结构力学-教案正文

-1-《结构力学》课程简介第一章绪论【组织教学】（10’）1．组织学生开始上课；2．提出教学目标，本次课主要内容、重点与难点；【导入课题】（10）课程简介介绍本课程的基本情况，学习内容、参考资材、学习的目的、考核方式等，吸引学生求知欲，进而提高学习兴趣，积极探索结构力学的学习内容、意义、解决的工程问题等。介绍本节课要学习那些内容，那些重、难点，引出教学内容。【讲授新课】——教学主要环节（130）1.讲解重点、难点10●重点：（1）结构力学的的研究对象及其任务；（2）结构计算简图的简化原则及简化方法；（3）平面杆件结构的分类；（4）荷载的分类。△难点：结构计算简图的简化原则和简化方法。2．讲解主要内容：（120’）主要内容；课程简介（20’）绪论（70’）第一节结构力学的研究对象及其任务一、结构力学的研究对象二、结构力学的任务第二节结构的计算简图一、结构计算简图的简化原则1.结构计算简图的概念工程实际中的建筑物或构筑物，其结构及承受的荷载往往是比较复杂的。即用简单的图形来代替工程实际结构，这种简化的图形称为结构的计算简图。2.结构计算简图的简化原则在选取结构的计算简图时，应当遵循下列两条原则：１）从实际出发，计算简图要反映实际结构的主要受力和变形特点，使计算结果符合实际情况；２）分清主次，忽略对结构受力和变形影响不大的次要因素，使计算尽量简便。二、结构计算简图的简化内容结构计算简图简化的内容包括：体系的简化、结点的简化、支座的简化以及荷载的简化。１．结构体系的简化实际工程结构大多数都是空间杆件结构。首先，根据其实际的受力情况，将空间杆件结构简化为平面杆件结构；其次，杆件用其轴线代替。结点的简化结构中各杆件之间的相互联接处称为结点。在计算简图中，通常将结点分为铰结点、刚结点和组合结点三种。1）铰结点汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦的光滑铰联结。铰结点所连各杆端可以绕铰中心自由转动，即各杆端之间的夹角可以发生改变，如图1-1a、b、c所示。图1-1铰结点和刚结点图1-1铰结点和刚结点２）刚结点汇交于一点的各杆端是用一个既不能发生相对移动，也不能发生相对转动的刚性结点联结，形成一个整体。各杆端相互之间的夹角不能发生改变,如图1-1d所示。图1-2组合结点３）组合结点（半铰）：当一个结点同时具有两种以上结点的特征时，称为组合铰。即在结点处有些杆件为铰接，同时有些杆件为刚性联接，如图1-2b所示。图1-2组合结点３．支座的简化F图1-3定向支座F图1-3定向支座４．荷载的简化作用于结构上的荷载通常简化为集中荷载和分部荷载。第三节平面杆件结构的分类1．按结构的受力特点分类按结构的受力特点分类，平面杆系结构分为梁、刚架、桁架、组合结构和拱等五种结构。1）梁：构件主要产生弯曲变形，是受弯构件。如图1-4所示，梁承受竖向荷载时，截面内力主要有弯矩和剪力。图1-5刚架图1-4梁图1-5刚架图1-4梁2）刚架：由若干直杆组成具有刚结点的结构。刚架中的各杆件主要产生弯曲变形，如图1-5所示。刚架在荷载作用下，截面内力一般有弯矩、剪力和轴力。图1-6桁架图1-6桁架图1-7组合结构3）桁架：由若干直杆在两端用铰结点连接构成。如图1-6所示，在结点荷载作用下，桁架中各杆件主要产生轴向变形，是轴心拉、压构件。内力主要有轴力。4）组合结构：由梁式构件和轴向拉、压构件构成。如图1-7所示。5）拱：一般由曲杆构成。如图1-8a、b所示，在竖向荷载作用下有水平支座反力，内力有轴力、弯矩和剪力。图1-8拱结构图1-8拱结构２．按计算方法分类：可分为静定结构和超静定结构。第四节荷载的分类１．按作用时间分类永久荷载：永久作用在结构上。如结构自重、设备重量。可变荷载：暂时作用在结构上。如人群、风、雪（在结构上可占有任意位置的可动荷载）及车辆、吊车（在结构上平行移动并保持间距不变的移动荷载）。２．按作用性质分类静力荷载：荷载由零加至最后值，且在加载过程中结构始终保持静力平衡，即可忽略惯性力的影响。动力荷载：荷载（大小、方向、作用线）随时间迅速变化，并使结构发生不容忽视的惯性力。３．按与结构的接触分类：直接荷载，间接荷载工程实例展示讲解（30’）【巩固与拓展】（10′）1．初步讲解完本次课的知识后，教师在根据任务涉及到的知识点再次讲解启发和巩固；2．教师提供拓展素材，如网络连接等，让学生根据本次课所讲授的知识，翻阅查找资料，进行归纳总结，拓展延伸学习与教学内容有关的知识。【课堂小结】（10′）1．点评：针对本节课的课堂纪律、课堂表现等加以点评，对表现积极的同学提出表扬，鼓励学生们积极向上的精神；2．知识：掌握本次课的主要内容，如结构计算简图简化原则、简化内容包括：体系的简化、结点的简化、支座的简化以及荷载的简化。基本形式。3．技能：掌握和理解好基本概念，为后续课程学习打好基础。【布置作业】