系的动平衡方程，单元质量矩阵，集合结构的等价质量矩阵。

三、实验内容无。

321

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、作业等，其学时分配

见下表。“结构动力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他绪论 2 2

单自由度体系的振动 10 10 2

多自由度体系的振动 10 10 2

无限自由度体系的振动 2 2 2

测验 2 2

总学时 26 26 6

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：张子明．结构动力学．河海大学出版社，20012．主要参考书：Roy R.Craig,Jr．结构动力学[M]．北京：人民交通出版社，1996

（制订人：钱长照 审核人：肖勇刚 批准人：王桂尧）

322

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“结构力学A”教学大纲 Structure Mechanics

课程编号：08010019　　　学时/学分：90/5

一、大纲说明本大纲根据土木大类专业 2006年版培养计划制订。

（一）教学对象土木大类专业本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木大类专业的专业基础课程、必修课。通过本课程的学习使学生熟悉平面杆系结构的几何组成规律和合理形式，掌握平面杆系

结构内力与变形分析的基本方法。要求学生在掌握结构力学基本理论和方法的基础上，能熟练地、正确地运用静力平衡条件和变形体的虚功原理计算静定杆系结构的内力和位移；能用静力法和机动法作静定结构的影响线，并利用影响线确定梁在移动荷载作用时的最不利荷载位置以及计算梁的绝对最大弯矩；能正确地运用力法、位移法的基本理论计算超静定结构。能正确分析动力荷载作用下的结构响应。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学。2．后续课程：弹性力学，结构设计原理，桥梁电算。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂教学。2．重点和难点。（1）重点：平面几何不变体系的组成规律，静定刚架的内力计算，图乘法求静定结构

的位移，力法和位移法的基本原理，静定结构影响线的绘制以及应用。有限多自由度体系的振动。（2）难点：瞬变体系，用叠加法作静定结构的弯矩图，利用结点法和截面法的特殊情

况计算静定桁架，图乘法，利用对称性计算超静定结构，间接荷载作用下的影响线，结构振动频率的计算。（五）考核方式闭卷考试，并参考课堂情况和平时作业。

二、教学内容（一）绪论了解结构力学的任务和学习方法、结构的计算简图、结构和荷载的分类。

（二）平面体系的机动分析了解机动分析的目的，自由度、约束的概念；掌握平面体系自由度计算和几何不变体系

的组成规律；掌握瞬变体系的特征；了解几何构造与静力特性的关系。（三）静定梁与静定刚架掌握单跨静定梁、多跨静定梁和静定平面刚架的内力计算，了解静定结构的特征。

（四）静定拱了解拱结构的特点，三铰拱的数解法，三铰拱的合理拱轴线。

（五）静定桁架323

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院了解桁架的特点和组成，掌握用结点法和截面法计算平面桁架的内力，了解组合结构的

计算。（六）结构位移计算了解虚功原理与单位荷载法，结构位移计算的一般公式。掌握荷载作用下结构的位移计

算、图乘法、温度变化和支座移动时的位移计算。（七）力法了解超静定结构的概念，超静定次数的确定。掌握力法的基本原理，力法的典型方程，

荷载作用下、温度变化和支座移动时超静定结构的计算，对称性的利用。了解用弹性中心法计算无铰拱，超静定结构的位移计算。（八）位移法掌握位移法的基本原理，基本未知量与基本结构，等截面直杆的转角位移方程，位移法

的典型方程，对称性的利用。了解温度变化时结构的计算。掌握直接由平衡条件建立位移法基本方程。（九）渐近法了解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。

（十）静定结构影响线掌握影响线的概念，静力法作影响线，间接荷载作用下的影响线，机动法作静定结构影

响线，桁架结构影响线的制作，影响线的应用——求量值、最不利荷载位置、简支梁的绝对最大弯矩和包络图。（十一）结构的动力计算掌握单自由度体系的自由振动，单自由度体系的强迫振动，有限多自由度体系的振动，

无限多自由度体系的振动，频率计算的近似法。三、实验内容钢桁架结构的内力与变形分析。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 90学时，教学环节包括讲课、实验、课堂讨论、课外辅导

答疑、课外实践等，其学时分配见下表。“结构力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一） 2 2

（二） 6 4 2 2

（三） 10 8 2 2

（四） 4 4 2

（五） 6 4 2 2

（六） 10 8 2 2

（七） 12 10 2 2

324

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（八） 8 6 2 2

（九） 4 4 2

（十） 12 10 2 2

（十一） 12 10 2 2

实验 4 4

总 计 90 70 4 16 20

注：其他栏是课堂讨论课五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：李廉锟.结构力学（上、下册）[M]．北京：高等教育出版社，2004 2．主要参考书：[1] 龙驭球，包世华．结构力学（上、下册）[M]．北京：高等教育出版社，2000 [2] 杨茀康，李家宝．结构力学（上、下册）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制订人：肖勇刚 审核人：唐雪松 批准人：王桂尧）

325

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“结构力学 B”教学大纲 Structure Mechanics

课程编号：08010020　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据工程管理专业 2006年版培养计划制订。

（一）教学对象工程管理专业本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是工程管理专业的专业基础课程、必修课。通过本课程的学习使学生熟悉平面杆系结构的几何组成规律和合理形式，掌握平面杆系

结构内力与变形分析的基本方法。要求学生在掌握结构力学基本理论和方法的基础上，能熟练地、正确地运用静力平衡条件和变形体的虚功原理计算静定杆系结构的内力和位移；能用静力法和机动法作静定结构的影响线。能正确地运用力法、位移法的基本理论计算超静定结构。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：工程力学。2．后续课程：结构设计原理，桥梁工程。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂教学。2．重点和难点。（1）重点：平面几何不变体系的组成规律，静定刚架的内力计算，图乘法求静定结构

的位移，力法和位移法的基本原理，静定结构影响线的绘制以及应用。（2）难点：瞬变体系，用叠加法作静定结构的弯矩图，利用结点法和截面法的特殊情

况计算静定桁架，图乘法以及应用，间接荷载作用下的影响线。（五）考核方式闭卷考试，并参考课堂情况和平时作业。

二、教学内容（一）绪论了解结构力学的任务和学习方法、结构的计算简图、结构和荷载的分类。

（二）平面体系的机动分析了解机动分析的目的，自由度、约束的概念；掌握平面体系自由度计算和几何不变体系

的组成规律；掌握瞬变体系的特征；了解几何构造与静力特性的关系。（三）静定结构的内力计算掌握单跨静定梁、多跨静定梁、静定平面刚架和静定桁架的内力计算，了解静定拱的计算。

（四）静定结构位移计算了解虚功原理与单位荷载法，结构位移计算的一般公式。掌握用图乘法计算荷载作用下

结构的位移。（五）力法了解超静定结构的概念，超静定次数的确定。掌握力法的基本原理，力法的典型方程，

荷载作用下、温度变化和支座移动时超静定结构的计算。（六）位移法326

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院掌握位移法的基本原理，基本未知量与基本结构，等截面直杆的转角位移方程，位移法

的典型方程，荷载作用下超静定结构的计算。四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括讲课、课堂讨论、课外辅导答疑、

课外实践等，其学时分配见下表。“结构力学 B”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一） 2 2

（二） 4 4 2

（三） 10 8 2 2

（四） 6 4 2 2

（五） 6 4 2 2

（六） 6 4 2 2

总 计 34 26 8 10

注：其他栏是课堂讨论课五、选用教材及主要参考书选用教材：李廉锟.结构力学（上、下册）[M]．北京：高等教育出版社，2004 主要参考书：[1] 龙驭球，包世华．结构力学（上、下册）[M]．北京：高等教育出版社，2000 [2] 杨茀康，李家宝．结构力学（上、下册）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制订人：肖勇刚 审核人：唐雪松 批准人：王桂尧）

327

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“理论力学 B”教学大纲Theoretical Mechanics（B）

课程编号：08010021　　　学时／学分：80/4.5

一、大纲说明本大纲根据汽车机械类、土木水利类等专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象汽车机械类、土木水利类等专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是汽车机械类、土木水利类等专业的技术基础课，为必修课。通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的一般规律及其研究方法；

初步学会运用这些理论和方法把工程结构抽象为理论力学模型并分析解决实际问题。为学习一系列后续课程和有关的专业技术课打好必备基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．主要先修课程：高等数学、画法几何与工程制图、大学物理、物理实验等。2．主要后续课程：材料力学、结构力学、弹塑性力学、结构设计原理、机械原理、机械零件

等。（四）教学方式与重点、难点

1．教学方式：以课堂教学为主，结合模型、CAI、多媒体教学；同时加强自学引导，重视学生自学能力

和分析问题的能力的培养。2．重点与难点。（1）重点内容：物体受力分析；力系简化理论；力系的平衡问题求解。研究点的运动的自然法；刚体的平动与定轴转动；刚体平面运动，求图形内各点速度的

三种方法，基点法求加速度；点速度合成定理与加速度合成定理，科氏加速度。动量定理与质心运动定理；动量矩定理；动能定理；动力学普通定理的综合应用；达朗

伯原理，动静法应用解题；虚位移原理。 （2）难点内容：空间力系的简化理论及简化结果，物体系的平衡问题求解。刚体平面运动求加速度，牵

连速度和牵连加速度，点的加速度合成定理，科氏加速度。动量定理与动理矩定理应用解题，三大定理综合应用；刚体惯性力系的简化，动静法解题；虚位移原理及应用。 （五）考核方式闭卷考试。参考平时作业、听课情况和与期末考试综合评定课程总成绩。

二、教学内容（一）绪论理论力学的研究对象，理论力学的研究方法，理论力学的内容。

（二）静力学1．静力学的基本概念和公理。静力学的研究对象，力、平衡、刚体和力学模型的概念，等效力系和平衡力系，静力学公

理；约束与约束反力，约束的分类，分离体，受力分析和受力图。328

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院2．力系简化理论。力在轴上投影，力的分解，力对点的矩，力对轴的矩，力偶和力偶矩。力线平移定理，

空间任意力系向一点的简化，主矢和主矩，空间任意力系的简化结果，汇交力系、力偶系、平面任意力系的简化方法与简化结果。平行力系的简化方法与简化结果，平行力系中心，物体的重心。

3．力系的平衡。各种力系的平衡条件与平衡方程，力系的平衡问题求解；物体系的平衡，静定与超静定

的概念。桁架，理想桁架，计算桁架杆件内力的节点法和截面法。4．摩擦。摩擦现象，滑动摩擦定律，摩擦角和自锁现象， 考虑摩擦时物体和物体系的平衡，滚阻

的概念，滚阻力偶。（三）运动学

1．点的运动。运动学研究对象，研究点的运动的基本方法：矢径法、直角坐标法、自然法。点的运动方

程、轨迹方程，速度和加速度（切向加速度与法向加速度）。2．刚体的基本运动。刚体的平动及特征，刚体的定轴转动，转动方程、角速度和角加速度，转动刚体上各点

的速度和加速度，角速度矢和角加速度矢，刚体内各点速度的矢积表达式。3．刚体的平面运动。刚体平面的运动简化，平面运动方程，平面运动分解为平动和转动，用基点法求图形内

各点的速度，速度投影定理，速度瞬心法求平面图形内各点的速度，平面图形内各点的速度分布，用基点法求平面图形内各点的加速度。

4．点的合成运动。合成运动的概念，动参考系和定参考系，绝对运动、相对运动和牵连运动及三种速度、加

速度，点的速度合成定理，牵连运动为平动时点的加速度合成定理，牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理，科氏加速度；运动学综合问题求解。（四）动力学

1．质点动力学基本定律。动力学的研究对象，质点动力学基本定律，质点运动微分方程的矢量形式、直角坐标形

式、自然坐标形式，质点动力学的两类问题。2．动量定理。动力学普遍定理概述；质点和质点系的动量，力的冲量，质点系的动量定理，动量守恒

定律；质心运动定理，质心运动守恒定律。3．动量矩定理。质点和质点系的动量矩，定轴转动刚体对转轴的动量矩，刚体转动惯量，迴转半径，平

行轴定理；质点和质点系的动量矩定理，动量矩守恒定律；刚体定轴转动微分方程，质点系相对于质心的动量矩定理，刚体平面运动微分方程；动量定理与动量矩定理的综合应用。

4．动能定理。力的功，元功，全功，重力、弹性力、摩擦力的功，力矩的功，质点系内力的功，约束反

力的功。质点系的动能，平动、定轴转动和平面运动刚体的动能。质点系动能定理；势力场的概念，势能，机械能守恒定律。动力学普通定理的综合应用。

5．达朗伯原理。惯性力，平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系的简化；质点和质点系的达朗伯原

329

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院理，动静法；刚体对任意轴的转动惯量，惯性积，惯性主轴，中心惯性主轴；转动刚体对轴承的附加动压力，消除附加反力的条件，静平衡和动平衡的概念。

6．虚位移原理。约束的分类和约束方程，系统的广义坐标与自由度，虚位移，虚功，理想约束；虚位移

原理；广义力、广义坐标形式的虚位移原理。7．碰撞。碰撞。碰撞现象及其特征，碰撞问题的两点基本假设；碰撞时的动力学普遍定理。质点对

固定面的碰撞，恢复系数，碰撞过程中动能的损失；碰撞冲量对定轴转动刚体的作用，撞击中心；碰撞冲量对平面运动刚体的作用。三、实验内容无。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 80学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。

“理论力学 B”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）静力学的基本概念和公理、物体受力分析 6 6 2

（二）力系简化理论 4 4 2

（三）力系的平衡 12 10 2 4

（四）摩擦 4 4 2

（五）点的运动学 2 2 2

（六）刚体的基本运动 2 2 2

（七）刚体的平面运动 6 6 2

（八）点的合成运动 8 6 2 4

（九）质点动力学 2 2 2

（十）动量定理 4 4 2

（十一）动量矩定理 6 6 2

（十二）动能定理 6 4 2 2

（十三）达朗伯原理 6 6 2

330

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（十四）虚位移原理 6 6 2

（十五）碰 撞 4 4 2

机动 2 2

总 计 80 72 8 34

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材[1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（Ⅰ、Ⅱ）（M）．第六版．北京：高等教

育出版社，2002[2] 刘又文，彭献．理论力学（M）．长沙：湖南大学出版社，20022．主要参考书[1] 彭祝．理论力学（M）．长沙：中南工业大学出版社，1997[2] 谢传锋．理论力学答疑（M）．北京：高等教育出版社．1988[3] 范钦珊．工程力学教程（M）．北京：高等教育出版社．1998[4] 贾书惠，李万琼.理论力学（M）．北京：高等教育出版社．2002

（制订人：喻小明 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

331

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“理论力学D”教学大纲Theoretical Mechanics（D）

课程编号：08010023　　学时／学分：52/3.0

一、大纲说明本大纲根据水文与水资源工程等专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象水文与水资源工程等专业本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是水文与水资源工程等专业的技术基础课，为必修课。通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的一般规律及其研究方法；

初步学会运用这些理论和方法把工程结构抽象为理论力学模型并分析解决实际问题。为学习一系列后续课程和有关的专业技术课打好必备基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．主要先修课程：高等数学、画法几何与工程制图、大学物理、物理实验等。2．主要后续课程：材料力学、水力学、水文学、结构力学、弹塑性力学、水文地质勘察等。

（四）教学方式与重点、难点1．教学方式：以课堂教学为主，结合模型、多媒体教学；同时加强自学引导，重视学生自学能力和分

析问题的能力的培养。2．重点与难点。（1）重点内容：物体受力分析；力系简化理论；力系的平衡问题求解。研究点的运动的自然法；刚体的平动与定轴转动；刚体平面运动，求图形内各点速度的

三种方法，基点法求加速度；点速度合成定理。动量定理与质心运动定理；动量矩定理；动能定理；动力学普通定理的综合应用；达朗

伯原理，动静法应用解题。 （2）难点内容：力系简化理论及简化结果，物体系的平衡问题求解。刚体平面运动求加速度，牵连速度

和牵连加速度，点的加速度合成定理。动量定理与动理矩定理应用解题，三大定理综合应用；动静法解题。 （五）考核方式闭卷考试。参考平时作业、听课情况和与期末考试综合评定课程总成绩。

二、教学内容（一）绪论理论力学的研究对象；理论力学的研究方法；理论力学的内容。

（二）静力学1．静力学的基本概念和公理。静力学的研究对象，力、平衡、刚体和力学模型的概念，等效力系和平衡力系。静力学公

理，约束与约束反力，约束的分类，分离体，受力分析和受力图。2．力系简化理论。

332

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院力在轴上投影，力的分解，力对点的矩，力对轴的矩；力偶和力偶矩。力线平移定理，

空间任意力系向一点的简化，主矢和主矩，空间任意力系的简化结果，汇交力系、力偶系、平面任意力系、平行力系的简化方法与简化结果。

3．力系的平衡。各种力系的平衡条件与平衡方程；力系的平衡问题求解；物体系的平衡，静定与超静定

的概念；桁架、理想桁架，计算桁架杆件内力的节点法和截面法。考虑摩擦时物体和物体系的平衡。（三）运动学

1．点的运动。运动学研究对象，研究点的运动的基本方法：矢径法、直角坐标法、自然法，点的运动方

程、轨迹方程，速度和加速度（切向加速度与法向加速度）。2．刚体的基本运动。刚体的平动及其特征，刚体的定轴转动，转动方程、角速度和角加速度，转动刚体上各

点的速度和加速度。3．刚体的平面运动。刚体平面的运动简化，平面运动方程，平面运动分解为平动和转动，用基点法求图形内

各点的速度，速度投影定理，速度瞬心法求平面图形内各点的速度，平面图形内各点的速度分布，用基点法求平面图形内各点的加速度。

4．点的合成运动。合成运动的概念；动参考系和定参考系；绝对运动、相对运动和牵连运动及三种速度、加

速度；点的速度合成定理，运动学综合问题求解。（四）动力学

1．动力学基本定律和质点运动微分方程。动力学的研究对象；动力学基本定律；质点运动微分方程的矢量形式、直角坐标形式、自

然坐标形式，质点动力学的两类问题。2．动量定理。动力学普遍定理概述；质点和质点系的动量，力的冲量；质点系的动量定理，动量守恒

定律；质心运动定理，质心运动守恒定律。3．动量矩定理。质点和质点系的动量矩，定轴转动刚体对转轴的动量矩；刚体转动惯量，迴转半径，平

行轴定理；质点和质点系的动量矩定理，动量矩守恒定律；刚体定轴转动微分方程，质点系相对于质心的动量矩定理，刚体平面运动微分方程；动量定理与动量矩定理的综合应用。

4．动能定理。力的功，元功，合力的功，重力、弹性力、摩擦力的功，力矩的功，质点系的内力的功，

约束反力的功，理想约束。质点系的动能，平动、定轴转动和平面运动刚体的动能；质点系动能定理；动力学普通定理的联合应用。

5．达朗伯原理。惯性力，平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系的简化。质点和质点系的达朗伯原理，

动静法及应用解题。转动刚体对轴承的附加动压力，消除附加反力的条件，静平衡和动平衡的概念。三、实验内容无。

333

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 52学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“理论力学D”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）静力学的基本概念和公理、物体受力分析 4 4 2

（二）力系简化理论 4 4 2

（三）力系的平衡 8 6 2 4 课堂讨论（四）点的运动学 2 2 2

（五）刚体的基本运动 2 2 2

（六）刚体的平面运动 6 6 2

（七）点的合成运动 4 4 2

（八）质点动力学 2 2 2

（九）动量定理 4 4 2

（十）动量矩定理 4 4 2

334

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（十一）动能定理 6 4 2 2 课堂讨论（十二）达朗伯原理 4 4 2

机动 2 2

总 计 52 46 6 26

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材[1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（Ⅰ、Ⅱ）（M）．第六版．北京：高等教

育出版社，2002[2] 刘又文，彭献．理论力学（M）．长沙：湖南大学出版社，20022．主要参考书[1] 彭 祝．理论力学（M）．长沙：中南工业大学出版社，1997[2] 谢传锋．理论力学答疑（M）．北京：高等教育出版社，1988[3] 范钦珊．工程力学教程（M）．北京：高等教育出版社，1998[4] 贾书惠，李万琼．理论力学（M）．北京：高等教育出版社，2002

（制订人：喻小明 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

335

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“流体力学”教学大纲Fluid Mechanics

课程编号：08010025　　　学时/学分：72/4

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科生。

（二）教学目的与要求流体力学课程是工程力学专业的专业基础课，主要介绍流体的力学性质、流体力学的基

本概念和观点、基础理论和常用分析方法、有关的工程应用知识等。通过对“流体力学”的学习，使学生熟悉流体力学的基本概念和基本方程，初步掌握在

各种工程中的应用途径和处理方法，培养学生具有对简单流体力学问题的分析和求解能力，掌握一定的实验技能，为后续课程的学习以及流体力学研究工作打下扎实的理论基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学，线性代数，复变函数，理论力学，材料力学，弹性力学。2．后续课程：实验力学，计算力学。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：讲授。2．重点和难点。重点：流体静力学、不可压缩理想流体流动。难点：气体动力学基础、粘性流体力学基础。

（五）考核方式笔试（期末考试 8０％、实验 1０％、平时成绩 1０％）。

二、教学内容（一）流体的物理性质

1．流体的连续介质模型。2．作用在流体上的体积力和表面。3．流体的易动性和压缩性。4．流体的界面现象和性质。

（二）流体运动学1．描述流体运动的两种方法。2．流场的几何描述。3．质点的加速度公式和质点导数。4．流体微团运动分析。5．流场的旋度。6．给定流场的散度和旋度求速度场。

（三）流体动力学的基本原理336

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院1．流体动力学的积分型方程。2．定常流控制体积分型守恒方程的应用。3．流体动力学的微分型控制方程。4．流体静力学。

（四）理想流体动力学1．理想流体运动的基本方程和初边值条件。2．理想流体在势力场中运动的主要性质。3．理想不可压缩无旋流动问题的数学提法及主要性质。4．不可压缩无旋流动速度势方程的基本解叠加法。

（五）不可压缩流体的二维定常无旋流动1．二维流动概述。2．不可压缩轴对称定常无旋流动。3．解不可压缩平面无旋流动问题的复变函数方法。4．不可压缩流体绕圆柱的定常无旋流动。5．解平面不可压缩无旋流动的保角映像法。6．翼型气动力特征和库塔—儒可夫斯基条件。7．奇点镜像法。

（六）气体动力学基础1．气体动力学基本方程。2．声传播方程和马赫数。3．理想气体等熵流动的主要性质。4．激波理论及应用。5．完全气体在变截面绝热管内的准一维定常流动。

（七）粘性流体力学基础1．粘性流体的本构方程。2．牛顿型流体的运动方程，纳维－斯托克斯方程。3．粘性流体运动的相似律。4．不可压缩粘性流体的解析解。5．粘性流体运动的近似解。6．牛顿流体大雷诺数的定常绕流。7．不可压缩流体层流边界层的相似形解。8．卡门动量积分关系式。9．边界层内的流动和分离。

（八）湍流1．湍流的发生。2．流动的稳定性分析。3．湍流的统计理论。4．湍流封闭模式。5．圆管中的定常湍流。6．不可压缩粘性流体管内流动的阻力及水力管路计算。7．绕平板定常湍流边界层。

三、实验内容337

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总计 72学时，教学环节包括课堂讲授，实验教学，课外辅导等，

其学时分配见下表。“流体力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导课外实践 备注讲课 实验 上机 其他

流体的物理性质 4 4 2

流体运动学 8 8 4

流体动力学的基本原理 8 6 2 4

理想流体动力学 8 8 4

不可压缩流体的二维定常无旋流动 12 12 6

气体动力学基础 10 10 5

粘性流体力学基础 12 10 2 6

湍流 10 8 2 5

合 计 72 66 6 36

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：张兆顺，崔桂香．流体力学．北京：清华大学出版社，19992．主要参考书：[1] 吴望一．流体力学（上、下册）．北京：北京大学出版社，1982[2] 周光炯．流体力学（上、下册）．第二版．北京：高等教育出版社，1999[3] 林建忠．流体力学．北京：清华大学出版社，2005[4] 刘鹤年．流体力学．北京：中国建筑工业出版社，2004[5] 禹华谦，莫乃榕．流体力学．北京：高等教育出版社，2004[6] 归柯庭等．工程流体力学．北京：科学出版社，2003

（制订人：蔡明兮 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

338

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“塑性力学”教学大纲Plasticity

课程编号：08010027　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业的一门专业课程，选修。塑性力学主要研究塑性变形和作用力之

间的关系，以及在塑性变形后物体内部应力分布规律。学生通过该课程的学习后，不仅要掌握塑性力学的基本概念和基本理论，而且还应掌握其分析问题的方法，并能运用其分析简单塑性问题。 （三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：高等数学，工程数学，制图，大学物理，理论力学，材料力学，弹性力学。

2．后续课程：无。（四）教学方式与重点和难点

1．教学方式：以面授为主，加强自学引导，重视培养学生分析问题和解决问题的能力。2．重点和难点。重点: Tresca及Mises屈服条件。难点：形变理论，增量理论。

（五）考核方式考查。笔试，并参考课堂讨论，平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）基本槪念（掌握）塑性力学的研究对象及其特点。塑性力学的发展简史。基本的实验资料和变形体的“摸

型”。关于应变的表示方法。真实应力和颈缩问题。三杆桁架的弹塑性平衡。变形路经对塑性变形和极限载荷的影响。（二）屈服条件（掌握）屈服条件的概念。应力偏量和 Lode参数。在等倾面上对应力状态的研究。Tresca和Mises

屈服条件.两种屈服条件的比较。屈服条件的实验验证。（三）形变理论（全量理论）（了解）形变理论与比例变形。弹性理论中的物理方程。形变理论的物理方程。卸载问题和简单加

载定理。（四）增量理论（了解）概述。Lévy-Reuss理论。关于应变强化的摸型。增量理论中几个常见的表达式。

三、实验内容本课程无实验。

339

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四、教学环节与学时分配教学环境说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括:课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“塑性力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）基本概念 6 6 2

（二）屈服条件 8 8 4

（三）形变理论 8 8 4

（四）增量理论 2 2 2

机动 2 2

总 计 26 26 12

五、选用教材及主要参考书1．选用教材:徐秉业.塑性理论简明教程[M].北京:清华大学出版社，19812．主要参考书:[1] 王仁,黄文彬,黄筑平.塑性力学引论[M]．北京:北京大学出版社，1999[2] 王仲仁,苑世剑,胡连喜.弹性与塑性力学基础[M]．哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，

1997[3] 熊祝华.塑性力学基础知识[M]．北京:高等教育出版社，1987

（制订人：杨端生 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

340

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“土力学A”（英文）教学大纲Soil Mechanics

课程编号：08010028　　　学时/学分：76/4.5

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2007年培养计划制定。

（一）教学对象岩土工程专业方向本科三年级学生。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业基础课、选修课。2．教学目的与要求：本课程的教学目的是使学生掌握土的基本特征、基本性质，运用土力学的基本理论分析

解决各种土工问题并在学习专业基础知识的同时，学习专业英语的书面表达方式和习惯，提高专业英语水平。在学习本课程时，应倍加努力，加大投入，掌握土力学的基本知识，循序渐进，逐步提高英语听课、阅读和理解能力，并应采用英文完成全部作业和用英语回答课堂提问。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：材料力学，工程地质。2．后续课程：基础工程，地基处理，边坡工程。

（四）教学方式与重点难点教学方式：以课堂教学为主，辅以少量校园内现场教学；教学重点：phase relationships、 seepage theory、effective stress、 shear strength、 lateral earth

pressure、 consolidation theory、 bearing capacity、 stability of slope；教学难点：seepage theory、shear strength and consolidation theory。

（五）考核方式考试，闭卷笔试，并参考试验、平时作业。

二、教学内容（一）Basic characteristics of soils

the nature of soils、particle size analysis、plasticity of fire-grained soil、soil description and classification、phase relationships．（二）Seepage

soil water、 permeability、 seepage theory、 flow nets、 anisotropic soil conditions、 non-homogeneous soil conditions、grouting frost heave．（三）Effective stress

introduction、 the principle of effective stress、 response of effective of seepage on effective stress（四）Shear strength

the Mohr-Coulomb failure criterion、shear strength tests、shear strength of sands、shear strength of saturated clays、residual strength、 pore pressure coefficients．（五）Stresses and displacements

elasticity and plasticity、stresses from elastic theory、displacements from elastics theory．341

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（六）Lateral earth pressure

introduction、Rankine’s theory of earth pressure、Coulomb’s of earth pressure、application of earth pressure theory to retaining wall、design of earth-retaining structures、gravity walls、braced excavations、 disphragm walls、reinforced soil．（七）Consolidation theory

introduction、 the cedometec test、 consolidation settlement、 one-dimensional method、 settlement by the Shemton-Bjerrum method 、 the stress path method 、 degree of consolidation、Terzaghi’s theory of one-dimensional consolidation、corretion of construction period、vertical drains．（八）Bearing capacity

foundation design、ultimate capacity、allwable bearing capacity of clays、allowable bearing capacity of sands、bearing capacity of piles、groung improvement technigues、excavationsground anchors．（九）Stability of slopes

introduction、 analysis for case of φu=0、 the method of slices analysis of plane translation slip、general methods of analysis、end-of-construction and long-term stability、embankment elams．（十）Case studies

field instrumentation、the obserrational method．三、试验内容土的液、塑限实验，土的渗透性实验，直剪强度实验，三轴剪切强度实验，固结实验等

（详见《土力学实验大纲》）。四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 76学时，教学环节包括：课堂教学、实验、现场教学、课

堂讨论、课外辅导、作业等，其课时分配如下表。“土力学”（英文）课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

实践实践 备 注讲课 实验 上机 其它Basic characteristics of soils 8 6 2 2

Seepage 8 6 2 2

Effective stress 4 4 2

342

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

实践实践 备 注讲课 实验 上机 其它Shear strength 10 8 2 3

Stresses and displacements 4 4 1

Lateral earth pressure 12 10 2 3

Consolidation theory 12 10 2 3

Bearing capacity 8 8 2

Stability of slopes 6 6 2

Case studies 2 2

复 习 2

总 计 76 64 8 2 20

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：（美）R.F.Craig，Soil Mechanics（sixth edition）,19972．主要参考书：[1] 高大钊.土质学与土力学.北京：人民交通出版社，2002[2] 钱家欢.土力学.南京：河海大学出版社，1995

（制定人：黄生文 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

343

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“土力学 B”教学大纲Soil Mechamics B

课程编号：08010029　　　学时/学分：46/2.5

一、大纲说明本大纲根据道路工程、桥梁工程、建筑工程、水利水电工程、隧道与地下工程专业 2006年

版培养计划制订。（一）教学对象道路工程、桥梁工程、建筑工程、水利水电工程、隧道与地下工程专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是道路工程、桥梁工程、建筑工程、水利水电工程、隧道与地下工程专业专业基础课

程，必修。通过本课程的学习，使学生了解土的成因和分类方法，熟悉土的基本物理力学性质，掌

握地基沉降、地基承载力、土压力计算方法和土坡稳定分析方法，掌握一般土工试验方法，达到能应用土力学的基本原理和方法解决实际工程中稳定、变形和渗流等问题的目的。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：材料力学，工程地质。2．后续课程：基础工程。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点与难点，重点：土的三相指标换算、土体中的应力计算、有效应力原理、土的压缩性与沉降计算、饱

和土的一维固结理论、土的抗剪强度理论、土压力计算与土坡稳定分析、地基承载能力。难点：附加应力的概念与计算，有效应力原理、e-logP曲线计算基础沉降、饱和土的一维

固结理论。（五）考核方式考试。

二、教学内容（一）绪论了解土质学与土力学概念及相关的工程问题、学科特点与性质、学科发展现状。

（二）土的物理性质及工程分类了解土的组成；掌握土的物理性质指标；粘性土的界限含水量；砂土的密实度；了解土

的工程分类。（三）粘性土的物理化学性质了解键力的概念，粘土矿物颗粒的结晶结构与胶体化学性质，粘性土的工程性质及改良。

（四）土中水的运动规律掌握土的渗透性、渗流试验与达西定律；了解渗透系数K的测定与影响因素，了解土的

渗透变形，了解土的毛细性和土在冻结过程中水分的迁移和积累。（五）土中应力计算了解地基的应力类型与意义，土的应力——应变关系假定，地基中常见的几种应力状态，

应力符号规定；掌握均匀地基，成层地基土自重应力的计算；掌握基底应力分布形式，实用344

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院简化计算方法，基底附加压力的计算，中心荷载作用下和偏心荷载作用下基底压力及基底附加压力的计算，掌握垂直集中力作用下的附加应力（Boussinesq解），矩形面积上不同的分布荷载作用下的附加应力，圆形面积垂直均布荷载作用中心点下的附加应力，条形荷载下地基应力，非均质和各向异性地基中的附加应力，掌握有效应力原理的概念，饱和土中孔隙水压力与有效应力的计算。（六）土的压缩性与地基沉降计算土在侧限应力状态下的变形特性、土的变形模量。压缩试验及有关指标的测定，四个压缩

特性指标（压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量），土的应力历史对压缩性的影响。地基沉降有关概念、地基沉降的分层总和法、《规范》推荐法、用 e-logP曲线计算基础沉降。饱和土体渗流固结理论，固结方程的建立与求解，固结度的计算和固结系数的确定方法。（七）土的抗剪强度库仑定律、土中一点的应力状态、土的极限平衡条件、摩尔--库仑强度理论。直剪试验、三

轴剪切试验、抗剪强度的其它测定方法（无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验）。砂土和粘性土的性状，总应力强度指标与有效应力强度指标（有效应力原理在强度上的应用）、三轴试验强度指标、直剪试验的强度指标。（八）土压力计算土压力的种类、影响土压力的因素、产生主动土压力与被动土压力的条件。静止土压力的

计算。朗肯土压力理论与库伦土压力理论。几种常见情况下的主动土压力计算。（九）土坡稳定分析土坡的类型及常见的滑坡现象。无粘性土坡的稳定分析方法。粘性土坡的稳定分析：整体

圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法在粘性土稳定分析中的应用。（十）地基的承载力地基的承载力、极限承载力、容许承载力等概念。地基从变形到失稳的几个发展阶段，以

及临塑荷载，极限承载力的概念及求法。极限平衡理论的原理，以及用极限平衡理论求地基的极限承载力的方法。地基容许承载力的基本概念及确定方法。三．实验内容

1．颗粒分析试验。2．液、限塑测定。3．固结试验。4．直剪试验。实验单独开设，见实验教学大纲。

四、教学环节及学时分配

教学环节说明：本课程总学时为 46学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、课外辅导、作业等，其学时分配见下表。

“土力学 B”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 0.5 0.5

（二）土的物理性质及工程分类 10 6 4 1

345

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（三）粘性土的物理化学性质 2 2 1

（四）土中水的运动规律 2 2 1

（五）土中应力计算 5.5 5.5 2

（六）土的压缩性与地基沉降计算 8 6 2 2

（七）土的抗剪强度 7 5 2 2

（八）土压力计算 5 5 2

（九）土坡稳定分析 3 3 1

（十）地基的承载力 3 3 1

总 计 46 38 8 13

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：高大钊，袁聚云．土质学与土力学[M]．第三版．人民交通出版社，20032．主要参考书：[1] 冯国栋．土力学[M]．第一版．中国水利水电出版社，1986[2] 钱家欢．土力学[M]．第二版．河海大学出版社，1995

（制定人：赵 晖 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

346

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“土力学与地基基础”教学大纲Soil Mechanics and Geotechnical Engineering课程编号：08010030　　　学时/学分：34/2.0

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程管理专业本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业基础课、限选课。2．教学目的与要求：本课程阐明了土力学的基本理论与工程地质的基本知识，基础工

程的基本设计原理与施工方法，常用地基处理方法等。通过学习使学生掌握土力学的基本理论，了解地基基础设计的基本原理，具有从事基础工程施工管理的能力。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：材料力学，钢筋混凝土结构。2．后续课程：毕业设计。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、观看教学录像。2．重点和难点：重点：地基沉降计算。难点：桩基础的设计与计算。

（五）考核方式考试，开卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论本课程的重要性，本学科的发展概况。

（二）工程地质工程地质概述，矿物与岩石，第四纪沉积物，不良地质条件，地下水。

（三）土的物理性质及工程分类土的生成与特性，土的三相组成，土的物理性质指标与物理状态指标，地基土的工程分

类。（四）土的压缩性与地基沉降计算土的变形特性，有效应力原理，侧限条件下土的压缩性，地基中的应力分布，地基的最

终沉降量，应力历史对沉降的影响，沉降与时间的关系，沉降观测与地基容许变形值。（五）土的抗剪强度与地基承载力抗剪强度概念，土的极限平衡条件，抗剪强度指标的确定，地基的临塑荷载、临界荷载

与极限荷载。（六）土压力与土坡稳定土压力的类型，静止土压力的计算，朗肯土压力理论，库仑土压力理论，几种常见情况

下的土压力计算，挡土墙设计，土坡稳定分析。（七）工程建设的岩土工程勘察勘察的目的、内容、要求与方法，勘察成果报告，施工验槽。

347

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（八）天然地基上浅基础的设计浅基础的类型、埋深，地基的承载力、变形及稳定性计算，基础尺寸的设计，刚性基础设

计，扩展基础设计，减轻不均匀沉降的措施。（九）桩基础与深基础桩基础的类型，桩的承载力，桩基础设计，深基础简介。

（十）软弱地基处理地基处理的目的与作用，机械压实法，强夯法，换填法，预压固结法，挤密法，振冲法，

化学加固法，托换技术。（十一）特殊土地基选学内容。

（十二）地震区的地基基础选学内容。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“土力学与地基基础”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 1 1

（二）工程地质 1 1

（三）土的物理性质及工程分类 4 4

（四）土的压缩性与地基沉降计算 4 4 1

（五）土的抗剪强度与地基承载力 6 4 2 1

（六）土压力与土坡稳定 2 2 1

（七）工程建设的岩土工程勘察 4 4

（八）天然地基上浅基础的设计 8 8 1

348

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（九）桩基础与深基础 4 4 1

（十）软弱地基处理（十一）特殊土地基（十二）地震区的地基基础

总 计 34 32 2 5

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：陈希哲．土力学地基基础．第四版．清华大学出版社，20042．主要参考书：[1] 陈希哲．土力学及基础工程．中央广播电视大学出版社，1995[2] 赵明华．土力学与基础工程．湖南科学技术出版社，1996

（制定人：熊 琼 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

349

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“现代力学测试技术”教学大纲Modern Testiong Of Mechanics

课程编号：08010031 学时／学分： 26/1.5

一、大纲说明本大纲根据长沙理工大学工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业专业课程，选修。通过本课程的学习，使学生掌握动态测试、信号处理的基本知识，初步具备独立进行科

学实验的能力，能根据所研究的对象，进行实验方案设计、合理选用传感器、测试仪器和装置；掌握信号的采集传输变换及实验数据处理误差分析方法，提取特征参数等的理论、方法和手段，以获得解决力学问题所需的实验结果。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：电工学、材料力学、结构力学、弹性力学等、实验力学等。2．无。

（四）教学方式与重点和难点（1）教学方式：以面授为主，加强自学引导，适当引入现代教育技术手段。（2）重点和难点。重点：统计分析，相关分析，谱分析，传感器的选用，采样定理，估值，实验模态分析。难点：卷积，快速傅立叶变换，估值，实验模态分析。

（五）考核方式考查。

二、教学内容（一）绪论了解现代力学测试技术课程的任务、地位和作用，理解测试的基本概念，掌握测试工作

的基本内容、基本步骤，了解现代力学测试技术的发展概况。（二）信号分析基础掌握信号的分类与描述，学习信号的时域分析方法与信号的频域分析方法。

（三）传感器与模拟信号处理了解传感技术及其发展，掌握常用传感器的分类，学习电阻式传感器、压电式传感器、超

声波探头，学习其他类型检测技术，掌握传感器选用原则，理解模拟信号的调制、滤波与滤波器及估值等。 （四）数字信号分析技术理解信号A/D、D/A转换过程及掌握频谱分析方法，掌握信号的截断、能量泄漏及窗函数

等概念，学习离散傅立叶变换、快速傅立叶变换，了解其他频谱分析技术和数字信号处理系统。（五）工程中的现代测试技术熟练掌握一种动态电阻应变仪的原理及使用，掌握常用应变数据采集与处理系统的使用，

掌握测试基本参数的选取，学习实验模态分析方法，了解桥梁结构动载试验、桥梁振动故障350

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院诊断技术和 基桩动测方法以及基桩混凝土质量的超声波检测方法。（六）损伤力学参数的测试技术理解损伤力学的概述，了解损伤变量与有效应力、应变等价假设、延性损伤、低周疲劳损

伤、高周疲劳损伤、蠕变损伤等概念，了解损伤力学参数的测试技术。三、实验内容

动态电阻应变测量，信号采集及典型信号的时域、频域分析，结构实验模态分析，无损检测的声学方法，现代光测力学实验。四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、CAI教学、

课外辅导、作业等。其学时分配见下表。“现代力学测试技术”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）绪论 1 1

（二）信号分析基础 3 3 1

（三）传感器与模拟信号处理 4 4 1

（四）数字信号分析技术 5 5 1

（五）工程中的现代测试技术 9 3 6 2

（六）损伤力学参数的测试技术 4 4 1

总 计 26 20 6 6

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：现代力学测试技术，待编。2．主要参考书：[1] 汉泽西．现代测试技术．机械工业出版社，2006[2] 许开宇．数字信号处理．电子工业出版社，2005[3] A·V·奥本海姆，R·W·谢弗，J·R·巴克．   离散时间信号处理（第二版）   ．西安交通大

学出版社，2001[4] 计欣华．工程实验力学．机械工业出版社，2005

（制订人：徐飞鸿 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

351

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“岩体力学A”教学大纲Rock Mechanics A

课程编号：08010032　　　学时/学分：40/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（隧道与地下工程、岩土工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（隧道与地下工程、岩土工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（隧道与地下工程、岩土工程）的专业基础课，必修。通过对一定地质环境中的岩石和岩体的强度、变形破坏、破碎等规律，地下工程的围岩变

形、破坏、开挖和支护，岩体改造方案及技术等的研究，使学生掌握岩石、岩体的基本概念及基本原理，掌握岩石、结构面、岩体的基本概念、力学性能，熟悉并掌握岩石和岩体的变形和破坏规律，能够应用岩体力学的基本知识对地下工程中所遇到的岩体稳定性问题进行定量评价，了解岩体力学基本测试方法及地下工程、边坡工程和地基工程等的稳定性分析方法及设计方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学，弹性力学，工程地质。2．后续课程：隧道工程，地下工程。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授，课堂讨论。2．重点和难点：重点是结构面的地质规律，岩体应力和变形规律，难点是岩体破坏机

制及强度理论。（五）考核方式考试，闭卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论介绍岩体力学和岩体工程的定义及其基本概念；简介岩体力学发展历史与现状，介绍常

见岩体工程问题，并介绍学习和研究岩体力学与工程的方法。（二）岩石的基本力学性能介绍岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三轴压缩条件下的强度和变形特性，并介绍岩石常用

的几种强度理论，简述常见的岩石试验方法及其相应各参数的求解方法。（三）岩体的基本力学性能介绍描述结构面的方法，结构面力学特性，结构面变形，结构面抗压强度，抗剪强度；

岩体力学特性，包括岩体变形和岩体强度及各向异性特点；地应力定义、成因及基本分布规律，常用的几种地应力测试方法及原理和岩体分类方法。（四）岩石地下工程介绍地下工程围岩应力分布计算方法，围岩弹塑性变形分析，支护与围岩共同作用原理。

（五）岩石边坡工程稳定分析简介岩质边坡的破坏机理，稳定性评价的基本方法。

（六）岩石地基工程简介352

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院介绍岩石地基基本概念、类型，岩石地基应力和变形，岩石地基承载力和破坏模式。

三、实验内容1．岩石的抗拉强度试验。2．岩石的剪切试验。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 40学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“岩体力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）岩石的基本力学性能 14 10 4 2

（三）岩体的基本力学性能 10 10 2

（四）岩石地下工程 8 8 1

（五）岩石边坡工程稳定分析 2 2 1

（六）岩石地基工程简介 4 4 1

总 计 40 36 4 7

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：徐志英．岩石力学第三版．中国水利水电出版社，20022．主要参考书：[1] 华安增．矿山岩石力学基础．煤炭工业出版社，1980[2] 高磊．矿山岩体力学．冶金工业出版社，1979[3] 徐芝纶．弹性力学教程．人民教育出版社，1981[4] 杨桂通．弹塑性力学．人民教育出版社，1980[5] 于学馥．地下工程围岩稳定性分析．煤炭工业出版社，1983[6] 韩瑞耿．地下工程新奥法．科学出版社，1987

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

353

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“岩体力学 B”教学大纲Rock Mechanics B

课程编号：08010033　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据水利水电工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象水利水电工程专业本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是水利水电工程专业的专业基础课，选修。通过对一定地质环境中的岩石和岩体的强度、变形破坏、破碎等规律，地下工程的围岩变

形、破坏、开挖和支护等研究，使学生掌握岩石、岩体的基本概念及基本原理，掌握岩石、结构面、岩体的基本概念、力学性能，熟悉并掌握岩石和岩体的变形和破坏规律，能够应用岩体力学的基本知识对工程中所遇到的岩体稳定性问题进行定量评价，了解岩体力学基本测试方法及地下工程、边坡工程和地基工程等的稳定性分析方法及设计方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学，工程地质。2．后续课程：水工建筑物，水电站建筑物。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论。2．重点和难点：重点是结构面的地质规律、岩体应力和变形规律，难点是岩体破坏机制

及强度理论。（五）考核方式考试，闭卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪言介绍岩体力学和岩体工程的定义及其基本概念；简介岩体力学发展历史与现状，介绍常

见岩体工程问题，并介绍学习和研究岩体力学与工程的方法。（二）岩石的基本力学性能介绍岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三轴压缩条件下的强度和变形特性，并介绍岩石常用

的几种强度理论，简述常见的岩石试验方法及其相应各参数的求解方法。（三）岩体的基本力学性能介绍描述结构面的方法，结构面力学特性，结构面变形，结构面抗压强度，抗剪强度；

岩体力学特性，包括岩体变形和岩体强度及各向异性特点；地应力定义、成因及基本分布规律，常用的几种地应力测试方法及原理和岩体分类方法。（四）岩体力学在工程中的应用介绍地下工程围岩应力分布计算方法，围岩弹塑性变形分析，支护与围岩共同作用原理；

岩质边坡的破坏机理，稳定性评价的基本方法；以及岩石地基应力和变形，地基承载力和破坏模式。三、实验内容354

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“岩体力学 B”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪言 2 2

（二）岩石的基本力学性能 6 6 2

（三）岩体的基本力学性能 8 8 2

（四）岩体力学在工程中的应用 10 10 1

总 计 26 26 5

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：徐志英．岩石力学第三版．中国水利水电出版社，2002 2．主要参考书：[1] 华安增．矿山岩石力学基础．煤炭工业出版社，1980[2] 徐芝纶．弹性力学教程．人民教育出版社，1981[3] 杨桂通．弹塑性力学．人民教育出版社，1980[4] 韩瑞耿．地下工程新奥法．科学出版社，1987

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

355

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“振动力学”教学大纲Mechanics of Vibrations

课程编号：08010034　　　学时/学分：64/3.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业三年级本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业的专业必修课程。通过本门课程的学习，使学生掌握机械振动的

基本理论和分析、计算方法，并能初步应用理论研究和解决工程中的各种振动问题。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学，结构力学。2．后续课程：结构动力学。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授与实验。2．重点：建立振动系统的运动微分方程；正确运用各种精确和近似的方法求多自由度

系统和连续系统的固有频率、主振型。求多自由度系统和连续系统的稳态响应。难点：单自由度系统自由振动的定性研究方法—相平面法；自激振动概念以及工程中的

自激振动问题；多自由度系统的受迫振动。（五）考核方式考试采用闭卷考试，成绩评定平时占 20%，考试占 80%。

二、教学内容（一）振动力学概论了解振动力学的发展历史及振动力学在工程中的广泛应用；掌握振动的分类及其基本概

念。（二）自由振动掌握线性单自由度系统固有频率的计算方法，熟悉阻尼、相轨迹、奇点等基本概念。

（三）受迫振动掌握单自由度线性系统在简谐激励、周期激励作用下的稳态响应计算方法，并能利用幅

频特性和相频特性分析稳态响应的特征。了解频谱图和频谱分析法。（四）自激振动了解自激振动产生的原因以及自激振动的特征，运用自激振动的理论分析工程中的自激

振动问题。（五）多自由度系统的振动掌握线性多自由度系统固有频率的计算方法，掌握模态、主质量和主刚度等基本概念，

熟练运用模态的正交性、模态叠加法、模态截断法分析多自由度系统的振动问题。掌握多自由度系统受迫振动问题的求解方法。（六）线性振动的近似计算方法掌握邓克利法、瑞利法与李茨法近似计算多自由度系统的固有频率。了解矩阵迭代法、子

空间迭代法和传递矩阵法。356

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（七）连续系统的振动掌握杆的纵向振动和梁的横向振动的一般规律，熟练运用边界条件计算梁的横向振动固

有频率和模态函数。了解工程中常用的几种近似分析方法，包括集中质量法、假设模态法、模态综合法和有限元法。三、实验内容

1．单自由度系统模型参数的测量；2．单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测量实验；3．简支梁各阶固有频率及主振型的测量；4．主动隔振与被动隔振实验。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总计 64学时，教学环节包括课堂讲授，实验教学，课外辅导等，

其学时分配见下表。“振动力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他振动力学概论 4 4 2

自由振动  8 8 3

受迫振动  8 8 3

自激振动 4 4 2

多自由度系统的振动 12 12 6

线性振动的近似计算方法 8 8 3

连续系统的振动  12 12 6

单自由度系统模型参数的测量实验 2 2

单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测量实验 2 2

简支梁各阶固有频率及主振型的测量实验 2 2

主动隔振与被动隔振实验 2 2

总 计 64 56 8 25

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：刘延柱．振动力学[M]．北京：高等教育出版社，2000.2．主要参考书：[1] 郑兆昌.机械振动（上、中册）[M]．北京： 机械工业出版社，1980[2] 倪振华.振动力学[M]．西安： 西安交通大学出版社，1989

（制订人：盛国刚 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

357

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“专业英语（工程力学）”教学大纲Specialty English

课程编号：08010035　　　学时／学分：26/1.5

一、大纲说明（Outline explanation）本大纲根据工-三类专业 2005年教学计划制订。

（一）教学对象工-三类四年制本科专业三年级学生。

（二）课程性质及教学目的与要求课程性质：本课程是作为外语教学不断线的重要环节而设置的选修课。教学目的与要求：通过工程力学专业英语的学习，使学生熟悉专业英语的词汇、语法及文体特点，在短期

内迅速扩大专业词汇与提高阅读翻译能力。要求掌握 1000个左右的专业词汇，对力学专业，包括工程技术方面及数学有关专业的英语资料的阅读能力和翻译水平有显著提高。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：大学英语。2．后续课程：各门专业课，特别是在作毕业论文的过程中能查阅专业文献。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式（Way of teaching）：（1）课堂教学+课文翻译+词汇写作练习。（2）学生间交互对话练习，翻译技巧交流。（3）指导课外专业文献阅读。2．重点内容（Main points）：The composition of the vocabulary for PROFESSIONAL ENGLISH.The word-building devices on PROFESSIONAL ENGLISH.The four principles of writing a paragraph.Paragraph patterns.How to express the quantity.How to express the definition.How to write a summary.How to write a descriptive paragraph.How to write an abstract.How to write a technical paper.3．难点内容（Difficult points）：How to translate the reading materials into Chinese.How to write a paragraph in unity.How to express contents.How to express functions.How to describe structure.How to master three says to keep coherence.How to write a process paragraph.The rulers of writing an abstract.

358

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

二、教学内容（Teaching contents）（一）Mechanics of Material-Stress and Axial Loads

The subject of mechanics of material．Method of sections．Stress．Axial load．Normal stress．Average shearing stress.（二）Theory of Stress

1．Theory of Stress.Types of external forces ． The method of sections ． The stress vector ． The stress

tensor ． Equations of motion and equilibrium in terms of the components of the stress tensor．Surface conditions．Equations of motion and equilibrium referred to a Cartesian coordinate system.

2．Saint Venant’s Principle and Semi-inverse Method.Saint Venant’s principle（Principle of softening of boundary conditions） .Direct and inverse

solutions of elasticity problems．Saint Venant’s semi-inverse Method.3．The Plane Problem in the Theory of Elasticity.Three cases of elastic equilibrium of a body: plane strain, plane stress, and generalized plane

stress.（三）Abstract of the papers about science（四）Theory of Plasticity-The Criterion of Yielding

A geometrical representation of the yield criterion．General considerations．The Tresca and Mises criteria．The plane stress yield locus．（五）Structural Analysis

1．IntroductionPurpose of structural analysis ． Types of structural form ． Force method of structural

analysis．Displacement method of structural analysis．Classical methods, matrix methods, and computer methods．Accuracy of computation.

2．Analysis of the Simpler Statically Indeterminate Structure by the Method of Forces.（六）Dynamics of Structure

Model of Structural Dynamics Analysis ． Types of Prescribed Loadings ． Methods of Discretion．Formulation of the Equations of Motion.（七）Techniques of Finite Elements-Shells

Overview． Problems of real shells． Razzaque’s smooth shell element． The problem of corners．The answer．Further theory on the problem of rotation.

三、教学环节及学时分配（Teaching link and its distribution of every period）教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、课外实践等。其学时

分配见下表。“工程力学专业英语”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他Unit 1 Mechanics of Material 4 4

Unit 2 Theory of Elasticity 4 4

359

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院Abstract of the papers about science 2 2

Unit 3 Theory of Plasticity 4 4

Unit 4 Structural Analysis 4 4

Unit 5 Dynamics of Structure 4 4

Unit 6 Techniques of Finite Elements 4 4

写作 8

翻译 8

合 计 26 26 16

四、选用教材及主要参考书（Selected books and main reference material）1．选用教材：江理平．工程力学专业英语选编[M] ．上海：同济大学出版社2．主要参考书：[1] Popov, E．P.（Egor Paul）,.Mechanics of Materials ．Englewood Cliffs, N.J．: Prentice-

Hall[2] Timoshenko.S．P．Theory of Elasticity．New York: McGraw-Hill[3] J．Charkrabarty．Theory of Plasticity．New York : McGraw-Hill[4] Chu-Kia Wang, Charles G．Salmon．Introductory Structural Analysis．Englewood Cliffs,

N.J．: Prentice-Hall [5] Bruce Irons, Sohrab Ahmad ． Techniques of Finite Elements ． Chichester [Eng.] :

E．Horwood ; New York : Halsted Press

（制订人：欧 丽 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

360

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“理论力学A”教学大纲Theoretical Mechanics（A）

课程编号：08010036　　　学时／学分：90/5.0

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业二年级本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业的专业基础课，为必修课。通过本课程的学习，使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的一般规律及其研究方法；

初步学会运用这些理论和方法把工程结构抽象为理论力学模型并分析解决实际问题。为学习一系列后续课程和有关的专业技术课打好必备基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．主要先修课程：高等数学、画法几何与工程制图、大学物理、物理实验等。2．主要后续课程：材料力学、结构力学、弹塑性力学、振动力学、钢筋混凝土结构、结构设

计原理、机械原理、机械零件等。（四）教学方式与重点、难点

1．教学方式：以课堂教学为主，结合模型、CAI、多媒体教学；同时加强自学引导，重视学生自学能力

和分析问题的能力的培养。2．重点与难点。（1）重点内容：物体受力分析；力系简化理论；力系的平衡问题求解。研究点的运动的自然法；刚体的平动与定轴转动；刚体平面运动，求图形内各点速度的

三种方法，基点法求加速度；点速度合成定理与加速度合成定理，科氏加速度。动量定理与质心运动定理，动量矩定理；动能定理，动力学普通定理的综合应用；达朗

伯原理，动静法应用解题；虚位移原理；拉格朗日方程。 （2）难点内容：空间力系的简化理论及简化结果，物体系的平衡问题求解；刚体平面运动求加速度；牵

连速度和牵连加速度，点的加速度合成定理，科氏加速度；动量定理与动理矩定理应用解题，三大定理综合应用；刚体惯性力系的简化，动静法解题；虚位移原理应用，拉格朗日方程及应用。 （五）考核方式闭卷考试，参考平时作业、听课情况和与期末考试综合评定课程总成绩。

二、教学内容（一）绪论理论力学的研究对象，理论力学的研究方法，理论力学的内容。

（二）静力学1．静力学的基本概念和公理。静力学的研究对象，力、平衡、刚体和力学模型的概念，等效力系和平衡力系，静力学公

361

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院理；约束与约束反力，约束的分类，分离体，受力分析和受力图。

2．力系简化理论。力在轴上投影，力的分解，力对点的矩，力对轴的矩，力偶和力偶矩。力线平移定理，

空间任意力系向一点的简化，主矢和主矩，空间任意力系的简化结果，汇交力系、力偶系、平面任意力系的简化方法与简化结果。平行力系的简化方法与简化结果，平行力系中心，物体的重心。

3．力系的平衡。各种力系的平衡条件与平衡方程，力系的平衡问题求解；物体系的平衡，静定与超静定

的概念。桁架，理想桁架，计算桁架杆件内力的节点法和截面法。4．摩擦。摩擦现象，滑动摩擦定律，摩擦角和自锁现象， 考虑摩擦时物体和物体系的平衡，滚阻

的概念，滚阻力偶。（三）运动学

1．点的运动。运动学研究对象，研究点的运动的基本方法：矢径法、直角坐标法、自然法，点的运动方

程、轨迹方程，速度和加速度（切向加速度与法向加速度）。2．刚体的基本运动。刚体的平动及特征，刚体的定轴转动，转动方程、角速度和角加速度，转动刚体上各点

的速度和加速度，角速度矢和角加速度矢，刚体内各点速度的矢积表达式。3．刚体的平面运动。刚体平面的运动简化，平面运动方程，平面运动分解为平动和转动，用基点法求图形内

各点的速度，速度投影定理，速度瞬心法求平面图形内各点的速度，平面图形内各点的速度分布，用基点法求平面图形内各点的加速度。

4．点的合成运动。合成运动的概念，动参考系和定参考系，绝对运动、相对运动和牵连运动及三种速度、加

速度，点的速度合成定理，牵连运动为平动时点的加速度合成定理，牵连运动为定轴转动时点的加速度合成定理，科氏加速度； 刚体绕平行轴转动的合成；运动学综合问题求解。（四）动力学

1．质点动力学基本定律。动力学的研究对象，质点动力学基本定律，质点运动微分方程的矢量形式、直角坐标形

式、自然坐标形式，质点动力学的两类问题。质点在非惯性坐标系中的运动，质点相对运动微分方程（选讲）

2．动量定理。动力学普遍定理概述；质点和质点系的动量，力的冲量，质点系的动量定理，动量守恒

定律；质心运动定理，质心运动守恒定律。3．动量矩定理。质点和质点系的动量矩，定轴转动刚体对转轴的动量矩，刚体转动惯量，迴转半径，平

行轴定理；质点和质点系的动量矩定理，动量矩守恒定律；刚体定轴转动微分方程，质点系相对于质心的动量矩定理，刚体平面运动微分方程；动量定理与动量矩定理的综合应用。

4．动能定理。力的功，元功，全功，重力、弹性力、摩擦力的功，力矩的功，质点系内力的功，约束反

力的功；质点系的动能，平动、定轴转动和平面运动刚体的动能；质点系动能定理；势力场的概念，势能，机械能守恒定律。动力学普通定理的综合应用。362

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院5．达朗伯原理。惯性力，平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力系的简化；质点和质点系的达朗伯原

理，动静法；刚体对任意轴的转动惯量，惯性积，惯性主轴，中心惯性主轴；转动刚体对轴承的附加动压力，消除附加反力的条件，静平衡和动平衡的概念。

6．虚位移原理。约束的分类和约束方程，系统的广义坐标与自由度，虚位移，虚功，理想约束；虚位移

原理；广义力、广义坐标形式的虚位移原理。7．分析力学基础。动力学普遍方程及应用。拉格朗日方程，保守系统的拉格朗日方程，应用解题。8．动力学专题。碰撞。碰撞现象及其特征，碰撞问题的两点基本假设；碰撞时的动力学普遍定理。质点对

固定面的碰撞，恢复系数，碰撞过程中动能的损失；碰撞冲量对定轴转动刚体的作用，撞击中心；碰撞冲量对平面运动刚体的作用。三、实验内容无。

四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 90学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“理论力学A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备注讲课 实验 上机 其他

（一）静力学的基本概念和公理、物体受力分析 6 6 2

（二）力系简化理论 4 4 2

（三）力系的平衡 12 10 2 4 课堂讨论（四）摩擦 4 4 2

（五）点的运动学 2 2 2

（六）刚体的基本运动 2 2 2

（七）刚体的平面运动 6 6 2

（八）点的合成运动 8 6 2 4 课堂讨论（九）质点动力学 2 2 2

（十）动量定理 4 4 2

（十一）动量矩定理 8 8 2

（十二）动能定理 8 6 2 4 课堂讨论（十三）达朗伯原理 6 6 2

（十四）虚位移原理 6 6 2

363

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（十五）分析力学基础 6 6 2

（十六）动力学专题 4 4 2

机动 2 2 课堂讨论总 计 90 82 8 38

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材[1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室．理论力学（Ⅰ、Ⅱ）（M）．第六版．北京：高等教

育出版社，2002[2] 刘又文，彭献．理论力学（M）．长沙：湖南大学出版社，20022．主要参考书[1] 彭祝．理论力学（M）．长沙：中南工业大学出版社，1997[2] 谢传锋．理论力学答疑（M）．北京：高等教育出版社．1988[3] 范钦珊．工程力学教程（M）．北京：高等教育出版社．1998[4] 贾书惠，李万琼．理论力学（M）．北京：高等教育出版社．2002

（制订人：喻小明 审核人：李学罡 批准人：王桂尧）

364

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“有限元基础及应用”教学大纲Fundamentals of Finite Elemant

课程编号：08020048　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据土建类专业 2006版培养计划制定。

（一）教学对象工科三类本科高年级学生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是专业基础课。通过本课程的学习，使学生了解有限单元法的基本原理及程序设计的方法和技巧。提高

学生应用有限单元法及运用有限元软件解决实际工程问题的能力。要求学生能对简单结构进行有限元分析。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：材料力学，结构力学，计算结构力学，弹性力学。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：上机与课堂讲授相结合。2．重点和难点：重点是有限单元法的基本原理与程序设计的基本方法，有限元软件的

应用。难点是基本原理的理解及对各种单元特性的掌握。（五）考核方式考查，笔试加上机完成算例，平时作业和听课与上机情况。

二、教学内容（一）绪论有限元法的基本思想和基本步骤；有限元法的工程应用；弹性力学的基本方程及基本原

理概述； ANSYS程序概述。（二）杆系结构的有限元法连续梁问题的有限元法；平面刚架问题的有限元法；  解题步骤与例题 ； 用 ANSYS分

析求解平面刚架问题。（三）弹性力学平面问题的有限元法平面问题单元分析；等效节点力计算；位移约束条件的引入；四节点矩形单元；用

ANSYS分析求解弹性力学平面问题。三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、上机、作业等，其学

时分配见下表。365

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院“有限元程序设计”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他绪论 2 2

有限元法的基本思想和基本步骤 8 4 4 2

杆系结构的有限元法 10 6 4 2

 弹性力学平面问题的有限元法 6 4 2 2

总学时 26 16 10 6

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：黄国权．有限元法基础及Ansys应用．机械工业出版社，20042．主要参考书：（美）洛根．有限元方法基础教程．第三版．电子工业出版社，2003

（制订人：钱长照 审核人：肖永刚 批准人：王桂尧）

366

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“实验力学”教学大纲EXPERIMENTAL MECHANICS

课程编号：08010026　　　学时／学分： 50/2.5

一、大纲说明本大纲根据长沙理工大学工程力学专业 2006年培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是工程力学专业的专业课，必修。通过本课程的学习，要求学生掌握实验力学基本理论和实验方法的基本概念、必要的基

础知识，初步具备对物理模型或直接对原型的结构物和机械零件等进行力学问题的测试与分析的实验能力，为本学科进一步深入的学习打下良好的基础，培养学生从事科学实验的动手能力和实事求是的科学精神。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：电工学、材料力学、结构力学、弹性力学等。2．后续课程：现代力学测试技术。

（四）教学方式与重点和难点（1）教学方式：以面授为主，加强自学引导，适当引入现代教育技术手段。（2）重点和难点。重点：相似第二定理，应变计灵敏系数、应变计粘贴与防护、静态应变测量，平面光弹性。难点：广义相似，电阻应变计的粘贴与防护，动态应变测量，特殊条件下的应变测量，

三维光弹性，模型制造。（五）考核方式考查。

二、教学内容1．绪论了解实验力学的任务和地位，初步掌握实验力学的发展动态。

2．相似理论理解相似的基本概念，学习相似定理，掌握方程分析法确定相似条件，学习量纲分析法

确定相似条件，理解广义相似的概念。3．电阻应变计了解电阻应变计的构造掌握其工作原理，了解电阻应变计的类型和特点和电阻应变计的

工作特性，掌握应变计的选用原则和应变计的粘贴工艺和防护措施。4．电阻应变仪初步掌握电阻应变仪的工作原理，了解电阻应变仪的基本组成部分和电阻应变仪的主要

指标，掌握常用电阻应变仪的使用。5．静、动态应变测量掌握应变测量的步骤及应力、应变分析方法，理解静态应变测量的特点，了解静态应变

测量系统，了解动态应变测量的特点及其测量系统，了解动态应变信号的记录设备。6．应变测量的技术问题

367

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院掌握应变计的正确使用，理解温度补偿、导线电阻、电容的影响，掌握其修正方法，了解

电阻应变式传感器，了解特殊条件下的应变测量问题。7．平面光弹性掌握光弹仪调试及光学效应，掌握相关光学知识和应力—光学定律，理解平面模型的光

学效应，掌握等差线和等倾线及其确定，掌握材料条纹值的测定和平面光弹性应力计算方法。8．三维光弹性了解应力的冻结、次主应力的概念和三维光弹性效应及三维模型表面应力的测定，了解

模型的切片及切片的正斜与斜射和三维光弹性在工程中的应用以及光弹性材料与模型制作。三、实验内容应变计的粘贴及防护；应变及灵敏系数的测定；电桥接法训练；变支承梁的应变测量；

动态应变测量；光弹性仪调试及光学效应演示；等差线和等倾线辨识材料条纹值测定；应力集中系数测定；平面模型内部应力计算；三维光弹性应力试验；现代光测力学方法与声学方法演示。四、教学环节与学时分配教学环节说明：本课程总学时为 50学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、CAI教学、

课外辅导、作业等。其学时分配见下表。“实验力学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）绪论 2 2

（二）相似理论 4 4 1

（三）电阻应变计 6 4 2

（四）电阻应变仪 6 4 2 1

（五）静、动态应变测量 4 2 2 1

（六）应变测量的技术问题 8 4 4 1

（七）平面光弹性 16 8 8 1

（八）三维光弹性 4 2 2 1

总 计 50 30 20 6

五、选用教材及主要参考书1．选用教材计欣华．工程实验力学．机械工业出版社，20052．参考教材[1] 宋逸生．实验力学基础．水利水电出版社，1992[2] 徐飞鸿．材料力学实验．湖南教育出版社，2004

（制订人：钱长照 审核人：肖勇刚 批准人：王桂尧）

368

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“工程软件及应用A”教学大纲Soft for Engineering and its application

课程编号：08120037　　　学时/学分：34/1.5

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（桥梁工程方向）2006年版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（桥梁方向）本科专业学生。

（二）教学目的和要求本课程是土木工程专业专业（桥梁工程方向）的专业课，选修课。工程软件及应用课程是加强学生理论与实际相结合的一门应用型课程，通过该课程的学

习能使得学生掌握利用现代计算技术解决实际桥梁工程的能力，是对学生计算机应用能力的一种的锻炼和提高。（三）主要先修课程和后修课程先修课程：结构力学，有限元分析（计算力学），桥梁工程。后修课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点。（1）教学重点：工程软件求解实际工程问题过程的学习；有限元模型的建立，即前处

理器的学习；求解器的学习；通用后处理器和时间历程处理器的学习。（2）教学难点：前处理器中坐标平面的概念和运用；前处理器中布尔操作的概念和运

用；如何划分有限元网格；给有限元模型添加荷载和约束，荷载步的概念和运用；异型截面梁单元的建立；实际工程问题建立有限元模型的方法；后处理中对输出结果的合理处理和判断。（五）考核方式考核方式：考查。（与“工程软件及应用课程设计”同时合并评定成绩）成绩评定：根据上机考试及表现等综合评定，成绩分为优、良、中、及格和不及格等。

二、教学内容

（一）导论对有限元（计算力学）的基本概念作一个系统地回顾，同时对工程软件的发展情况做一

个基本介绍，并对工程软件的使用过程作一个系统性的描述。（二）Ansys 软件的前处理介绍对 Ansys 软件的前处理器作详细介绍，并就模型建立的点、线、面、体，工作平面，结构

单元类型，单元常数等的使用做一个描述，解决实际工程如何转化到软件模型，并学习如何对现有模型进行网格单元的划分技术。该部分使得学生能够基本掌握模型建立和网格划分的方法。

（三）工程软件求解器的介绍系统地介绍有限元软件的求解器，并对各种类型的求解器及其适用作一介绍，并以实际

的例子介绍求解器的使用和合理选择的问题。该部分使得学生能独立的处理以后不同工程要求的计算问题。

369

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（四）工程软件后处理器的学习主要讲述模型建立求解以后，如何利用后处理分析结果。重点介绍一般后处理器及时间

后处理。（五）实际桥梁有限元分析全过程处理以一座实际的桥梁为原型，全过程分析工程软件的具体应用。

三、实验内容本课程有较多的上机实践环节，其具体内容有：1．Ansys软件前处理、求解器、通用后处理器和时间历程处理器的学习。2．飞机机翼的模态分析。3．“L”平面结构的静力分析。4．轴承支座的建模及分析。

四 教学环节及学时分配本课程总计 34学时，教学环节包含讲课及上机，课外辅导等，其学时分配见下表。

“工程软件及应用A”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他知识点一 2 2

知识点二 8 4 4 6

知识点三 8 4 4 6

知识点四 8 2 6 10

知识点五 8 2 6 8

总 计 34 14 20 30

注：其他栏是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等方式五、选用教材及主要参考资料

1．选用教材博嘉科技．有限元分析软件——Ansys融会及贯通．中国水利出版社，20022．主要参考书[1] Ansys中国 Ansys使用手册[M] [2] 郝文化．Ansys土木工程应用实例[M]．中国水利出版社，2005

（制订人：陈得良 审核人：肖永刚 批准人：王桂尧）

370

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“工程软件及应用 B”教学大纲Soft for Engineering and its application

课程编号：08120038　　　学时/学分：18/1

一、大纲说明本大纲是根据工程力学专业 2006年版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科专业学生。

（二）教学目的和要求本课程是工程力学专业的专业课，选修课。工程软件及应用课程是加强学生理论与实际相结合的一门应用型课程，通过该课程的学

习能使得学生掌握利用现代计算技术解决实际桥梁工程的能力，是对学生计算机应用能力的一种的锻炼和提高。（三）主要先修课程和后修课程

1．先修课程：结构力学，有限元分析（计算力学），桥梁工程。2．后修课程：工程软件及应用课程设计。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点。（1）教学重点：工程软件求解实际工程问题过程的学习；有限元模型的建立，即前处

理器的学习；求解器的学习；通用后处理器和时间历程处理器的学习。（2）教学难点：前处理器中坐标平面的概念和运用；前处理器中布尔操作的概念和运

用；如何划分有限元网格；给有限元模型添加荷载和约束，荷载步的概念和运用；异型截面梁单元的建立；实际工程问题建立有限元模型的方法；后处理中对输出结果的合理处理和判断。（五）考核方式考核方式：考查。（与“工程软件及应用课程设计”同时合并评定成绩）成绩评定：根据上机考试及表现等综合评定，成绩分为优、良、中、及格和不及格等。

二、教学内容

（一）导论对有限元（计算力学）的基本概念作一个系统地回顾，同时对工程软件的发展情况做一

个基本介绍，并对工程软件的使用过程作一个系统性的描述。（二）Ansys 软件的前处理介绍对 Ansys 软件的前处理器作详细介绍，并就模型的建立的点、线、面、体；工作平面；结

构单元类型、单元常数等的使用做一个描述。解决实际工程如何转化到软件模型，并学习如何对现有模型进行网格单元的划分技术。该部分使得学生能够基本掌握模型建立和网格划分的方法。

（三）工程软件求解器的介绍系统地介绍有限元软件的求解器，并对各种类型的求解器及其适用作一介绍，并以实际

的例子介绍求解器的使用和合理选择的问题。该部分使得学生能独立的处理以后不同工程要求的计算问题。

371

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（四）工程软件后处理器的学习主要讲述模型建立求解以后，如何利用后处理分析结果。重点介绍一般后处理器及时间

后处理。（五）实际桥梁有限元分析全过程处理以一座实际的桥梁为原型，全过程分析工程软件的具体应用。

三、试验内容本课程有较多的上机实践环节，其具体内容有Ansys软件前处理，求解器，通用后处理器和时间历程处理器的学习。

四、教学环节及学时分配本课程总计 18学时，教学环节包含课堂讲课上机实践，课外辅导等，其学时分配见下表。

“工程软件及应用”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他知识点一 2 2

须与课程设计同时选修

知识点二 4 4 6

知识点三 4 4 6

知识点四 4 2 2 10

知识点五 4 2 2 8

总 计 18 14 4 30

注 其他栏是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等方式五、选用教材及主要参考资料

1．选用教材博嘉科技．有限元分析软件——Ansys融会及贯通．中国水利出版社，20022．主要参考书[1] Ansys中国 Ansys使用手册[M] [2] 郝文化．Ansys土木工程应用实例[M]．中国水利出版社．2005

（制订人：陈得良 审核人：肖永刚 批准人：王桂尧）

372

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“计算机辅助设计A”教学大纲Computer Aided Design A

课程编号： 08120044　　　学时/学分：42/2.5

一、大纲说明本大纲根据工程力学专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象工程力学专业本科学生。

（三）教学目的与要求本课程是工程力学专业基础课程，选修。通过本课程理论学习与上机实践，使学生了解 CAD的发展简史，熟悉 CAD基本概念和

硬件组成、工作性质及技术特点；了解CAD通用支撑软件的种类名称，熟练掌握一种交互式图形设计的 CAD软件；初步掌握一种 CAD软件的二次开发技术，并能独立完成一项 CAD设计。为学习后续的专业课程、毕业设计打下扎实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：计算机文化基础，画法几何，土木工程制图，Fortran语言或 C语言，数值计算，结构设计原理，计算力学A。

2．后续课程：工程软件及应用，毕业设计（论文）A。（四）教学方式与重点和难点

1．教学方式：理论教学与上机实践相结合。2．重点内容：CAD系统的基本构成；CAD系统的设计与选择；图形变换的方法；AutoCAD软件二维

制图与三维建模。3．难点内容：用AutoLISP语言实现参数化设计；CAD接口技术；AutoCAD软件的二次开发技术；常

用的优化设计方法。（五）考核方式考核方式为考查。包括平时上机成绩和大作业成绩。其中，大作业成绩占总评成绩的

70%，平时成绩占总评成绩的 30%。二、教学内容（一）计算机辅助设计概论

CAD／CAM的含义及特点：计算机辅助设计的特点、 计算机辅助设计设计系统的结构和类型。计算机辅助设计硬件系统。 计算机辅助设计系统的软件。计算机辅助设计软件系统的分类。计算机辅助设计系统的选择与配置。

（二）计算机绘图计算机绘图概述。计算机绘图系统：输入设备、绘制设备、绘图机的绘图语言、绘图机与 PC机的通信。计算

373

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院机绘图软件：绘图软件的类型、图形软件标准。图形变换：二维图形变换、三维图形的变换。

（三）AutoCAD软件AutoCAD的基本绘图命令。绘图的交互方式与 Script（脚本命令流）方式。图形编辑命令。绘制剖面线。图层及绘图工具。AutoLISP语言数据结构、语法规则、函数。用AutoLISP语言运行AutoCAD的绘图命令。尺寸标注。块的应用。几何造型：AutoCAD的用户坐标系及视窗、AutoCAD的图形空间、 AutoCAD的实体造型、

二维图形的自动产生。AutoCAD与其它软件的数据接口。AutoCAD软件的二次开发：ObjectARX入门、 ObjectARX应用程序的结构、 注册新的命

令。（四）优化设计机械优化设计的基本概念：一维搜索方法、 无约束极值问题的解法、坐标轮换法、随机搜

索法、牛顿法。约束非线性规划的计算方法：复合形法、罚函数法、混合罚函数法。

三、实验内容课内上机实验 10次，每次 2学时。实验一 基本绘图命令和AutoCAD的 Script 使用方法。实验二 基本编辑命令和对像选择集。实验三 AutoLISP 语言的编写与加载，AutoLISP 语言的基本函数。实验四 AutoLISP 语言的循环语句；AutoLISP调用AutoCAD的命令。实验五 图形信息的组织与管理。实验六 AutoCAD三维绘图命令。实验七 由三维模型生成二维图形。实验八 AutoCAD接口技术。实验九 AutoCAD的定制与二次开发。实验十 运用现成的算法完成优化设计。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 42学时，教学环节包括课堂教学、上机实验、课外辅导、

作业等。其学时分配见下表。“计算机辅助设计A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其　　中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 上机 其他

（一）计算机辅助设计概论 2 2

（二）计算机绘图 2 2

（三）AutoCAD软件 34 16 18 18 课外上机（四）优化设计 4 2 2 2

总 计 42 22 20 20

374

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。

五、选用教材及主要参考书1．选用教材[1] 崔洪斌．计算机辅助设计基础及应用．清华大学出版社，2002[2] 仲梁维．计算机辅助设计教程．复旦大学出版社，19972．主要参考书[1] 郑阿奇．AutoCAD 2000中文版实用教程．电子工业出版社，2003[2] 杨贵强．AutoCAD 2000学习教程．北京大学出版社，2000[3] 康博创作室．中文版AutoCAD 2000高级应用技巧．人名邮电出版社，1999

（制订人：潘 军 审核人：喻小明 批准人：王桂尧）

375

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“岩土工程计算机辅助设计”教学大纲Computer-aided Design And Applications In Geotechnical Engineering

课程编号：08120097　　　学时/学分：40/2

一、大纲说明本大纲根据岩土工程、隧道工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象岩土工程、隧道工程专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是岩土工程和隧道工程专业的专业课程，通过本课程的教学，使学生掌握基础计

算方法和数据处理方法，了解岩土工程的各类主要的数值分析方法原理和程序设计方法，计算机图形的应用。学生通过所讲述内容认识计算机在岩土工程中的作用，提高分析设计工作中的计算机应用水平。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：计算机语言，土力学，基础工程。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲述、课堂讨论、课外程序作业。2．重点：基础计算方法、数值分析方法、程序设计方法。3．难点：相关软件操作的熟悉与应用、专业程序设计。

（五）考核方式考查，程序设计题程序和报告，并结合开卷笔试、平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）计算机应用引论概述计算机系统、计算机语言、计算机软件设计。

（二）数值分析基础方法列主元高斯消去法求解线性方程组、高斯—亚当消去法求解线性方程组及矩阵求逆、半带

存储高斯消去法、迭代法、求矩阵第一特征值的幂法、求实对称矩阵全部特征值的雅可比法、线性回归分析、曲线拟合。（三）有限单元法弹性力学平面基本公式、有限元法计算步骤、连续体的离散化、三角形单元有限元分析、矩

形单元的单元分析、等参单元分析，有限元程序设计的基本步骤和总框图设计、总刚度矩阵。（四）岩土工程快速拉格朗日（FLAC）方法方法原理、FLAC方法程序设计。

（五）离散单元法方法（DEM）原理，离散单元法程序设计。

（六）边坡稳定分析及程序设计。（七）计算机图形系统应用地形图和交通道路图、道路土方计算。

（八）计算机应用前景人工智能和专家系统，计算机辅助工程，信息化施工等。

376

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 40学时，教学环节包括课堂讲述、课堂讨论、课外作业、

上机实习。其学时分配见下表。“岩土工程计算机辅助设计”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他计算机应用引论 2 2

数值分析基础方法 4 6 1

有限单元法 6 6 2

快速拉格朗日（FLAC）方法 4 4 1

离散单元法方法 4 4 1

边坡稳定分析 6 6 1

计算机图形系统 4 2

计算机应用前景 2 2

应用软件和操作 8 8

总 计 40 32 8 6

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：暂缺。2．主要参考书[1] 江见鲸，张建平．计算机在土木工程中的应用[M]．武汉工业大学出版社，2000[2] 雷晓燕．岩土工程数值计算[M]．中国铁道出版社，1999

（制订人：陈文胜 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

377

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“建筑施工技术”教学大纲Construction Technical Work

课程编号：08130057　　　学时/学分：42/2.5

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业本科 2006年版培养计划制订。

（一）教学对象本大纲适用于土木工程建筑工程专业四年级本科用，一般宜安排在四年级第一学期。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业技术课、必修课。2．教学目的与要求：通过本课程的学习，使学生掌握建筑施工的基本知识、基本原理和

方法，具有解决工程施工技术问题的初步能力。学生通过本课程的课堂教学、案例分析、课程设计、习题、实验、生产实习、现场教学，应达到下列几点要求：（1）了解各主要工种工程施工工艺，掌握拟定施工方案的基本方法。（2）掌握工程质量、安全控制方法和措施。（3）对施工学科发展有一般了解。对部分施工验收规范质量标准有所了解。

（三）主要先修课程和后续课程1．先修课程：房屋建筑学、建筑材料、混凝土结构、砌体结构、土力学地基基础、工程测量。2．后续课程：土木工程施工组织、工程项目管理、建筑质量控制与事故分析等。

（四）教学方式与重点和难点 1．教学方式：本课程内容多、实践性强。为达到大纲规定的要求，必须精选内容、研究教

学方法、贯彻理论联系实际的原则，教学方式宜为课堂讲授、习题作业、课程设计、实验、电化教学和现场教学互相配合进行。课堂教学、习题、作业设计、实验应着重于基本理论、基本规律及先进技术的教学。对于某些工艺性实践性强的教学内容如抹灰装饰、屋面防水工程等宜进行现场教学和用电化教学解决。

2．重点内容： 本课程的性质和任务、基本要求；我国的基本建设方针和政策。土方工程施工特点；场地设计标高的确定与土方调配；井点降水以轻型井点降水为重点；

填土压实理论。地基加固的方法、原理；预制桩及灌注桩的施工工艺，保证质量的技术措施，地下连续

墙的施工工艺。原材料要求及砌筑方法和工艺，脚手架搭设工艺、砌筑工艺及质量保证措施。模板工程：模板构造要求、受力特点；模板设计、安装、拆除的方法；滑模组成及滑升原

理。钢筋工程：钢筋质量检验；钢筋焊接方法、工艺及焊接质量要求；钢筋配料及代换的计

算方法。混凝土工程：混凝土施工配料、搅拌、运输要求；运输方法；混凝土的成型；砼质量的检

查、评定；钢筋混凝土框架结构浇筑及施工缝；大体积砼的浇筑方案；影响混凝土工程质量的因素及保证质量的措施。先张法：工艺过程；质量控制与技术措施。后张法：锚具；张拉工艺；质量控制与技术措施；无粘结预应力混凝土施工。起重机的选择及稳定验算；构件吊装工艺；予制构件平面布置；起重机开行路线及停机

378

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院位置确定；吊装顺序及流水段划分。影响质量的因素及保证质量的措施。3．难点内容：场地设计标高的确定与土方调配；井点降水以轻型井点降水为重点；填土压实理论。地基加固的方法、原理；预制桩及灌注桩的施工工艺，保证质量的技术措施。砌筑方法和工艺，脚手架搭设工艺、砌筑工艺及质量保证措施。模板工程：模板受力特点；模板设计、安装、拆除的方法；滑模组成及滑升原理。钢筋工程：钢筋焊接方法、工艺及焊接质量要求；钢筋配料及代换的计算方法。混凝土工程：混凝土施工配料；砼质量的检查、评定；钢筋混凝土框架结构浇筑及施工

缝；大体积砼的浇筑方案；保证混凝土工程质量的措施。先张法：工艺过程；质量控制与技术措施。后张法：张拉工艺；质量控制与技术措施。起重机的选择及稳定验算；构件吊装工艺；予制构件平面布置；起重机开行路线及停机

位置确定；吊装顺序及流水段划分。（五）考核方式考试,闭卷综合笔试，并参考平时作业和听课记录、实验情况。

二、教学内容（一）绪论本课程研究对象、任务、内容、作用；我国的基本建设方针和政策；施工规范、规程；我国

建筑业施工发展概况；本课程学习方法。（二）土方工程土方工程种类及特点、土的工程分类；场地设计标高的确定、土方计算与调配；最佳设计

平面概念、土方调配的优化；土壁稳定、土壁支撑、土方边坡；基坑排水、人工降低地下水位、流砂防治；土方工程施工准备工作；土方工程机械化施工及其组织；填筑压实原理与方法；爆破施工基本知识。（三）地基与基础工程打入桩施工程序、打桩机及桩锤选择；打桩现场准备工作、打桩顺序及打桩过程中发生的

问题分析处理、质量要求；灌注桩的工艺原理、施工要点、质量事故产生的原因和预防、处理方法。（四）砌筑工程砖筑工程的特点；砌筑材料及要求；脚手架类型及搭设；材料运输；砌筑规则与质量要

求；砌筑方法；影响砌体质量因素及保证砌体质量的技术措施；砖筑工程冬期施工；中小型砌块施工特点及其工艺。（五）混凝土结构工程钢筋混凝土工程的组成与施工特点。模板种类及基本要求、现浇结构模板的构造、荷载及受力分析；模板设计、安装、拆除的方

法；滑模组成及滑升原理。钢筋工程验收及质量检验；钢筋的焊接和机械连接；钢筋配料、代换、加工、绑扎、安装、

验收及隐蔽工程记录。混凝土搅拌机选用；混凝土运输要求、运输方法及保证质量的措施；混凝土成型方法、施

工缝；现浇钢筋混凝土框架结构浇筑；大体积混凝土浇筑；水下混凝土浇筑；混凝土养护、拆模后缺陷修补；混凝土工程质量检查。影响混凝土工程质量的因素及保证质量的措施；混

379

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院凝土工程冬季施工原理及方法。（六）预应力混凝土工程先张法台座类型及设计要点；张拉设备与夹具；工艺过程（钢筋张拉、混凝土灌筑、养护、

钢筋放松）技术措施。后张法锚具预应力筋制作；张拉机具及其校验；后张法工艺过程（孔洞予留、张拉、灌

浆）技术措施；后张自锚法、无粘结预应力施工。电热法：电热法原理；电热温度及钢筋伸长值计算；电热设备选择；电热法工艺过程。

（七）结构安装工程起重机选用及稳定验算要点；结构安装准备工作（基础准备、构件运输、堆放、检查、弹线

拼装及临时加固）；构件安装工艺；单层厂房结构安装（机械选择、安装方案、平面布置、开行路线）；多层厂房结构安装（机械选择、平面布置、安装顺序与流水段的划分）；升板法及结构安装其他方法简介。（八）防水工程卷材屋面构造及施工过程；卷材准备；沥青胶配制及质量控制；基层和找平层施工要求；

卷材铺贴方法及质量要求；地下防水工程施工方法、外加剂添加。（九）装饰工程抹灰工程分类、抹灰层组成、材料制备；抹灰方法及质量标准；机械喷涂抹灰；水刷石、

水磨石等常见饰面工程施工；饰面板工程、裱糊施工、涂料工程、刷浆工程简介。（十）网架结构施工、高层建筑施工简介三、实验内容

1．钢筋对焊、点焊实验；钢筋冷拉、千斤校验。2．混凝土振捣实验、混凝土侧压力试验。3．予应力先张法、后张法、电热法试验；锚具性能实验。4．其他。

四、教学环节及学时分配本课程总学时为 42学时，教学环节包括课堂教学、实验教学、电化教学、案例分析、现场

教学、课外辅导、作业等，其中装饰工程、防水工程及其他各章节中工艺性实践性强的内容建议进行现场教学或电化教学。其学时分配见下表。

“建筑施工技术”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他绪论 1 1

土方工程 7 7 4

地基与基础工程 6 4 2 2

砌筑工程 2 2 1

混凝土结构工程 8 8 4

预应力混凝土工程 4 4 3

结构安装工程 6 4 2 3

380

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他防水工程 2 2 1

装饰工程 4 2 2 1

网架结构施工、高层建筑施工简介 2 2 1

合 计 42 36 6 20

五、选用教材及主要参考书1．选用教材赵志缙．建筑施工．同济大学出版社，2004 2．主要参考书：[1] 毛鹤琴．土木工程施工．第二版．武汉工业出版社，2004 [2] 刘津明．土木工程施工．天津大学出版社，2001[3] 郭正兴．建筑施工．东南大学出版社，2003

（制定人：耿渝新 审核人：刘文华 批准人：王桂尧）

381

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“建筑质量控制与事故分析”教学大纲Quality control for structure andanalysis for accident

课程编号：08130062　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（建筑工程方向）2006年版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（建筑工程方向）本科学生。

（二）课程性质及教学目的与要求1．课程性质：专业技术课、选修课。2．教学目的与要求：该课程对建筑工程中经常出现的质量缺陷和事故进行介绍和分析，

并叙述其处理措施。学生学习该课程后，不仅要掌握建筑工程质量控制与事故分析的基本概念和基本理论，而且还应掌握质量控制与事故分析所涉及的各种技术问题和管理问题，并能运用所学知识来分析处理工程中的实际问题。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：钢筋混凝土结构，钢结构，砌体结构，土木工程施工技术。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课程讲授、课程讨论。2．重点和难点。（1）教学重点：①建筑工程质量总论：建筑工程中缺陷、破坏、倒塌、事故的概念；②钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故：引起钢筋混凝土工程缺陷常见因素和主

要表现，钢筋混凝土工程常见缺陷和事故分析处理；③砌体结构工程中的质量控制、缺陷和事故：引起砌体结构工程缺陷的常见因素、主要表

现和防止措施，砌体结构工程中常见的几类质量缺陷事故及其处理；④钢结构工程中的质量控制、缺陷和事故：钢结构的事故及其影响因素；⑤地基和基础工程中的质量控制、缺陷和事故：地基和基础工程质量控制要点，常见的

地基和基础工程质量缺陷事故类别分析；⑥防水及装饰工程中的质量控制、缺陷与处理：防水工程中常见的缺陷及其处理。（2）教学难点：①建筑工程质量总论：建筑工程中缺陷、破坏、倒塌、事故的概念；②钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故：钢筋混凝土工程常见缺陷和事故分析处

理；③砌体结构工程中的质量控制、缺陷和事故：砌体结构工程中常见的几类质量缺陷事故

及其处理；④钢结构工程中的质量控制、缺陷和事故：钢结构的事故及其影响因素；⑤地基和基础工程中的质量控制、缺陷和事故：常见的地基和基础工程质量缺陷事故类

别分析；⑥防水及装饰工程中的质量控制、缺陷与处理：防水工程中常见的缺陷及其处理。

（五）考核方式考试，并参考课程论文、课堂讨论、平时作业和听课情况。

382

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

二、教学内容（一）建筑工程质量总论

1．建筑工程的质量特性；2．建筑工程中缺陷、破坏、倒塌、事故的概念；3．造成质量缺陷事故的原因；4．质量事故分析的过程、性质和基本原则。

（二）钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故1．钢筋、混凝土性能的基础，钢筋混凝土工程的特点，裂缝的一般概念；2．钢筋混凝土工程质量控制要点；3．引起钢筋混凝土工程缺陷常见因素和主要表现；4．钢筋混凝土工程常见缺陷和事故分析案例；5．预制混凝土构件常见裂缝的形成及其防治；6．典型钢筋混凝土结构质量事故分析及处理。

（三）砌体结构工程中的质量控制、缺陷和事故1．砌体性能的基础及砌体结构工程的特点；2．砌体工程质量控制要点；3．引起砌体结构工程缺陷的常见因素、主要表现和防止措施；4．砌体结构工程中常见的几类质量缺陷事故及其处理。

（四）钢结构工程中的质量控制、缺陷和事故1．钢结构质量控制概述；2．钢结构工程质量控制要点；3．钢结构的事故及其影响因素；4．钢结构质量事故案例分析。

（五）地基和基础工程中的质量控制、缺陷和事故1．地基与基础工程质量控制概述；2．地基与基础工程质量控制要点；3．常见地基和基础工程缺陷事故类别与案例分析。

（六）防水及装饰工程中的质量控制、缺陷与处理1．防水工程常见缺陷及其处理2．抹灰工程的质量控制和缺陷；3．饰面工程质量控制和缺陷；4．油漆工程质量控制和缺陷；5．刷浆及裱糊工程质量控制和缺陷。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、案例教学、课堂讨论、

课外辅导、作业等，其学时分配见下表。“建筑质量控制与事故分析”课程教学学时分配表

383

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教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其它建筑工程质量总论 2 2 1

钢筋混凝土工程中的质量控制、缺陷和事故 8 7 1 4

砌体结构工程中的质量控制、缺陷和事故 6 5 1 2

钢结构工程中的质量控制、缺陷和事故 4 4 2

地基和基础工程中的质量控制、缺陷和事故 4 4 2

防水及装饰工程中的质量控制、缺陷与处理 2 2 1

合 计 26 24 2 12

注：其它栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：罗福午．建筑工程质量缺陷事故分析及处理．武汉理工大学出版社，1999 2．主要参考书：[1] 李继生，刘福臣．建筑施工质量问题与防治措施．中国建材工业出版社，2001[2] 谢征勋．建筑工程事故分析及方案论证．地震出版社，2000[3] 崔千祥．工程事故分析与处理．科学出版社，2002[4] 张毅．工程建设质量监督．同济大学出版社，2004

（制订人：刘文华 审核人：吴 研 批准人：王桂尧）

384

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“城市工程地质学”教学大纲Geology　Engineering of Civil

课程编号：08130086　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据城市规划专业 2006年版培养计划制订。

（一）教学对象城市规划专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程属于城市规划专业的专业基础课，选修课。通过本课程的学习，使学生对工程建

设用地地质灾害的现状、预测和综合评估方法与技术要求、地质灾害的预防和处理原则及相关技术有基本的了解，认识工程建设的地质环境，保护、改造和利用地质环境，为今后的工作打下良好的基础。学生通过对该课程的学习，要求掌握造岩矿物及三大岩类的识别,土质的分析和鉴定, 掌握地下水的渗流与岩土的渗透性及地下水涌水量的计算方法，地质构造的识别，熟悉地下水对地下工程的影响及其防治措施,了解地面沉降的原理,了解地质环境与软土地下工程、区城性特殊土及滑坡崩塌泥石流等地质灾害问题。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：数学，地质学原理。2．后续课程：毕业设计（论文）

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论、现场教学。2．重点：造岩矿物及三大岩类的识别，土的定名和分类方法，地下水的运动与涌水量

的预测、地下水的危害、地面沉降的原理 ,地质环境,区城性特殊土及滑坡、崩塌、泥石流、岩溶等地质灾害问题及地质灾害的评估。

3．难点：三大岩类的识别；地下水的运动与涌水量的预测；地质灾害的评估。（五）考核方式考查，开卷或闭卷笔试，并参考课堂讨论、平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论城市工程地质学的研究对象、主要内容。城市工程地质学的特点及研究方法。城市工程地

质学的产生与发展。（二）造岩矿物及三大岩类的识别认识主要的岩石和矿物。

（三）土质的分析和鉴定了解土质的特点、土的定名和分类方法。

（四）地质构造了解常见地质构造的形态及不良影响。

（五）地下水的运动与涌水量的预测了解地下水运动的基本规律，达西定律，河渠间地下水的稳定运动，地下水流向井的稳

定运动，地下工程涌水量预测。地下水的物理化学性质地下水的化学成分对砼的影响，水对维护结构的有害作用，地下水的渗流对地下工程施工的影响。

385

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（六）了解滑坡、崩塌、泥石流岩溶产生的原因极其防治措施（七）了解区域性特殊土的工程特点极其防治措施（八）了解地面沉降产生的原因极其防治措施（九）了解地质灾害的评价及工程地质勘察方法三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明:本课程总学时为 34学时,教学环节包括课堂教学,课堂讨论,现场教学,作业

等,其学时分配见下表。“城市工程地质学”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一） 2 2

（二） 4 2 2

（三） 4 2 2

（四） 4 4 1

（五） 4 4 1

（六） 4 4 1

（七） 4 4 1

（八） 4 4

（九） 4 2 2

总 计 34 28 6 4

注：其他栏是指包括课堂讨论,案例教学,现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考用书

1．选用教材：方鸿琪，杨闽．城市工程地质．中国建筑工业出版社，20002．主要参考书：[1] 刘辉．水文地质学．长沙理工大学，2003[2] 张在明．地下水与建筑基础工程．中国建筑工业出版社，2001

（制订人：刘 辉 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

386

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“爆破工程A”教学大纲Blasting Engineering A

课程编号：08140001　　　学时/学分：40/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（隧道与地下工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（隧道与地下工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（隧道与地下工程）的专业课、选修课。本课程涉及与公路、铁路和水利水电爆破工程密切相关的基本概念、基本理论、基本实验

以及常见的设计与施工方法。主要内容有炸药与爆炸的基本理论，工业炸药，起爆器材与起爆方法，岩石爆破作用原理，隧道爆破，深孔爆破，硐室爆破，城市建筑物拆除爆破，既有线及复线公路建设中的爆破施工，爆破安全技术和工程爆破造价等。通过本课程的学习，学生可掌握土木工程爆破中安全理论知识与有关规程，掌握炸药与爆破的基本理论以及常用的设计和施工方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学，土力学。2．后续课程：隧道工程，地下工程，边坡工程。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论、实验教学。2．重点和难点：重点是岩石爆破作用原理，难点是炸药与爆炸基本理论，爆破安全技

术。（五）考核方式考查，开卷笔试，并参考课堂讨论、平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论爆破工程的研究对象，炸药与爆破技术的历史、现状与发展，爆破在公路、铁路、水利水

电和国防建设中的应用，国家有关爆破工程的安全规范。（二）炸药与爆炸的基本理论炸药与爆炸的基本概念，冲击波与炸药、爆轰的基本知识，炸药的起爆与性能。

（三）工业炸药工业炸药分类，铵锑类炸药，铵油系列炸药，乳化炸药，其它工业炸药。

（四）起爆器和起爆方法电力起爆法，非电力起爆法，塑料导爆管起爆系统，新型起爆器材。

（五）岩石爆破作用原理岩石爆破破碎的几种学说，单药包的爆破作用，体积公式，影响爆破效果的因素，光面

爆破和预裂爆破。（六）隧道爆破技术隧道爆破设计，周边孔的控制爆破技术，钻孔爆破施工工艺。

（七）深孔爆破387

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院深孔爆破施工工艺，爆破设计计算，微差爆破与挤压爆破。

（八）硐室爆破硐室爆破特点与设计要求，爆破类型选择与药包布置，爆破参数计算，路堑硐室爆破与

施工。（九）城市建筑物拆除爆破拆除爆破原理及药量计算，高耸建筑与钢筋混凝土框架结构拆除，水压爆破。

（十）既有线与复线建设中的爆破施工既有线的控制爆破，浅孔爆破，既有线和复线建设中的爆破防护。

（十一）爆破安全技术爆破工程分级，爆破安全距离，爆破产生的有害效应与防范。

（十二）爆破工程造价确定爆破工程造价的依据，造价计算。

三、实验内容1．雷管电阻参数测试。2．炸药爆速测试。3．爆破震动测试。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 40学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“爆破工程A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）炸药与爆炸的基本理论 3 3 1

（三）工业炸药 5 3 2 2

（四）起爆器和起爆方法 5 3 2 2

（五）岩石爆破作用原理 2 2 1

（六）隧道爆破技术 4 4 2

（七）深孔爆破 4 4 1

388

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（八）硐室爆破 2 2 1

（九）城市建筑物拆除爆破 4 4 2

（十）既有线与复线建设中的爆破施工 3 3 1

（十一）爆破安全技术 4 4 1

（十二）爆破工程造价 2 2

总 计 40 36 4 14

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：王海亮．铁路工程爆破．中国铁道出版社，20032．主要参考书：[1] 陶颂霖．爆破工程．冶金工业出版社，1979[2] 黄绍钧．工程爆破设计．兵器工业出版社，1996[3] 王鸿渠．多边界石方爆破工程．人民交通出版社，1994[4] 何广沂，朱忠节．拆除爆破新技术．中国铁道出版社，1998[5] 齐景狱．隧道爆破现代技术．中国铁道出版社，1995

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

389

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“爆破工程 B”教学大纲Blasting Engineering B

课程编号：08140002　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（岩土工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（岩土工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（岩土工程）的专业课、选修课。本课程涉及与公路、铁路和水利水电爆破工程密切相关的基本概念、基本理论、基本实验

以及常见的设计与施工方法。主要内容有炸药与爆炸的基本理论，工业炸药，起爆器材与起爆方法，岩石爆破作用原理，隧道爆破，深孔爆破，硐室爆破，城市建筑物拆除爆破，既有线及复线公路建设中的爆破施工，爆破安全技术和工程爆破造价等。通过本课程的学习，学生可掌握土木工程爆破中安全理论知识与有关规程，掌握炸药与爆破的基本理论以及常用的设计和施工方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学，土力学。2．后续课程：隧道工程，地下工程，边坡工程。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授，课堂讨论，实验教学。2．重点和难点：重点是岩石爆破作用原理，难点是炸药与爆炸基本理论，爆破安全技

术。（五）考核方式考查，开卷笔试，并参考课堂讨论、平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论爆破工程的研究对象，炸药与爆破技术的历史、现状与发展，爆破在公路、铁路、水利水

电和国防建设中的应用，国家有关爆破工程的安全规范。（二）炸药与爆炸的基本理论炸药与爆炸的基本概念，冲击波与炸药、爆轰的基本知识，炸药的起爆与性能。

（三）工业炸药工业炸药分类，铵锑类炸药，铵油系列炸药，乳化炸药，其它工业炸药。

（四）起爆器和起爆方法电力起爆法，非电力起爆法，塑料导爆管起爆系统，新型起爆器材。

（五）岩石爆破作用原理岩石爆破破碎的几种学说，单药包的爆破作用，体积公式，影响爆破效果的因素，光面

爆破和预裂爆破。（六）隧道爆破技术隧道爆破设计，周边孔的控制爆破技术，钻孔爆破施工工艺。

（七）深孔爆破390

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院深孔爆破施工工艺，爆破设计计算，微差爆破与挤压爆破。

（八）硐室爆破硐室爆破特点与设计要求，爆破类型选择与药包布置，爆破参数计算，路堑硐室爆破与

施工。（九）城市建筑物拆除爆破拆除爆破原理及药量计算，高耸建筑与钢筋混凝土框架结构拆除，水压爆破。

（十）既有线与复线建设中的爆破施工既有线的控制爆破，浅孔爆破，既有线和复线建设中的爆破防护。

（十一）爆破安全技术爆破工程分级，爆破安全距离，爆破产生的有害效应与防范。

（十二）爆破工程造价确定爆破工程造价的依据，造价计算。

三、实验内容1．雷管电阻参数测试。2．炸药爆速测试。3．爆破震动测试。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配建议见下表。“爆破工程 B”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）炸药与爆炸的基本理论 3 3 1

（三）工业炸药 4 2 2

（四）起爆器和起爆方法 5 3 2

（五）岩石爆破作用原理 2 2 1

（六）隧道爆破技术 4 4 2

（七）深孔爆破 4 4 1

391

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（八）硐室爆破 2 2 1

（九）城市建筑物拆除爆破 4 4 2

（十）既有线与复线建设中的爆破施工 2 2 1

（十一）爆破安全技术 4 4 1

（十二）爆破工程造价 2 2

总 计 34 34 4 14

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：王海亮．铁路工程爆破．中国铁道出版社，20032．主要参考书：[1] 陶颂霖．爆破工程．冶金工业出版社，1979[2] 黄绍钧．工程爆破设计．兵器工业出版社，1996[3] 王鸿渠．多边界石方爆破工程．人民交通出版社，1994[4] 何广沂，朱忠节．拆除爆破新技术．中国铁道出版社，1998[5] 齐景狱．隧道爆破现代技术．中国铁道出版社，1995

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

392

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“边坡工程”教学大纲Geotechnical Slope Engineering

课程编号：08140003　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据岩土工程专业、隧道工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象岩土工程、隧道工程专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是岩土工程和隧道工程专业的专业课程，通过本课程的教学，使学生学习岩土边

坡结构分析、力学分析方法和设计方法掌握边坡力学分析方法和设计方法，以及边坡加固与治理技术。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：工程地质，土力学，岩石力学。2．后续课程：边坡工程课程设计。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲述、课堂讨论、课外作业。2．重点：边坡的要素、破坏形式、边坡稳定性分析方法、各种挡土结构。3．难点：各种稳定性分析方法的实际应用，挡土结构设计与计算。

（五）考核方式考试，闭卷笔试、并结合平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）概述、边坡工程问题的提出（二）稳定性分析的连续介质力学方法、不连续面的作用岩石性质、强度，节理岩体性质和强度，水对边坡稳定性的影响,岩体分级体系。

（三）边坡工程建模工程地质测绘和调查方法，工程地质测绘和调查方法，岩体结构图的编绘。

（四）斜坡、边坡稳定性的评价和评估边坡极限平衡分析方法，平面滑动稳定性分析，平面及弧面滑动稳定性分析，楔形滑动

稳定性分析、有限元分析，工程地质对比分析及可靠性分析。（五）边坡监测监测技术，滑坡预报。

（六）边坡的合理设计原理、工程设计，路堤边坡设计，路堑边坡设计，浸水路基边坡和库岸边坡设计，边坡

稳定性系数取值和边坡工程加固。三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂讲述、课堂讨论、课外作业。

393

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院其学时分配见下表。

“边坡工程”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他概述边坡工程 2 2

边坡稳定性分析力学方法基础 4 4 1

边坡工程建模 4 4 1

边坡稳定性分析 6 6 1

边坡监测 4 4 1

边坡设计 6 6 2

总 计 26 26 6

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：暂缺。2．主要参考书[1] 赵明阶,何光春,王多垠．边坡工程处治技术[M]．人民交通出版社,2004[2] 黄求顺．边坡工程．重庆大学出版社[M]，2003[3] 崔政权，李宁．边坡工程．理论与实践最新发展[M]．中国水利水电出版社，1999[4] 柳厚祥．岩土边坡工程．长沙交通学院自编，1999

（制订人：陈文胜 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

394

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“地基处理”教学大纲Ground improvement

课程编号：08140010　　　学时/学分：34/2.0

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业岩土工程方向 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业岩土工程方向本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是土木工程专业岩土工程方向的专业课程，必修。通过本课程的教学，使学生了解工程建设中经常遇到的软土的工程特性及其改良与处治

方法。要求学生掌握软土的基本特性、各类地基处理方法的适宜条件、加固原理、设计程序和质量检验技术等，能力较强的学生可在某一方面进行专题论述。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：岩土工程勘察，工程地质，土质学与土力学。2．后续课程：基础工程，路面工程，建筑结构。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点：重点是各种地基处理工法，难点是处理后承载力与沉降量的理论计算。

（五）考核方式考查。

二、教学内容（一）总 论

1．绪论：地基处理的目的和意义、方法分类及应用范围、选用原则、施工管理与最新发展。2．地基处理监测与检验方法：概述、地基水平位移及沉降观测、地基应力测试、载荷试验、

静力触探试验、圆锥动力触探试验。（二）均质人工地基

1．换填垫层法：概述、垫层的作用、土的压实原理、垫层设计、粉煤灰垫层、垫层施工要点、质量检验、工程实例。

2．排水固结法：概述、排水固结法的原理、堆载预压法设计计算、砂井排水固结设计计算、真空预压设计计算、施工方法、真空-堆载预压法、质量检验、工程实例。

3．强夯法和强夯置换法：概述 、加固机理、饱和粘性土以及非饱和土的强夯加固微观机理、设计、施工、质量检验、工程实例。（三）复合地基

1．复合地基理论概要：复合地基的定义与分类、常用型式、用概念、竖向增强体复合地基承载力计算、水平向增强体复合地基承载力计算、复合地基沉降计算方法。

2．土挤密桩法和灰土挤密桩法：概述、施工、作用原理、质量检验、设计计算、工程实例。 3．砂桩法： 概述 、施工、加固原理、质量检验、设计计算、工程实例。4．碎石桩法：概述、碎石桩复合地基设计、振冲碎石桩法、质量检验、其他碎石桩法、工程

实例。 5．石灰桩法：概述 、施工、加固原理、质量检验、设计计算、工程实例。

395

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院6．水泥土搅拌法：概述、施工、加固机理、质量检验、室内外试验、工程实例、设计计算。 7．夯实水泥土桩法：概述、施工、设计、质量检验。8．高压喷射注浆法：概述 、施工、加固地基机理、质量检验、设计计算、工程实例。 9．水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法：概述、加固原理、设计计算、施工及质量检验、工程

实例。10．多元复合地基法：概述、加固原理、设计计算、施工及质量检验、工程实例。

（四）其他地基处理方法1．加筋法：定义与分类、施工工艺、加固原理、工程实例、设计计算。2．灌浆法：概述、施工及质量检验、加固原理、工程实例、设计计算 。3．特殊土地基处理：概述、液化地基处理、膨胀土地基处理、湿陷性黄土地基处理、工程

实例。4．既有建（构）筑物地基基础加固：概述、加固原理、设计计算、施工及质量检验、工程

实例。5．倾斜建（构）筑物纠偏：概述、加固原理、设计计算、施工及质量检验、工程实例。附录专业名词汉英对照表

三、教学环节及学时分配本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导和作业等，其学时分配见表。

“地基处理”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）1．绪论 1 1 1

2．地基处理监测与检验方法 2 2 1 习题 1

（二）1．换填法 1 1 1

续表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他2．排水固结法 2 2 1

3．强夯法 1 1 1

（三）1．复合地基理论概要 2 2 1

2．土挤密桩法和灰土挤密桩法 2 2 1

3．砂桩法 1 1 1

4．碎石桩法 2 2 1 习题 2

5．石灰桩法 1 1 1

6．水泥土搅拌法 2 2 1

396

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他2．排水固结法 2 2 1

3．强夯法 1 1 1

（三）7．夯实水泥土桩法 1 1 1

8．高压喷射注浆法 2 2 1

9．水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩） 2 2 1 习题 3

10．多元复合地基法 2 2 1

（四）1．加筋技术 2 2 1

2．灌浆法 2 2 1

3．特殊土地基处理 2 2 1

4．既有建（构）筑物地基基础加固 2 2 1 习题 4

5．倾斜建（构）筑物纠偏 2 2 1 习题 5

总 计 34 34 20

四、选用教材及主要参考书1．选用教材：郑俊杰.地基处理技术[M].武汉:华中科技大学出版社，20042．主要参考书：[1] 刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社，2002[2] 王星华.地基处理与加固[M].长沙:中南大学出版社，2002

（制定人：周德泉 审核人：张 军 批准人：王桂尧）

397

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“地下工程”教学大纲Underground Engineering

课程编号：08140011　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（岩土工程）2006版培养计划制订

（一）教学对象土木工程专业（岩土工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（岩土工程）的专业课、必修课。本课程主要讲述了地下工程主要建筑类型的规划、设计，包括地下铁道、地下停车场、地

下仓库及其他地下工程的有关技术，还介绍了地下工程的施工方法、施工工艺、地下工程的测试与监控技术、工程后的评估等方面的知识。通过对本课程的学习，学生要掌握地下工程的规划和设计基本方法以及地下工程的各种施工方法和工艺。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：土力学。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点：重点是城市地下工程的施工方法，难点是城市地下工程的施工工艺。

（五）考核方式考试，开卷考试，并参考平时听课提问情况。

二、教学内容（一）绪论主要介绍地下工程的概念、种类、计算理论发展简况以及我国地下工程发展现状。

（二）地下铁道地铁线路网的规划，地铁线路的组成和设计步骤，地铁车站类型、位置，地铁运营和防

灾。（三）地下停车场主要介绍地下停车场的形式与规划、技术标准与设计。

（四）地下仓库地下燃油库、燃气库的结构形式和特征，地下粮库和冷库的设计原则，以及它们的总体

布局及出入口的防护。（五）其他地下工程地下工程街道的平面布置、断面设计、结构设计，地下管道的基本类型，地下防护工程的

防护原则和人防工程的出入口布置。（六）明挖法地下工程明挖法施工中的敞口放坡、板桩、旋喷等施工方法和施工工艺，井点降水的设计

和计算要点。（七）盖挖逆筑法具有盖挖逆筑法明显特征的地下连续墙施工工艺，桩基的分类与施工。

398

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（八）浅埋暗挖法介绍在基于新奥法核心理论基础上的各种施工方法和施工工艺，其中包括管棚法、矿山

法、盾构法以及地下工程顶管法。（九）水域区施工介绍水域区施工常用的几种施工方法和施工工艺，比如沉井法、沉管法。

（十）冻结法介绍冻结法的使用条件和施工工艺。

（十一）地下工程的测试监控技术简约介绍地下工程测试监测技术的重要性以及常用的测试监测方法、手段和用途。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时 34学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，其

学时分配见下表。“地下工程”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导／课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他

（一）绪论 2 2

（二）地下铁道 2 2

（三）地下停车场 2 2

（四）地下仓库 2 2

（五）其他地下工程 2 2

（六）明挖法 4 4

（七）盖挖逆筑法 6 6

（八）浅埋暗挖法 6 6

（九）水域区施工 4 4

（十）冻结法 2 2

（十一）地下工程的测试监控技术 2 2

总 计 34 34

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：陶龙光，巴肇伦．城市地下工程．科学出版社，19992．主要参考书：[1] 陶龙光，巴肇伦．城市地下工程．科学出版社，1999[2] 关宝树，杨其新．地下工程概论．西南交通大学出版社，2001[3] 钱东升．公路隧道施工技术．人民交通出版社，2003

399

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

（制定人：蔡小林 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

400

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“地下工程计算机辅助设计”教学大纲Underground Engineering Computer Aided Design课程编号：08140012　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（隧道与地下工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（隧道与地下工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（隧道与地下工程）的专业课、选修课。本课程介绍 CAD在隧道与地下工程中的应用，有限元计算数值离散化理论，其中包括

杆系有限元和弹性有限元的基本计算理论，有限元理论在计算机模型中的应用，主要介绍有限 元 软 件 FINAL 的 前 处 理 建 摸 、 计 算 和 后 处 理 ， 还 讲 解 了 其 它 工 程 软 件 ，Matlab，Ansys，flac等在隧道与地下工程中的应用。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：隧道工程，地下工程施工。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授和上机。2．重点和难点：重点是掌握使用大型通用计算机软件，难点是建摸、计算及结果分析。

（五）考核方式考查，闭卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）CAD在隧道与地下工程中的应用

CAD的简单介绍，隧道与地下工程中 CAD如何制图，开发应用。（二）有限元理论在隧道与地下工程中的应用主要介绍杆系结构有限元离散化计算理论；常用的平面弹性有限单元及其计算理论。

（三）FINAL大型通用程序应用介绍 FIANL计算的前处理、计算及后处理方法。实际工程计算范例的计算与分析。

（四）工程软件Matlab，Ansys，flacMatlab，Ansys，flac软件的使用及在隧道与地下工程中的应用。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 26学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“地下工程计算机辅助设计”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/ 备 注

401

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院课外实践讲课 实验 上机 其他

（一）CAD在隧道与地下工程中的应用 6 6

（二）有限元理论在隧道与地下工程中的应用 6 6

（三）FINAL大型通用程序应用 8 8

（四）工程软件Matlab，Ansys，flac 6 6

总 计 26 26

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：待定。2．主要参考书：[1] 吴鸿庆．结构有限元分析．中国铁道出版社，2000[2] 潘昌实．隧道力学数值方法．中国铁道出版社，1995[3] SWOBODA．FINAL技术手册．2001[4] 赵更新．土木工程结构分析程序设计．中国水利水电出版社，2002

（制订人：蔡小林 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

402

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“地下工程施工”教学大纲Underground Engineering Construction课程编号：08140013　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（隧道与地下工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（隧道与地下工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（隧道与地下工程）的专业课、必修课。本课程介绍地下工程开挖方案和开挖方法、开挖和支护的设计与施工方法以及如何编制

工程施工组织设计说明书等。学生通过学习该课程后，能根据地下工程与岩土的作用机制正确选择开挖施工方案及施工设计，能根据地下工程开挖方案设计施工参数确定支护设计参数，能编制一般工程施工组织设计说明书。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：隧道工程、岩石力学、地下空间规划与建筑结构。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点：重点是地下工程开挖方案、开挖方式，岩土地层开挖和支护的设计与施

工方法，难点是如何编制工程施工组织设计说明书。（五）考核方式考查，闭卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论介绍地下建筑的各种类型，地下建筑施工方法的分类，影响地下建筑施工方法的主要原

因、开挖方案及施工工序。（二）开挖方案介绍支撑的形式、作用，软土和岩石地层不同的施工特点、开挖方案及各种方案的优缺点。

（三）岩石地层主要施工方法介绍岩石掘进的机具设备、爆破炸药的主要性能、雷管、装药结构及起爆连接方式；爆破

参数设计方法及步骤；TBM施工方法简介。（四）软土地层主要施工方法介绍软土掘进的各类机具设备和施工方案；井点降水和支护结构中各种能数的设计；各

种地层加固措施及辅助施工方法。（五）岩土变形与稳定性介绍开挖对周围地层造成的影响，变形与稳定性的关系，变形的预报；岩土工程易失稳

部位，地层变形的监测方法。（六）信息化施工介绍新奥法施工的基本原理，反分析施工法，锚喷支护的分类及特点。

403

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（七）相关工程施工方法介绍明挖施工工艺、护壁施工的原理、地下连续墙的施工工艺。

（八）特殊地层的施工介绍在破碎松散地层、多对地层、膨胀地层等特殊地层条件下施工及应采取的工程具体措

施。冻结法简介，水域区施工的沉井法、沉管法及围堰法简介。（九）安全和劳动条件介绍分析可能导致施工事故的各种原因及应采取的施工技术安全措施；工作面通风的目

的、原因、方法及通风设备选择的步骤；工作面防尘的有效措施。三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“地下工程施工”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）开挖方案 2 2 1

（三）岩石地层主要施工方法 4 4 1

（四）软土地层主要施工方法 6 6 2

（五）岩土变形与稳定性 6 6 2

（六）信息化施工 6 6 2

（七）相关工程施工方法 4 4 1

（八）特殊地层的施工 2 2 1

（九）安全和劳动条件 2 2 1

总 计 34 34 11

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：黄成光．公路隧道施工．人民交通出版社，20012．主要参考书：[1] 王建宇．地下工程喷锚支护原理和设计．中国铁道出版社，1980[2] 八寻晖夫．地下工程高压喷射技术．水利电力出版社，1988[3] 韩瑞庚．地下工程新奥法．科学出版社，1987[4] 徐城，白洪才．地下工程支护结构．水利水电出版社，2002

404

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院[5] 夏明耀．地下工程设计施工手册．中国建筑工业出版，1999[6] 美国钢筋混凝土学会．喷射混凝土在地下工程支护中的应用（第一集）．冶金工业出

版社，1979[7] 于书翰．隧道施工（地下工程与隧道工程专业用）．人民交通出版社，1999

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

405

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“地下结构抗震与防护”教学大纲Underground Structure Anti-seismic & Defense课程编号：08140014　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（隧道与地下工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（隧道与地下工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（隧道与地下工程）的专业课、选修课。本课程介绍应力波在固体介质中传播，地震成因及其引起的地面运动反应，地震反应谱

概念，地震作用下隧洞的动应力效应，爆炸应力波的产生，爆炸应力波在岩土介质中的传播特征与衰减规律，以及爆炸荷载下隧洞的稳定分析。学生通过本课程的学习，掌握地下结构抗震与防护的基本知识，能进行简单的地下工程抗爆抗震设计。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：隧道工程，地下工程。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授。2．重点和难点：重点是应力波在岩土介质中的传播，难点是地震作用下地下结构计算。

（五）考核方式考查，闭卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论应力波的基本概念，应力波的产生、分类，应力波理论的应用。

（二）应力波基础一维弹性应力波的运动方程，纵波的传播特征，一维剪切波，一维弹性波的反射；无限

介质中波的控制方程，体波和 SH波；弹性波斜入射时反射与透射。（三）地震基本概念地震成因，地震动三要素，地震地面运动的反应时程和反应谱。

（四）岩土介质中的爆炸应力波爆炸应力波的传播特征与衰减规律，成层介质中的应力波传播。

（五）地震作用下隧洞的动应力效应地震波引起衬砌结构的应力状态，地震作用下地下结构衬砌计算的基本原则。

（六）爆破荷载作用下的隧洞稳定性分析爆破作用下隧洞围岩的动应力场，地下结构抗爆设计与计算。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配406

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“地下结构抗震与防护”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）应力波基础 6 6 2

（三）地震基本概念 8 8 1

（四）岩土介质中的爆炸应力波 4 4 2

（五）地震作用下隧洞的动应力效应 8 8 1

（六）爆破荷载作用下的隧洞稳定性分析 6 6 2

总 计 34 34 8

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：待定，自编讲义。2．主要参考书：[1] 李志业，曾艳华．地下结构设计原理与方法．西南交通大学出版社，2003[2] 杨桂通．土动力学．中国建筑工业出版社，2000[3] 李华晔．地下洞室岩稳定性分析．中国水利水电出版社，1999[4] 戴俊编．岩石动力学特征与爆破理论．冶金工业出版社，2002[5] 清华大学．地下防护结构．建筑工业出版社，1982

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

407

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“地下空间规划与建筑结构”教学大纲Under-space Plan & Underground Structure课程编号：08140015　　　学时/学分：52/3

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业（隧道与地下工程）2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业（隧道与地下工程）本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业（隧道与地下工程）的专业课、必修课。本课程以地下空间的规划和地下建筑结构为主要内容，涉及城市地下空间总体规划的一

般原则和地下建筑结构设计的基本原理与设计计算方法等内容。学生通过该课程的学习能够了解地下空间开发利用规范与设计的基本理论，掌握城市地下空间开发利用总体规划的原理、方法，能够以总体规划为指导，掌握各类地下工程的规划原理、方法，了解地下建筑结构的概念和作用，熟悉土层和岩石中地下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容，了解地下结构的结构选型和设计计算内容，为从事城市规划设计与城市建设及管理方面的工作打下坚实的基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：岩石力学、结构力学、钢筋混凝土结构。2．后续课程：地下工程施工、地下结构抗震与防护。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论。2．重点和难点：重点是地下建筑结构设计的基本原理，难点是地下空间总体规划的一

般原则。（五）考核方式考试，闭卷笔试，并参考平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）绪论介绍城市地下空间开发利用的历史、现状及发展趋势，地下建筑工程的功用、特点、结构

形式和适用环境。介绍城市地下空间总体规划的基本原理、与城市总体规划的关系、规划成果的组成。（二）地铁的规划与设计介绍地铁规划的基本方法、地铁车站的规划与设计技术。

（三）地下车库的规划与设计介绍地下车库建筑设计的基本技术以及与动态交通系统的衔接设计。

（四）地下贮库的规划与设计介绍地下燃油、燃气库，地下粮库与冷库的概念及规划设计方法、技术。

（五）其它地下工程介绍地下街规划的基本原理以及地下街建筑设计的基本原理。共同沟的规划与设计和人

民防空工程的规划与设计。（六）地下建筑环境及灾害防护408

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院介绍地下建筑的空气环境、光、声环境及心理环境等的概念及改善方法，地下建筑的火灾、

水害及地震灾害等的防护方法。（七）浅埋式结构介绍浅埋式结构的型式、应用和设计要求。矩形框架结构的结构特点、计算简图、内力与变

形；地铁车站结构（多层多跨结构）的构造特点、设计与计算的考虑。（八）附建式地下结构介绍地下室的功用、与基础的关系、设计计算的主要问题和结构类型。梁板式地下室的结

构选型，荷载计算，计算简图和内力计算，构造配筋与构造；桩箱、桩伐基础等不同上部结构下的地下室结构及其荷载、内力计算方法；考虑人防要求的地下室结构人防荷载特点和计算方法、人防地下室的设计内容和计算方法，口部处理；地下室与上部结构地设计与施工中考虑的共同作用、主楼与地下室之间的连结、厚底板大体积混凝土的浇筑。（九）盾构隧道和顶管隧道介绍盾构隧道和顶管隧道的功用、特点和适用范围，设计计算内容。盾构隧道的结构类型，

荷载确定，计算理论，计算简图，内力计算，构造和配筋；顶管隧道的结构类型，荷载确定，计算理论，计算简图；内力计算，构造和配筋。（十）沉井结构和沉管结构介绍沉井和沉管的概念、适用范围和特点。沉井的结构类型和构造，设计计算内容，荷载

计算，主要构件的设计计算和构造配筋，设计计算的若干问题；沉管结构的类型和构造，结构设计，管理段连接和防水技术。（十一）喷锚结构介绍喷锚支护的概念、喷锚支护的作用、新奥法施工原理，结构的作用原理、现行的设计

方法。围岩分类的依据、方法与规范分类表的使用；喷锚支护的设计的一般规定、锚件支护设计、喷射混凝土支护的设计；施工阶段的地质调查、量测信息反馈。围岩稳定性的验算、局部失稳的验算。（十二）基坑围护工程介绍基坑工程的概念、形式和设计要求。水泥土围护结构的概念、方案设计，强度稳定性和

抗渗能力的验算,变形的估计；地下连续墙结构的概念、方案设计、稳定性验算、结构的受力与变形；其他类型的维护结构如钢板桩支护结构、桩板式支护结构、柱列式支护结构、土钉墙支护等；支撑结构体系的概念、型式、构造要求、钢支撑、钢筋混凝土支撑、锚固支撑。三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 52学时，教学环节包括课堂教学、课外辅导、作业等，

其学时分配见下表。“地下空间的规划与建筑结构”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一）绪论 2 2

（二）地铁的规划与设计 2 2 2

（三）地下车库的规划与设计 4 4 2

409

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（四）地下贮库的规划与设计 4 4 1

（五）其它地下工程五 4 4 1

（六）地下建筑环境及灾害防护 4 4 1

（七）浅埋式结构 4 4 2

（八）附建式地下结构 6 6 2

（九）盾构隧道和顶管隧道 6 6 2

（十）沉井结构和沉管结构 8 8 2

（十一）喷锚结构 4 4 2

（十二）基坑围护工程 4 4 2

总 计 52 52 19

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：待定，自编讲义。2．主要参考书：[1] 本编写组．地下建筑规划与设计．建筑工业出版社，1981[2] 陈立道，朱雪岩．城市地下空间规划理论与实践．同济大学出版社，1997[3] 孙钧，侯学渊．地下结构（上、下册）．科学出版社，1987[4] 耿永常．城市地下空间建筑．哈尔滨工业大学出版社，2001[5] 关宝树．地下空间利用．四川财经学院出版社，1989[6] 重庆建筑工程学院，同济大学，哈尔滨建筑工程学院，天津大学合编．岩石地下建筑

结构．中建筑工业出版社，1982

（制订人：徐泽沛 审核人：吴从师 批准人：王桂尧）

410

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“钢结构基本原理”教学大纲The Principle of steel structure design

课程编号：08140017　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业本科三年级学生。

（二）教学目的与要求：本课程是土木工程专业的技术基础课程，必修。钢结构是研究工程钢结构构件的计算理论和方法的科学，本课程主要讲叙钢结构设计的

基本原理，系统介绍钢结构的特点和应用、连接构造和基本构件的工作性能和计算方法，是一门承上启下的专业基础课，为以后从事钢结构方面的工作奠定基础。通过理论学习和设计计算训练，学生应掌握钢结构材料的工作性能，掌握钢结构基本构

件及连接的性能、受力分析与设计计算，了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点，了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：理论力学，材料力学，结构力学，建筑材料。2．后续课程：钢结构设计。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：（1）课堂教学：教师讲授为主，理论教学采用多媒体辅助教学，并辅以全程网络教学

手段，便于学生理解。（2）利用现代化教学手段：如幻灯片、投影仪、录音、录像和多媒体课件等。（3）现场教学：有条件时组织学生参观、实地操作学习。（4）通过辅导答疑，帮助学生更好地掌握所学的基本理论和基本知识。2．重点和难点。重点：钢结构连接的典型形式、构造、工作性能和破坏特征及其计算；钢结构基本构件的

工作原理和计算方法。应掌握钢结构的特点及应用范围，根据具体条件和适用要求，正确地选用钢材；掌握对

接焊缝、角焊缝连接的构造和计算；掌握普通螺栓、高强螺栓连接的工作性能和计算；掌握轴心受力构件强度和刚度计算；掌握轴心受力构件整体稳定计算方法；掌握实腹柱和格构柱轴心受压构件的截面选择和验算方法，掌握钢梁的强度和刚度计算；掌握一般钢梁腹板加劲肋的设计方法；掌握型钢梁和组合梁的设计；掌握拉弯构件和压弯构件的强度和刚度验算；掌握压弯构件整体稳定的计算方法。难点：复杂应力作用下钢材的屈服条件，钢材疲劳；普通螺栓连接的计算方法及其与高

强度螺栓连接的工作状态和计算方法的不同点；对连接传力过程的正确理解；稳定承载力问题及其与强度问题的区别；组合钢梁腹板加劲肋的设计与考虑腹板屈曲后强度的梁的设计；格构式轴心受压构件的换算长细比问题；压弯构件整体稳定的计算方法等。（五）考核方式本课程为考试课，考核方式为平时考勤及听课情况、作业与期末闭卷笔试相结合：平时

考勤及作业共占总成绩的 20％，期末考试占总成绩的 80％。411

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

二、教学内容（一）绪论理解钢结构设计方法；了解钢结构的发展概况；掌握钢结构的特点及应用范围。

（二）钢结构的材料了解钢材在不同条件下可能发生的两种破坏形式，为了防止脆性破坏，钢结构对选用材

料的要求。掌握钢材受拉、受压及受剪性能，冷弯性能和冲击韧性；理解各种因素对钢材主要性能的影响。（三）钢结构的连接了解钢结构的连接方法、焊接方法、焊缝类型和质量级别；掌握对接焊缝、角焊缝连接的

构造和计算；理解残余应力和残余变形的概念，对结构的影响以及减免不利影响的措施；掌握普通螺栓、高强螺栓连接的工作性能和计算。（四）轴心受力构件了解轴心受力构件的概念、应用、截面形式和计算内容；掌握轴心受力构件强度和刚度计

算；理解影响轴心受压构件临界力的主要因素，以及提高轴心受压构件整体稳定承载力的方法；掌握整体稳定计算方法；理解局部稳定及宽厚比限值的概念；掌握局部稳定的计算方法；掌握实腹柱和格构柱轴心受压构件的截面选择和验算方法，会计算格构式构件的缀件；了解柱头和柱肢设计。（五）受弯构件了解钢梁的概念、应用、截面形式和计算内容；掌握钢梁的强度和刚度计算；理解钢梁整

体稳定的概念；掌握《规范》规定的验算方法；理解钢梁局部稳定的概念；掌握一般腹板加劲肋的设计方法；理解考虑腹板屈曲后强度的梁的设计特点；掌握型钢梁和组合梁的设计。（六）拉弯构件和压弯构件了解拉弯和压弯构件的概念、应用、截面形式和计算内容等；掌握拉弯构件和压弯构件的

强度和刚度验算；了解压弯构件整体稳定的概念、影响因素；掌握压弯构件整体稳定的计算方法；实腹式压弯构件的板件局部稳定验算；压弯构件（框架柱）的设计；了解偏心受压柱头和柱脚的设计特点。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括讲课、课堂讨论、案例教学、课外

辅导、课外实践等，其学时分配见下表。“钢结构基本原理”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 课堂讨论 案例教学（一）绪论 2 2 课程教学

期间每周安排 1次

（二）钢结构的材料 4 4

（三）钢结构的连接 10 8 1 1

412

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

集中辅导答疑

（四）轴心受力构件 6 5 0.5 0.5

（五）受弯构件 8 7 0.5 0.5

（六）拉弯和压弯构件 4 4

总 计 34 30 2 2

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：丁阳．钢结构设计原理[M]．天津：天津大学出版社，20042．主要参考书：[1] 赵风华，黄金林.钢结构设计原理[M]．北京：高等教育出版社，2005[2] 沈祖炎，陈扬骥，陈以一．钢结构基本原理[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002[3] 王肇民．建筑钢结构设计[M]．上海：同济大学出版社，2001[4] 王新堂，王秀丽．钢结构设计[M]．上海：同济大学出版社，2005[5] 陈志华．建筑钢结构设计[M]．天津：天津大学出版社，2004[6] 魏明钟．钢结构[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2004

（制定人：付 涛 审核人：雷光宇 批准人：王桂尧）

413

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“钢结构设计”教学大纲design for steel construction

课程编号：08140018　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业建筑工程方向本科四年级学生。

（二）教学目的与要求：本课程是土木工程专业建筑工程方向学生的专业课，必修。本课程主要介绍单层钢结构设计、多层钢结构设计和高层钢结构设计，并阐述了预埋件、

钢结构防护及施工验收等内容。学生通过本课程的学习，了解建筑钢结构的各种形式，全面掌握建筑钢结构工程设计的基本原理。通过本课程的学习，学生应了解厂房钢结构、屋盖钢结构、多层钢结构、钢与混凝土组合

板结构、高层钢结构等各种钢结构的形式与特点；掌握单层、多层和高层钢结构建筑的设计原理与方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：结构力学，钢结构基本原理。2．后续课程：钢结构课程设计，毕业设计。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：教师讲授为主，理论教学采用多媒体辅助教学，有条件时组织学生参观、实地操作学习。2．重点和难点：重点：建筑钢结构设计特点；厂房钢结构设计；多层钢框架结构设计。应掌握钢结构设计的计算方法、普通钢屋架结构设计、多层钢结构的荷载效应和组合、高

层钢结构的体系和布置、钢结构的防护措施。难点：屋架构件计算长度的确定；连接的构造设计。

（五）考核方式本课程为考查课，考核方式为平时考勤及听课情况、作业与期末笔试相结合：平时考勤

及作业共占总成绩的 40％，期末笔试占总成绩的 60％。二、 教学内容（一）钢结构设计概论了解钢结构的特点和应用，熟悉钢结构设计的思想和技术措施，掌握钢结构设计的计算

方法和规定，了解钢结构设计的发展方向。（二）单层厂房钢结构设计熟悉单层厂房钢结构体系，掌握厂房普通钢屋架结构的设计方法，了解特殊钢屋架结构；

熟悉框架柱的计算特点和吊车梁结构体系。（三）多层钢结构设计熟悉多层钢结构体系，掌握多层钢结构的荷载效应和组合，了解多层钢结构的内力分析

和连接构造；了解钢与混凝土组合板和组合梁的工作原理及计算理论。（四）高层钢结构设计414

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院熟悉高层钢结构的体系和布置、高层钢结构的荷载及效应组合，了解高层钢结构的内力

与位移分析方法，了解高层钢结构的构件及节点设计。（五）钢结构防护、预埋件及施工验收了解预埋件设计方法，熟悉钢结构的防护措施，了解钢结构的施工及验收程序。

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括讲课、课堂讨论、案例教学、课外

辅导、课外实践等，其学时分配见下表。“钢结构设计”课程教学学时分配表

教学内容 总学时

其 中 课外实践 备 注讲课 课堂讨论 案例教学（一）钢结构设计概论 4 4

课程教学期间每周安排 1 次集中辅导答疑

（二）单层厂房钢结构设计 12 10 1 1 参观钢厂房（三）多层钢结构设计 8 7 1 参观实际建筑（四）高层钢结构设计 6 6 参观实际建筑（五）钢结构防护、施工验收 4 3 1 参观实例做法

总 计 34 30 2 2

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：陈志华．建筑钢结构设计[M]．天津：天津大学出版社，20042．主要参考书：[1] 赵风华，黄金林.钢结构设计原理[M]．北京：高等教育出版社，2005[2] 王新堂，王秀丽．钢结构设计[M]．上海：同济大学出版社，2005[3] 王肇民．建筑钢结构设计[M]．上海：同济大学出版社，2001[4] 魏明钟．钢结构[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2002[5] 夏志斌，姚谏．钢结构—原理与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004

（制定人：付 涛 审核人：雷光宇 批准人：王桂尧）

415

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“钢筋混凝土与砖石结构A”教学大纲 Structure of reinforced concrete and brick课程编号：08140019　　　学分/学时：68/4

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业岩土工程方向本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是岩土工程专业方向的技术基础课程，必修。该课程通过对钢筋混凝土结构用材料的力学性能分析和基本构件的受力特性研究，其目

的在于培养学生掌握工程建设中钢筋混凝土结构构件设计的基本理论和基本知识，能正确理解结构构件的各种构造措施与方法，能正确分析工程建设中一般混凝土结构的技术问题，为学习有关专业课和进行钢筋混凝土结构设计打下牢固的基础。（三）主要先修课程与后续课程

1．先修课程：材料力学、结构力学、房屋建筑学。2．后续课程：地下工程、边坡工程。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂考试与讨论、大作业。2．重点和难点：重点：掌握材料力学性能，基本构件的计算方法，构件裂缝和变形验算；难点：构件设计中的构造措施与方法，梁板结构的设计。

（五）考试方式闭卷考试为主，并参考课堂考试成绩、平时作业、听课到勤、学习态度等情况。

二、教学内容（一）绪论结构、钢筋混凝土结构的基本概念；砼结构的应用与发展概述；本课程的特点与学习方

法。（二）混凝土结构用材料的性能钢筋、混凝土的力学性能；材料应力应变曲线及混凝土破坏机理；钢筋与混凝土的粘结

性能及保证措施。（三）钢筋混凝土结构设计方法和轴心受力构件正截面承载力计算简介结构概率极限状态设计方法等有关概念；轴心受拉及轴心受压钢筋混凝土构件正截

面承载力计算。（四）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面受力特征，梁正截面受力的三个阶段特点；单筋、双筋、T形截面承载力

计算方法；配筋率与破坏形式的内在关系；截面复核与构造措施。（五）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏特征；无腹筋梁与有腹筋梁斜裂缝发展的差异；梁斜截

面承载力计算公式及适用范围；抵抗弯矩图，钢筋弯、断要求；箍筋构造要求。（六）钢筋混凝土受扭构件承载力计算416

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院受扭构件基本概念；开裂扭矩；剪扭构件承载力计算；抗扭钢筋形式及构造要求。

（七）钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算偏心受力构件类型及大小偏心的判别；偏压构件正截面承载力计算；偏拉构件正截面承

载力计算；偏心受力构件的构造要求。（八）钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性裂缝原因及防治措施；钢筋混凝土耐久性概念；构件裂缝宽度验算；受弯构件挠度验算。

（九）预应力混凝土构件设计预应力混凝土的基本知识；预应力混凝土构件设计的一般规定；预应力轴心受拉构件应

力分析与计算；预应力受弯构件应力分析计算；预应力混凝土构件的构造要求。（十）梁板结构设计梁板结构概述；整体式单向板梁板结构的内力计算与设计；整体式双向板梁板结构的分

析与设计；装配式梁板结构设计要点；整体式楼梯和雨篷的设计简介。三、实验内容无，安排在“结构试验”课程中。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时 68学时，教学环节包括课程教学、课内测验与讨论、课堂

大作业讲解，课外辅导、作业，另安排 1.5周的课程设计，其学时分配见下表。“钢筋混凝土与砖石结构A”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一） 4 4 1

（二） 4 4 1

（三） 6 6 1

（四） 11 11 4

（五） 9 7 2 4

（六） 4 4 1

（七） 8 8 2

（八） 4 4 1

417

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院续表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（九） 8 8 2

（十） 10 10 4

总 计 68 66 2 21

五、选用教材及主要参考书1．选用教材：[1] 沈蒲生．混凝土结构设计原理．第二版．高等教育出版社，2005 [2] 沈蒲生．混凝土结构设计．第二版．高等教育出版社，20052．主要参考书[1] 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）．中国建筑工业出版社，2002[2] 叶列平．混凝土结构．清华大学出版社，2002[3] 戴自强．钢筋混凝土结构设计原理．天津大学出版社。2002[4] 腾智明．钢筋混凝土基本构件．第二版．建筑工业出版社 [5] 河海大学，天津大学，同济大学合编．钢筋混凝土结构基本原理．中国建筑工业出版

社，2003

（制订人：卜乐奇 审核人：雷光宇 批准人：王桂尧）

418

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“钢筋混凝土与砖石结构 B”课程教学大纲Reinforced Conerete 、brick and stone structure课程编号：08140020　　　学时/学分：52/3

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业道路工程方向 2006年版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业道路工程方向本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是土木工程专业道路工程方向的专业技术基础课，必修课。通过本课程的教学，使学生掌握一般工程结构基本构件的设计计算理论与方法，为学习

有关专业课程以及在今后工作中进行一般土木工程的设计计算打下必要的基础；通过本课程的学习，使学生掌握结构设计计算的基本方法，熟悉所用材料的物理力学特性；对工程中常见的钢筋混凝土受弯、受压等构件的受力过程、破坏形态有明确的认识，并能进行设计计算。通过课程设计，掌握钢筋混凝土简支梁的设计计算方法。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：工程制图、建筑材料、理论力学、材料力学及结构力学（静力学）等。2．后续课程：桥梁工程及其它专业课。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂教学、课堂讨论。2．重点和难点。重点为：（1）钢筋混凝土及预应力混凝土结构两部分。要求学生熟练地掌握各种基本构

件的设计计算方法，并培养学生运用桥梁设计规范及有关手册的能力。（2）钢筋混凝土材料的主要物理力学性能。（3）钢筋混凝土受弯构件和受压构件。在讲清理论分析的基础上，详细介绍构件的设计计算方法，并通过实验、习题、课程设计等环节，使学生能熟练地掌握受弯构件及受压构件的设计计算及方法。（4）预应力混凝土结构的特点及受弯构件的设计计算方法。难点为：（1）钢筋混凝土、预应力混凝土构件是由两种不同性能材料组成，其受力性能

复杂，强度和变形规律在很大程度上依靠大量试验资料的统计分析给出的经验关系。因此，其设计计算公式多为半理论半经验公式。恰当地分析试验成果，正确地理解其受力性能，建立较符合实际受力情况的力学计算图式，成为结构构件设计计算理论的关键和学习的难点。（2）数学、力学等先修课程的问题往往有唯一的解答，而本课程的结构构件设计却是多方案的，需综合考虑安全、可靠、适用、经济及施工可行性等多方面的因素。因此，要使学生由理论学习转变到理论与实践结合紧密的工程构件设计，也就是提高分析问题，解决工程实际问题的能力，这是学生学习方法、思维方式的转变，也是学习本课程的难点。（五）考核方式考试，采用闭卷方式，综合平时成绩（以作业、实验和课堂听课情况给定）。

二、教学内容（一）钢筋混凝土的基本概念及材料的物理力学性能钢筋及混凝土材料的物理力学性能，理解钢筋混凝土的基本概念，了解其优缺点。掌握

混凝土强度和变形的基本概念及特点，如混凝土的拉、压强度、应力应变曲线特征、弹性模量、419

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院收缩、徐变等，掌握钢筋的应力应变曲线特征、常用钢筋的级别和品种及其主要物理力学指标。理解混凝土与钢筋之间的粘结性能、混凝土与钢筋共同工作的原理。

（二）结构按极限状态法设计计算的原则掌握概率极限状态法设计的基本概念，结构的功能要求和极限状态、结构的失效概率与

可靠指标，现行《公桥规》计算原则，材料强度取值与作用、作用的代表值和作用效应组合。（三）受弯构件的截面承载力计算掌握受弯构件的截面形式与构造要求，受弯构件正截面受力全过程和破坏特征，受弯构

件正截面承载能力计算的基本原则,单筋、双筋矩形截面受弯构件基本公式及适用条件、计算方法，T形截面受弯构件的分类、基本公式及使用条件、计算方法。（四）受弯构件斜截面承载力计算掌握受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态，影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素，

受弯构件斜截面抗弯、抗剪强度，全梁承载能力校核与构造要求。（五）受扭构件承载力计算了解纯扭构件的破坏特征和承载力计算,在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的承载力计

算、Ｔ形和 I形截面受扭构件，箱形截面受扭构件构造要求。（六）轴心受压构件的承载力计算掌握配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件,配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件。

（七）偏心受压构件的承载力计算掌握偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态、偏心受压构件的纵向弯曲,矩形、了解工字

形、T形、箱形和圆形截面偏心受压构件。（八）受核构件的承载力计算了解轴心受拉构件的承载力计算,偏心受拉构件的承载力计算。

（九）钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算掌握受弯构件的换算截面、应力计算、受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度验算、受弯构件的

变形（拱度）验算。（十）局部承压了解局部承压的破坏形态和破坏机理,局部承压强度提高系数,局部承压区的计算。

（十一）深受弯构件了解破坏形态，深受弯构件的特点、深受弯构件的计算。

（十二）预应力混凝土结构的基本概念及其材料掌握基本原理，预加应力的方法与设备，预应力混凝土结构的材料，预应力混凝土结构

的三种概念。重点为预应力混凝土的基本概念、预加应力的方法、预应力混凝土材料。（十三）预应力混凝土受弯构件的设计与计算掌握受力阶段，预应力混凝土受弯构件的承载力计算，预加力的计算与预应力损失的估

算，预应力混凝土受弯构件的应力计算，预应力混凝土受弯构件的抗裂验算，变形计算，端部锚固区计算，预应力混凝土简支梁设计。重点为预应力混凝土受弯构件的主要受力阶段，预应力混凝土受弯构件的承载力计算，张拉控制应力和预应力损失，预应力混凝土简支梁的设计。（十四）部分预应力混凝土受弯构件了解部分预应力混凝土结构的受力特性、发展与特点，允许开裂的部分预应力混凝土受

弯构件的计算，允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的设计，构造要求。（十五）无粘结预应力混凝土受弯构件简介了解无粘结预应力混凝土受弯构件受力性能，无粘结部分预应力混凝土受弯构件的计算，

420

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院无粘结部分预应力混凝土受弯构件的截面设计、构造。（十六）圬工结构的基本概念与材料了解基本概念，材料种类，砌体的强度与变形。

（十八）圬工结构构件的承载力计算了解计算原则，受压构件的承载力计算，截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计

算。三、实验内容为加强学生对理论问题的深入认识，并培养学生初步测试及整理试验数据的能力，在教

学过程中安排一定的实验课。重点在钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验，观测正截面应力分布，裂缝的出现及开展，挠度变化及破坏特征等。实验单独开设，见实验大纲。四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 52学时，教学环节包括课堂教学、课堂讨论、课外辅导、

作业讲解等，其学时分配见下表。

“钢筋混凝土与夸石结构 B”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他第一章 4 4

第二章 4 4 1

第三章 13 8 4 1 4

第四章 9 9 4

第五章第六章 4 4 1

第七章 8 8 3

第八章第九章 4 4 1

第十章第十一章第十二章 4 4 1

其它章节 2 2

总 计 52 47 4 1 15

注：其他栏是指包含课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。

421

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

五、选用教材及主要参考书1．选用教材叶见曙．结构设计计算原理．人民交通出版社，20052．主要参考书：[1] 中华人民共和国标准局．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62—

2004）．北京：人民交通出版社，2004[2] 中华人民共和国行业标准．圬工桥涵设计规范．北京：人民交通出版社，2004[3] 中华人民共和国行业标准．公路桥涵设计通用规范．（JTG D60—2004）．北京：人

民交通出版社，2004[4] 过镇海．钢筋混凝土原理．清华大学出版社，2005[5] 马芹永．混凝土结构基本原理．机械工业出版社，2005 [6] 东南大学，同济大学，天津大学合编．混凝土结构．中国建筑工业出版社，2003[7] 朱彦鹏．混凝土结构设计原理：学习指导．重庆大学出版社，2004

（制定人：杨美良 审定人：张克波 批准人：王桂尧）

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“高层建筑基础”教学大纲Foundation of High-rise Building

课程编号：08140021　　　学时/学分：34/2

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程类岩土工程、建筑工程专业本科生。

（二）教学目的与要求本课程是土木工程专业的学生选修的一门专业课。根据高层建筑的特征选用与高层建筑

要求相适应的基础形式、设计理论与施工方法。高层建筑与多层建筑相比的主要特征是层数多、高度高、荷载大。多层建筑惯用的基础形式、设计理论与施工方法不能简单地搬用于高层建筑。所以作为土木工程专业的技术人员为了满足高层建筑发展的实际需要，要求在掌握一般建筑物地基基础设计的基础上掌握高层建筑工程分析与设计。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：结构力学，钢筋混凝土结构，工程地质，土力学与基础工程。2．后续课程：毕业设计。

（四）教学方式与重点与难点1．教学方式：教学以理论结合实践的方式进行。2．重点与难点：通过本课程的教学，掌握高层建筑各种基础形式的特点、计算方法和设

计要求，在介绍基本理论的同时强调培养学生的设计能力。教学内容中，设计实例分析为重点，设计理论的理解为难点。（五）考核方式本课程是考查课程，考核成绩为平时成绩与大作业成绩综合。

二、教学内容（一）绪论高层建筑中基础工程的地位，高层建筑中基础工程特点及类型，高层建筑中基础设计方

法的进展。 （二）梁式基础梁式基础简化计算方法，文克尔地基上梁的计算，地基上梁的有限差分法，柱下条形基

础设计。（三）筏板基础设计要求，筏板基础计算，筏板基础设计实例分析。

（四）箱形基础埋置深度与构造要求，地基计算，箱形基础结构设计，箱形基础设计实例分析。

（五）桩基础高层建筑适用桩型的选择，桩基础计算，高层建筑桩筏、桩箱基础设计。

（六）上部结构与地基基础的共同作用 共同作用分析方法，上部结构与桩筏、桩箱基础的共同作用分析，实测结果与分析。

（七）深基坑开挖与支护 放坡挖，支护开挖与设计，稳定性分析，地下水控制。

423

长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

三、实验内容无。

四、教学环节及学时分配

本课程总计 34学时，教学环节包括课堂讲授、辅导答疑、现场参观、布置和批改作业、考核等，其学时分配见下表。

“高层建筑基础”课程教学学时分配表教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他绪论 2 2

梁式基础 6 6

筏板基础 4 4

桩基础 6 6 2

箱形基础 6 6 2

上部结构与地基基础的共同作用 6 6

深基坑开挖与支护 4 4 2

总 计 34 34 6

五、使用教材及参考书目1．使用教材：茜平一．高层建筑基础．武汉工业大学出版社，19972．主要参考书：[1] 宰金珉．高层建筑基础分析与设计．中国建筑工业出版社，1993[2] 史佩栋．高层建筑基础工程手册．中国建筑工业出版社，2000

（制订人：康石磊 审核人：张 军 批 准：王桂尧）

424

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“高层建筑结构设计”教学大纲Structural design of high-rise

课程编码：08140022　　　学时/学分：34/2.0

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业 2006版培养计划制订。

（一）教学对象：土木工程专业建筑工程方向本科生。

（二）课程性质及教学目的与要求本课程是土木工程专业的建筑工程专业的专业课，选修课。通过本课程的学习，使学生了解高层建筑结构设计课程是关于建筑工程设计的理论课程，

该课程综合性很强，是对先修课程知识的总结，并需要与实践结合紧密。要求学生掌握相关的设计知识、建立相关的概念并进行相应的手算训练。

（三）主要先修课程与后续课程1．先修课程：结构力学、混凝土结构、建筑结构抗震设计。2．后续课程：毕业设计。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授，课堂讨论，上机操作。2．重点和难点：重点是现行钢筋混凝土高层建筑结构设计规范、规程，掌握高层结构的

设计原理与方法；难点是剪力墙结构的设计与框架－剪力墙的协同工作概念。（五）考核方式考查，开卷笔试或设计作业，并参考课堂讨论、平时作业和听课情况。

二、教学内容（一）结构体系及布置了解高层建筑的一般知识；了解不同体系的特点、优点及适用范围；了解结构总体布置

的原则及需要考虑的问题；了解变形缝的处理；了解轴压比与短柱的概念。（二）荷载与结构设计分析方法熟练掌握风荷载、地震作用的计算，以及荷载组合形式；理解结构计算的平面结构假定；

了解结构分析各种方法的变迁；了解结构设计方法的发展。 （三）框架结构内力与位移计算熟练掌握反弯点法、D值法计算内力及位移方法，深入理解这两种方法的区别及应用范

围。了解内力分布及位移的影响因素、杆件弯曲变形及轴向变形对侧移的影响。（四）剪力墙结构内力及位移计算了解开洞剪力墙内力及位移影响，深入理解连续化方法的基本假定公式推导、公式图表

应用等；掌握几个重要概念：等效抗弯刚度、整体系数的含义及对内力位移的影响，剪力墙内力位移分布特点。（五）框架－剪力墙协同工作计算了解框架与剪力墙协同工作的意义；掌握刚度特征值的物理意义及其对内力分配的影响，

框剪结构内力分布及侧移特点；会确定计算简图，掌握总框架、总剪力墙、总连梁刚度计算方法；会用公式及曲线计算内力及位移。（六）扭转近似计算

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长沙理工大学 桥梁与结构工程学院了解扭转对结构的影响、了解质量中心及刚度中心近似计算方法；掌握抗扭刚度意义，

结构布置与扭转的关系。（七）剪力墙设计和构造了解剪力墙结构配筋特点及构造要求，掌握悬臂剪力墙及联肢剪力墙的截面配筋计算方

法；了解影响剪力墙延性的因素；理解框支剪力墙、落地剪力墙的设计要点。（八）框筒、筒中筒与空间结构了解平面结构及空间结构计算的不同假设、区别及应用范围。对框筒及筒中筒结构布置及

计算方法有初步知识。三、实验内容通过教师演示与学生上机操作相结合，了解高层结构分析设计软件 ETABS、PKPM的基

本操作流程与实施环境。四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程总学时为 34学时，教学环节包括讲课、上机操作、课外辅导等，

其学时分配见下表。“高层建筑结构设计”课程教学学时分配表

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课程实践 备 注讲课 试验 上机 其他结构体系及布置 2 2 2

水平荷载与结构计算原则 6 6 2

框架结构内力与位移计算 6 4 2 2

剪力墙结构内力与位移计算 6 4 2 2

框架－剪力墙结构内力与位移计算 6 4 2 2

扭转近似计算 2 2

剪力墙设计与构造 4 4 2

框筒、筒中筒与空间结构 2 2

总 计 34 28 6 12

注：其他是指包括课堂讨论、案例教学、现场教学等教学方式。五、选用教材及主要参考书

1．选用教材：吕西林.高层建筑结构[M].武汉：武汉理工大学出版社，20032．主要参考书：[1] 林同炎，S·D斯多台斯伯利.结构概念和体系[M].北京：中国建筑工业出版社，1999[2] 包世华，方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京：清华大学出版社，1990[3] 方鄂华，钱稼茹，叶列平.高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2003

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长沙理工大学 桥梁与结构工程学院（制订人：许红胜 审核人：雷光宇 批准人：王桂尧）

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长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

“工程检测技术”教学大纲Engineering measure technical

课程编号：08140032　　　学时/学分：26/1.5

一、大纲说明本大纲根据土木工程专业建筑工程方向 2006版培养计划制订。

（一）教学对象土木工程专业建筑工程方向本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是土木工程专业建筑工程方向专业课，选修课。通过本课程的教学使学生了解建筑结构检测、鉴定的主要内容，了解建筑结构检测的一

般方法、常规鉴定标准，为从事建筑结构检测、鉴定奠定基础。（三）主要先修课程和后续课程

1．先修课程：钢、木、砌体、混凝土结构设计、结构抗震。2．后续课程：无。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：以课堂教学为主，结合现场教学，增强对检测设备及仪器的认识和使用。2．重点和难点：重点混凝土结构的检测；难点已有建筑可靠性鉴定。

（五）考核方式本课程为考查课程，由任课教师确定考核形式。

二、教学内容（一）概述结构检测、鉴定的意义；结构检测、鉴定的分类。

（二）混凝土结构的检测混凝土强度检测；混凝土裂缝检测；混凝土中钢筋位置与钢筋锈蚀程度检测；混凝土火

灾后的检测。（三）砌体结构的检测砂浆和砖强度检测；砌体强度检测；砌体裂缝检测。

（四）钢结构的检测构件平整度检测；构件表面缺陷检测；焊缝检测；钢材锈蚀检测。

（五）已有建筑可靠性鉴定可靠性鉴定方法；民用建筑可靠性鉴定；危险房屋的鉴定；结构耐久性评定。

三、实验内容超声回弹法检测混凝土强度；雷达仪检测钢筋保护层厚度。

四、教学环节及学时分配教学环节说明：本课程教学时数为 26学时，教学环节包括课堂讲课、现场教学、课堂讨

论、课外辅导、作业等，其学时分配见下表。“工程检测技术”课程教学学时分配表

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长沙理工大学 桥梁与结构工程学院

教学内容 总学时 其 中 课外辅导/

课外实践 备 注讲课 实验 上机 其他（一） 2 2 1

（二） 6 4 2 1

（三） 6 4 2 1

（四） 6 4 2 1

（五） 6 4 2 1

总 计 26 18 8 5

注：其他是指课堂实验教学。五、选用教材及参考书

1．选用教材：袁海军，姜红．建筑结构检测鉴定与加固手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，20032．主要参考书：[1] 王天稳．土木工程结构试验[M]．第 2版．武汉：武汉理工大学出版社，2006[2] 周明华．土木工程结构试验与检测[M]．南京：东南大学出版社，2002[3] 周克印，周在杞．建筑工程结构无损检测技术[M]．北京：化学工业出版社，2006[5] JGJ 116-98，建筑抗震加固技术规程[S][6] GB 50152—92，混凝土结构试验方法标准[S][7] JGJ/T 23-2001，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S]

（制订人：戴培君 审核人：雷光宇 批准人：王桂尧）

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