土木工程力学课程整体教学设计

1、土木工程力学课程整体教学设计一、管理信息课程名称：土木工程力学制定时间： 2008年 5月课程代码：所属分院：哈尔滨铁道职业技术学院制定人：费学军二、基本信息学分：课程类别：交通土建类专业基础课学时： 60授课对象：铁道工程专业，工程造价专业三、课程设计1. 课程目标设计（ 1）能力目标 具有简化力学问题，分析解决力学问题的运算能力。 能对工程实际的简单构件进行设计、校核等运算。能分析或预料出构件失效或破坏的原因。（2）知识目标 巩固和掌握刚体平衡方程应用。巩固和掌握基本构件的强度、刚度和稳定性问题的分析。 巩固和了解杆件结构基本组成规则。巩固和掌握静定结构的内力。 巩固和掌握简单超静定结构内

2、力的计算方法。2. 课程内容设计模块名称学时基础知识（力、物体的受力分析、结构的计算简图、平面力系的简化 ）14静定结构的内力计算及强度校核（杆件与结构的内力计算、重心及截面的几何性质、杆件横截面的应力、强度分析与计算）26静定结构的刚度计算（杆件变形及结构的位移计算）6压杆稳定2超静定结构（力法、位移法）12合计603. 能力训练项目设计编号能力训练 项目名称拟实现的能力目标相关支撑知识训练方式手 段及步骤结果1静力学基 础能力能够研究物 体 的受 力分析，结构的计算 简图，掌握力、力系、 力学的基本公理力的概念、基本 公理、约束与约 束反力、受力分 析、平面力系的 简化教师组织、启 发，学

3、生案例 讨论小组项目 作业1.1力的大小、 方向、作 用点能够分析力的大小、 力的方向、力的作用 点力的概念教师组织、启 发，学生案例 讨论课堂讨论 作业1.2力对点之 距，力对 轴之距， 力偶能够了解扳 手 拧紧 或拧松螺母现象， 方 向盘的作用力矩，力偶教师组织、启 发，学生案例 讨论课堂讨论 作业1.3约束，水 平梁用斜 杆支撑受 力分析， 杆系结构 简化能够了解铰 接 、支 座、链杆约束，水平 梁用斜杆支 撑 受力 分析，三铰拱桥受力 分析约 束 与反约束 力，物体的受力 分析及受力图， 结构的计算简 图教师组织、启 发，学生案例 讨论课堂讨论 作业1.4平面一般 力系向一 点 简化及

4、 平衡方程能够分析挡 土 墙向 一点简化，三角形支 架的受力情况平 面 一般力系 向一点简化，平 面 一 般力系的 平衡方程教师组织、启 发，学生案例 讨论课堂讨论 作业1.5钢片、自 由度和约 束，几何 不变体系 的简单规 则能够了解钢片、 自由 度和约束（连杆、单 铰、复铰、 刚 性连 接），多余约束，三 钢片、二元体、两刚 片规则钢片、自由度和 约束，几何不变 体 系 的简单规 则教师组织、启 发，学生案例 讨论课堂讨论 作业1.6瞬变体系 几何组成 分析示例能判断出瞬变体系， 能进行几何 组 成分 析瞬 变 体系的概 念，瞬变体系的 判断方法，几何 不 变 体系的基 本组成规则教师组织

5、、启 发，学生案例 讨论课堂讨论 作业2静定结构 的内力计 算及强度 校核能够建立构 件 的强 度条件，杆件与结构 的内力计算， 梁纯弯 曲时的应力， 梁剪切 弯曲时的切应力、 梁 的正应力和切应力强度轴 向 拉压杆的 内力、单跨静定 梁的内力、多跨 静定梁的内力、 杆 件 横截面上 的应力、强度与教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业计算计算2.1单跨静定 梁 指定截 面的内力 多跨静定 梁 指定截 面的内力能够用截面 法 求梁 制定截面的内力， 利 用微分关系 作 内力 图，用叠加法作弯矩 图轴 向 拉压杆的 内力、受力图， 单 跨 静定梁的 内力，多跨静定 梁的内力教

6、师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业2.2静定平面 钢架的内 力 ，静定 平面桁架 的内力能够绘制简 支 钢架 的内力图，计算制定 桁架的内力、 判断桁 架中的零杆静 定 平面钢架 的内力，静定平 面桁架的内力教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业2.3重心和形 心，惯性 矩能够计算物 体 的重 心，截面的 形 心位 置，工字钢截面对某 轴的惯性矩物 体 的重心和 形心，惯性矩教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业2.4梁纯弯曲 时的正应 力，梁剪 切弯曲时 的切应力能够分析 梁纯弯曲 时的正应力， 矩形截 面梁的弯曲切应力， 工字形

7、截面 梁 的弯 曲切应力，剪切弯曲 杆件的最大切应力轴 向 拉压杆的 应力，梁纯弯曲 时的正应力，梁 剪 切 弯曲时的 切应力，教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业2.5强度分析 与计算能够校核刚 木 构架 各杆的强度， 梁的正 应力和切应 力 强度 计算，组合变形杆的 强度计算梁 的 正应力和 切 应 力强度计 算，组合变形杆 的强度计算，提 高 构 件弯曲强 度的途径教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业3静定结构 的刚度计 算能够校核结 构 的刚 度，有效的控制构件 的变形直 杆 的轴向变 形和扭转角、虚 功原理、用积分 法求梁的变形、 图乘法教

8、师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业3.1直杆的轴 向变形能够计算直 杆 的轴 向变形直 杆 的轴向变 形教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业3.2用积分法 求梁的变 形能够用积分 法 求梁 的变形，简支梁的强 度和刚度校核用 积 分法求梁 的变形教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业3.3图乘法能够用图乘 法 求悬 臂梁的竖向位移图乘法教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业4压杆稳定能够分析压 杆 的稳 定条件，压杆的稳定 计算基本概念、压杆 稳定计算、提高 压 杆 稳定性的 措施教师组织、启 发，学生案例 讨

9、论、书面作 业课堂讨论 作业4.1临界力计 算能够确定矩 形 截面 压杆的临界力临界力计算教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业4.2压杆稳定 条件能够对木屋 架 中的 压杆进行稳定校核压杆稳定条件教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业5超 静定结 构能够进行超 静 定梁 的计算，超静定桁架 的计算，位移法力法、超静定次 数的确定、力法 典型方程、力法 的 计 算步骤与 示例，位移法教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业51超静定桁 架能够计算超 静 定桁 架力法，力法典型 方程教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作

10、业5.2位移法能够用位移 法 计算 结构并绘弯矩图位移法教师组织、启 发，学生案例 讨论、书面作 业课堂讨论 作业4. 进度表设计序 号教学目标和主要内容学时单元标题能力目标能力训练 项目编号知识目标其他12力的概念能够辨别日常生 活中的力学现象 能够用力的三要 素分析常见物体受 力形式能够用静力学的 基本公理分析常见1.1 了 解力 学 的 发展历史 掌 握力 学 的 三要素 掌 握静 力 学 的基本公理。物体的受力特点22力偶与力矩能够用定义判断 在什么情况下力矩 等于零能够判别两力偶 是否等效能够正确的应用 合力矩定理和力的 平移定理1.2 掌 握力 矩 的 计算公式 掌 握力 偶 的

11、三要素和性质 掌 握合 理 合 力 矩 定理 合 力 的平移定理32约束，物体的受 力分析能够辨别工程中 常见的约束类型能够绘制工程结 构计算简图能够绘制出工程 结构的受力图1.3 掌 握各 类 约 束 的 受力 特 点 和简化方法 掌 握内 力 分 析的基本步骤 掌 握绘 制 结 构计算简图的 原则42平面一般力系 向一点简化能够根据不同的 情况将平面力系向 任一点进行简化能够正确的应用 合力矩定理。1.4 掌 握平 面 力 系 的 分类 及 平 面 任 意力 系 简 化 后 的四 种 结 果 掌 握平 面 合 力矩定理52平面一般力系 的平衡方程能够合理的选择 坐标系和矩心 对于平面任意力

12、 系，能够合理的选 择计算方法，简便 快速的进行求 解1.4 掌 握平 面 物 系平衡的条件 掌 握平 面 物 系 的 三种 平 衡 方程 掌 握平 面 任 意 力 系平 衡 的 求解步骤62刚片、自由度和 约束的概念 几何不变体系 的简单组成 能判断 刚片数 目 会计算自由度 会应用 基本组 成规则进行几何组 成分析1.5 了解平面杆 系 的 几个 重 要 概念 掌握三刚片 规则 掌握二元体 规则 掌握二刚片 规则72瞬变体系 几何组成分析 能判断出瞬变 体系1.6 理解瞬变体 系的概念示例 能进行几何组 成分析 掌握瞬变体 系的判断方法 掌握几何不 变 体 系的 基 本 组成规则82轴向拉

13、压杆的 内力 会计算 轴向拉 压杆的内力 能正确 绘制轴 力图2.1 掌 握轴 向 拉 压 杆 内力 的 计 算方法 掌 握轴 力 图 的绘制方法 掌握轴力图 的绘制步骤92单跨静定梁的 内力（一） 会正确 计算单 跨静定梁的剪力 会正确 计算单 跨静定梁的弯矩2.1 单 跨静 定 梁 剪力计算方法 单 跨静 定 梁 弯矩计算方法 单 跨静 定 梁 剪力计算步骤 单 跨静 定 梁 弯 矩 的计 算 步 骤102单跨静定梁的 内力（二） 会正确 应用积 分关系绘制单跨静 定梁的剪力图 会正确 应用积 分关系绘制单跨静 定梁的弯矩图 会正确 应用叠 加法绘制单跨静定 梁的弯矩图2.1 单跨静定梁

14、剪 力 图的 绘 制 方法 单跨静定梁 弯 矩 图的 绘 制 方法 单跨静定梁 剪 力 图的 绘 制 步骤 单跨静定梁 弯 矩 图的 绘 制 步骤112多跨静定梁的 内力能正确绘制多跨 静定梁的层次图会正确绘制多跨静定梁的剪力图会正确绘制多跨静定梁的弯矩图2.1 掌 握多 跨 静 定 梁 层次 图 的 绘制 多 跨静 定 梁 剪 力 图的 绘 制 方法 多 跨静 定 梁 弯 矩 图的 绘 制 方法 多 跨静 定 梁剪 力 图的 绘 制 步骤 多 跨静 定 梁 弯 矩 图的 绘 制 步骤122静定平面刚架 的内力能正确计算静定 平面刚架的内力 能正确绘制静定 平面刚架的轴力图 会正确绘制静定 平

15、面刚架的剪力图会正确绘制静定 平面刚架的弯矩图2.2 理 解静 定 平 面刚架的组成 掌 握静 定 平 面 刚 架内 力 的 计算方法 掌 握静 定 平 面 刚 架轴 力 图 的绘制方法 掌 握静 定 平 面 刚 架剪 力 图 的绘制方法 掌 握静 定 平 面 刚 架弯 矩 图 的绘制方法132静定平面桁架 的内力能正确应用结点 法计算静定平面桁 架的内力能正确应用截面 发计算静定平面桁 架的内力2.2 理 解静 定 平 面桁架的组成 掌 握结 点 法 计 算 静定 平 面 桁架内力 掌 握截 面 法 计 算 静定 平 面 桁架内力142物体的重心和 形心会正确计算截面 的面积矩能正确计算截面

16、形心坐标 能正确计算截面惯 性矩能正确计算截面 惯性积2.3 理 解物 体 重 心 计 算公 式 的 推导过程掌 握 面积 矩 公 式的推导 掌 握截 面 形 心 坐 标的 计 算 公式 掌 握截 面 惯 性 矩 的计 算 公 式 掌 握截 面 惯 性 积 的计 算 公 式152轴向拉压杆的 应力会正确计算轴向 拉压杆横截面上的2.4 了 解应 力 的 概念，了解应变应力会正确计算轴向 拉压杆斜截面上的 应力的概念 掌 握胡 克 定 律 掌 握切 应 力 互等定理 掌 握轴 向 拉 压 杆 横截 面 上 应力的求法 掌 握轴 向 拉 压 杆 斜截 面 上 应力的求法162梁纯弯曲时的 正应力能

17、正确计算梁纯弯 曲时的正应力2.4 了 解梁 纯 弯 曲变形的假设 理 解梁 纯 弯 曲 正 应力 公 式 的推导 掌 握梁 的 弯 曲 正 应力 的 计 算方法172梁剪切弯曲时 的切应力能正确计算矩形 截面的弯曲切应力 能正确计算工字 形截面的弯曲切应 力能正确计算各种 截面的弯曲杆件的 最大切应力2.4 理 解矩 形 截 面 梁 的弯 曲 切 应 力 公式 的 推 导 理 解工 字 形 截 面 梁的 弯 曲 切 应 力公 式 的 推导 掌 握剪 切 弯 曲 杆 件的 最 大 切应力公式182梁的正应力和 切应力强度计 算能正确应用轴向 拉压杆的强度条件 进行强度校核能正确应用轴向 拉压杆

18、的强度条件 进行截面设计能正确应用轴向 拉压杆的强度条件 确定容许荷载2.4 了 解容 许 应 力的概念了解强度理 论 的 研究 对 象 及强度条件 掌 握轴 向 拉 压 杆 迁都 的 计 算公式192连接件的强度 计算能正确计算连接 件的剪切应力强度 能正确计算连接 件的挤压应力强度2.5 掌 握连 接 件 的 剪 切实 用 计 算方法及步骤 掌 握连 接 件能正确计算梁的 正应力强度能正确计算梁的 切应力强度的 挤 压实 用 计 算方法及步骤 掌 握梁 的 正 应 力 强度 计 算 方法及步骤 掌 握量 的 切 应 力 强度 计 算 方法及步骤202组合变形杆 的 强度计算能正确计算斜弯

19、曲组合变形杆的强 度能正确计算拉 （压）弯组合变形 的强度 能正确计算偏心 拉伸（压缩）的强 度计算公式 能对不满足强度 条件的构件进行改 进2.5 掌 握斜 弯 曲 组 合 变形 杆 的 强度计算公式 掌握拉（压） 弯 组 合变 形 的 强度计算公式 掌 握偏 心 拉 伸（压缩）的强 度计算公式 了 解提 高 构 件 弯 曲强 度 的 途径212直杆的轴向 变 形 虚功原理能求出直杆的轴 向变形能够应用虚功原 理运用单位荷载法求 变形3.1会求直杆 的轴向变形 理 解 虚 功 原理掌握单位 荷载法求位移 方法222用积分法求 梁 的变形运用积分法求梁 的变形能校核梁的刚度能通过合理方式 提高

20、梁的弯曲刚度3.2 掌 握用 积 分 法 求 梁的 变 形 的方法 理 解梁 的 刚 度条件 掌 握提 高 梁 弯 曲 刚度 的 措 施232图乘法运用图乘法计算 静定梁的变形运用图乘法计算静定刚架的变形3.3 理 解图 乘 法 的应用条件 熟 练掌 握 图 乘法242压杆稳定计算运用欧拉公式计 算临界力 计算临界应力运用临界应力经4 掌 握轴 向 受 压 临 界力 计 算 方法 掌 握轴 向 受验公式能计算压杆稳定 的各类问题能运用各种措施 提高压杆的稳定性压 临 界应 力 计 算方法 掌 握稳 定 校 核、截面设计及 确定 容许荷载 的方法 掌 握提 高 压 杆 稳 定性 的 措 施。252超静定次数 的 确定能确定结构的超 静定次数能够结合单位荷 载法将超静定问题 转化为静定问题5.1 掌 握超 静 定 次 数 的确 定 方 法 掌 握力 法 的 基本概念262力法典型方程能确定超静定结 构的基本结构 能建立超静定结 构的力法方程能计算出方程中 的系数、自由项及 未知力5.1 熟 练掌 握 力 法典型方程 熟 练掌 握 力 法的计算方法 熟 练掌 握 力 法的基本步