土木工程力学（第三版）教案 28-静定平面桁架的内力

西安铁路职业技术学院教师课时授课计划课程名称《工程力学》授课学时2学时授课班级铁道工程技术（高职一年级）班级人数XX授课地点XX授课形式线上线下混合教学教学课题9.3静定平面桁架的内力教材资源选用教材：“十二五”国家规划教材《土木工程力学（第三版）》高等教育出版社，王秀丽主编，2024年出版。参考教材：《工程力学》王建中主编人民交通出版社，2011年出版。教学目标知识目标了解静定平面桁架的分类；掌握结点法求桁架内力的方法。能力目标能够判断零杆；能够用结点法求桁架内力。素质目标培养学生的民族自信心和民族自豪感；培养学生严谨仔细、认真细心的品质。教学重点重点内容零杆的判别方法突破措施动画演示加深理解通过视频演示，加深学生对零杆的判别方法的理解。教学难点难点内容结点法求桁架内力突破措施讲练结合通过教师讲解和学生练习结合，加深学生对结点法求内力的理解。加强练习通过习题，加深学生对结点法求内力的熟练度，使学生熟能生巧。教学策略教法学法自主探究法、小组合作法等。教学资源（自建）在线开放课、知到APP、智慧职教云、力学小实验、演示动画、微课、PPT、文本、图片等。教学环节教学内容课程思政融入点课前自学教师推送《武汉长江大桥》的介绍视频，让学生观看并发表感想；教师推送在线开放课中《桁架各部分名称》的视频讲解，帮助学生预习知识；教师推送课前习题，掌握学生课前预习情况，以便及时调整教学策略。1.通过视频《武汉长江大桥》激发学生对力学知识的好奇，培养学生的爱国情感和民族自豪感。2.逐步养成学生自主学习的能力，提高学生主观学习的能动性。教学环节教学内容课程思政融入点新课引入点评课前作业，让学生记录课前作业中出现的问题，有针对性地听课；选取有关《武汉长江大桥》的优秀感想进行展示，引起学生共鸣；以武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥等桁架结构图片引入本课。培养学生分析问题、总结问题的能力；激发学生对力学知识的好奇，培养学生的爱国情感和民族自豪感。静定平面桁架（约）一.计算简图图中所示铁路桁梁有左右两片主桁架，取一片主桁架分析。各杆轴线位于同一平面，且外力也简化在该平面内的桁架称为平面桁架。桁架计算简图的简化特点是：用轴线代表直杆；各杆两端用铰连接；荷载、支座反力作用在结点上（自重也分散于结点）。这样，桁架计算简图中的杆件均为链杆，其受力变形形式为轴向拉伸压缩，材料得到充分利用。二、平面桁架的名称桁架的杆件依其所在的位置可分为弦杆和腹杆两类。桁架上、下缘的杆件称为弦杆，上缘的杆件称为上弦杆，下缘的杆件称为下弦杆；桁架上、下弦杆之间的杆件称为腹杆。腹杆又分竖杆和斜杆。上弦或下弦相邻结点之间的区间称为节间。两支座间的水平距离称为跨度。桁架最高点至支座间连线的竖直距离称为桁高。静定平面桁架按外形分类，可分为：平行弦桁架折弦桁架三角形桁架。静定平面桁架按几何组成分类，可分为：（1）简单桁架由一个铰结三角形出发，逐次增加二元体所形成的桁架。（2）联合桁架由两个简单桁架按照两刚片规则组成的桁架。（3）复杂桁架除简单桁架、联合桁架以外的其它桁架。通过桁架计算简图的简化，引导学生学会把复杂的问题简单化，要懂得去除繁杂、透过本质看问题、解决问题。通过“静定平面桁架按不同分类有着不同名称”这一知识点引导学生一个问题，从不同角度看，观点是不一样的。因此，不能以偏概全，而是应全面思考问题。结点法计算桁架的内力在计算静定平面桁架的内力时,若所截取的隔离体只含一个结点,这种计算方法叫做结点法。步骤为：（1）选选取研究的结点。选取原则是能解：要求有已知力（包括F=0），欲求的未知轴力不超过两个。（2）取截取结点连同所连的杆端为隔离体。（3）画画受力图。未知轴力设为拉力，用代数量表示轴力。（4）平衡用平面汇交力系的两个投影方程、解两个未知力。合理安排选取结点的顺序，合理地选设投影轴，可以使问题能解，而且简便（即一个方程解一个求知力）。例：用结点法计算图中所示桁架各杆的轴力。计算和作图时提醒学生严谨认真，工程上因为粗心大意引起的事故非常多，造成的危害非常大。因此我们不管在做题时还是平时生活中都应保持严谨认真的态度，杜绝一切因粗心而导致的危害发生。桁架中轴力为零的杆件称为零杆。在用结点法计算杆件的轴力时，利用投影轴垂直于一些轴力的技巧，可以直接判断零杆分析桁架在指定外力作用下的内力时，先依次判断零杆。零杆一经确定，权当在指定外力作用下该桁架无此杆件，以便零杆的继续判断。利用投影轴垂直于一些轴力的技巧，还可判断轴力相等的杆件。在桁架内力计算之前先判断零杆，在计算中判断等轴力杆，会使计算过程简化。桁架中的零杆虽然不受力，但却是保持结构坚固性所必需的。因为桁架中的载荷往往是变化的。在一种载荷工況下的零杆，在另种载荷工况下就有可能承载。如果缺少了它，就不能保证桁架的坚固性。因此零杆虽然不受力，但也并不是可有可无，它在结构中非常重要。引导学生我们做人也一样，有时会因为一些挫折觉得自己一无是处，但是不要气馁，其实每个人都可以在自己的适合的领域发光发热。桁架分类：（1）按外形分类，可分为平行弦桁架、折弦桁架、三角形桁架；（2）按几何组成分类，可分为简单桁架、联合桁架、复杂桁架。2.结点法计算桁架的内力的步骤：（1）选选取研究的结点。选取原则是能解：要求有已知力（包括F=0），欲求的未知轴力不超过两个。（2）取截取结点连同所连的杆端为隔离体。（3）画画受力图。未知轴力设为拉力，用代数量表示轴力。（4）平衡用平面汇交力系的两个投影方程、解两个未知力。3.零杆判定的方法。培养学生的爱国情感和民族自豪感。引导学生学会把复杂的问题简单化，要懂得去除繁杂。另外，保持严谨认真的态度，杜绝一切因粗心而导致的危害