《第五节：压杆的稳定计算（二）》单元教学设计

1、工程力学单元教学设计水工建筑物教学文本压杆的稳定计算（二）单元教学设计1. 教案计划表单元名称第十章 压杆稳定学时1项目名称第五节 压杆的稳定计算（二）教学地点多媒体教室学生角色设计辅助人员教学目标知识目标技能目标态度目标（1）掌握压杆稳定计算；（1）能够利用压杆稳定条件进行稳定校核、确定容许荷载，利用试算法设计压杆截面；（1）做好课前预习、课后复习；（2）能够按时上课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，实现有效的互动和交流；（3）课下同学间能对疑难问题相互讨论，能认真完成老师布置的各项任务，按时上交作业。（4）注重提出、分析、解决问题此逻辑思维能力的培养；（5）能勇于表达个人的观点和见解。能力

2、训练任务及案例由压杆稳定条件转，通过转化公式，来实现稳定性校核、确定容许荷载以及设计截面。教学重点、难点重点：压杆的稳定计算，压杆稳定的校核，容许荷载的确定，压杆截面的设计。难点：压杆稳定的校核，容许荷载的确定，压杆截面的设计。教学方法、手段案例法，讲练结合法，黑板、多媒体课件，动画。教学组织过程 （1）复习回顾：压杆稳定的条件和折减系数法。（2）引入案例：压杆稳定的计算。（3）提出问题：压杆稳定的校核，容许荷载的确定，压杆截面的设计。（4）教师辅导评价；教师进行全过程答疑，观察学生的完成的质量，根据逻辑的完整性进行评价。（5）最后总结：阐明在计算过程中出现的系列问题和注意事项，进一步完善解决

3、问题的方法。教学条件多媒体教学课件和配套设备，课程相关资料。作 业基础试题（填空题、计算题等）备 注2. 教学实施【步骤l】复习巩固和引入新课教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室学习任务引入与教师互动回答多媒体课件5【步骤2】课程介绍及知识讲授教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室讲解本章的几个知识点听课，获取有关知识和信息多媒体课件25教学内容及要求：1. 压杆稳定计算压杆稳定计算与强度计算类似，也可以解决常见的三类问题，即稳定校核、确定容许荷载及设计截面。对于前两种计算相对较简单，而在设计截面时，由于稳定条件中截面尺寸未知，所以柔度和稳定系数也未知，因而要

4、采用试算的方法确定截面。试算时可按图10-6所示的流程进行。一般先假设，由式，求得截面积，用式及，求得，再由查出；若 与假设的值相差较大，再进行第二次试算。第二次试算可假设，重复以上步骤，可查出，当与值相差较小，可停止试算。否则可重复试算，直至与相差不大，最后再进行稳定校核。图10-6例题10-2 如例题10-2（a）图所示，结构是由两根直径相同的轧制圆杆组成，材料为钢。已知h=0-4m，直径d=20mm，材料的容许应力，荷载F=15KN。试校核两杆的稳定性。例题10-2图解：分别对AB和AC两杆进行计算。（1）求每根杆所承受的压力。取结点A为研究对象，作受力图如例题10-2（b）图所示。由平

5、衡条件得解方程得二杆的轴力为（2）求各杆的工作应力。（3）计算柔度，查稳定系数。二杆的长度分别为： ，二杆的柔度分别为： 由表10-2查得该二杆为a类截面，查表10-4得：。（4）求各杆的稳定容许应力，进行稳定校核。AB和AC杆的稳定容许应力分别是因为 所以二杆满足稳定条件。例题10-3 如例题10-3（a）图所示，BD杆为正方形截面木杆，a=0.1m。木材的强度等级为TC13，容许应力。试从BD杆的稳定考虑，计算该结构所能承受的最大荷载。例题10-3图解：（1）求压杆BD的轴力与F荷载的函数关系。取ABC杆为对象，作受力图如例题10-3（b）图所示，由平衡条件得由上式可求得（2）计算压杆柔度

6、，确定折减系数。因为，由式（10-16）得（3）计算结构承受的最大荷载。由BD杆的稳定条件可得即结构所能承受的最大荷载 。例题10-4 如例题10-4图所示，立柱下端固定，上端承受轴向压力作用。立柱用工字钢制成，材料为钢，容许应力。在立柱中点横截面C处，因构造需要开一直径为的圆孔。试选择工字钢型号。例题10-4图解：由于压杆在与平面内两端支承条件相同，所以采用最小惯性矩确定工字钢型号。（1）第一次试算。设，则由式得从型钢表中查得16号工字钢的横截面面积，最小惯性半径。如果选用该型钢作立柱，则其柔度为。由b类截面表10-5查得相应于的折减系数为。显然与假设的值相差较大，必须进一步试算。（2）第二

7、次试算。设，则由式得从型钢表中查得，22a工字钢的横截面面积，最小惯性半径。如果选用该型钢作立柱，则其柔度为，由此得。显然与值相差还较大，仍需作进一步试算。（3）第三次试算。设，则由式得从型钢表中查得，25a工字钢的横截面面积，最小惯性半径。如果选用该型钢作立柱，则其柔度为，由此得。显然与值比较接近。因此可进一步进行稳定性校核。工作应力为：稳定容许应力为：则有，压杆满足稳定条件。（4）强度校核。从型钢表中查得，25a工字钢的腹板厚度，横截面C的净面积为，截面的工作应力为则有，由此可见，选用25a工字钢作立柱，其强度也符合要求。【步骤3】提问和讨论教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室提问接受任务多媒体课件5教学内容及要求：由压杆稳定条件转，通过转化公式，来实现稳定性校核、确定容许荷载以及设计截面。【步骤4】学生练习教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室辅导、解惑压杆稳定的校核，容许荷载的确定，压杆截面的设计。教材、挂图作业5教学内容及要求：1.收集图片2.