力学模型的简化.doc

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1、建筑力学行动导向教学案例教案提纲课程名称建筑力学课程性质必修课（√）、选修课（）项目名称模块一：力学模型的简化及组成分析授课方式理论课（√）、实验课（）、实训课（）教学时数8课时授课时间教学目的能力培养要求（1）能绘制结构的计算简图；（2）能熟练进行受力分析和画受力图；（3）会应用几何不变体系的组成规则，对平面体系进行几何组成分析。教学内容（1）掌握静力学四个公理；（2）熟悉约束及约束反力；（3）掌握物体的受力分析画物体受力图；（4）掌握熟悉约束及约束反力；。（5）掌握几何不变体系的组成规则,能对简单体系作几何组成分析；（6）了解静定与超静定结构概念。教学重点1.掌握

2、物体的受力分析画物体受力图；教学难点掌握几何不变体系的组成规则,能对简单体系作几何组成分析；消耗材料A4纸张3张操作工具相机、直尺（300mm长）、铅笔、橡皮；剪刀、美工刀、直尺、订书机、打孔钉、针、胶水成果要求找出常见结构，进行结构组成分析并绘制受力图教学过程一、信息获取（教师主讲）1.熟悉约束及约束反力；2.熟悉约束及约束反力；3.结构的体系与型式。二、制定计划（分组讨论）1.结构选型，确定本组所采用的结构形式（找载体）2.画出结构简图，进行结构组成分析。3.绘制受力图。三、做出决定（教师主持全班讨论）1.分组介绍结构方案2.提问、讨论、教师点评，介绍支座、节点、

3、荷载的简化原则。四、实施操作（分组绘制）1.根据讨论结果修改方案2.结构组成分析过程3.绘制结构受力简图。五、检验校正（教师主持分组发言）1.讨论结构选型依据及特点。2.列举知识和能力缺陷、列出理论与实际差别。3.写出改进措施。4.写出小组协作体会与个人心得。六、总结评价1.任务完成满意度评定（本组学生自我模糊评定）2.任务难易程度及完成结果评定（全班学生讨论后议定）3.任务完成等级评定（教师依据一定标准进行评定）4.团队协作水平评定（教师、组长评定）教学内容1.1力的效应及静力学公理1.1.1力的概念1.1.2外力的分类外力分为荷载和约束反力。一、荷载工程上将作用在

4、结构或构件上的主动力称为荷载1、荷载的分类。2、荷载的简化和计算1）等截面梁自重总是简化为沿梁轴方向的均布线荷载q。2）均布面荷载化为均布线荷载计算二、约束反力1、约束由于约束限制了被约束物体的运动，在被约束物体沿着约束所限制的方向有运动或运动趋势（1）柔性约束用柔软的胶带、绳索、链条阻碍物体运动时叫柔性约束。由于柔性约束只能受拉力，不能受压力，所以约束反力一定通过接触点，沿着柔体中心线背离物体的方向，且只能是拉力，如图1-4中的T力（2）光滑接触面约束当物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时，就是光滑接触面约束。（3）圆柱铰链简称为铰链常见的门窗的合页就是这种约束。（

5、4）链杆约束链杆就是两端用光滑销钉与物体相连而中间不受力的刚性直杆。（5）固定铰支座(或称铰链支座)图1-8(a)是固定铰支座的示意图。（6）可动铰支座(简称铰支座)（7）固定(端)支座1.1.3静力学公理静力学公理公理l二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡充分和必要的条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，公理2加减平衡力系公理在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉一个平衡力系，本不改变原力系对刚体的作用效果。推理力的可传性原理作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效果。公理3力的平行四边形法则与一点

6、，则可合成为一个合力，合力也作用与该点上，起大小和方向由着两个力邻边做构成的平行四边形的对角线来确定，如图1-19a所示。这一法则称为力的平行四边形法则，表示为R=F1+F2（关系式）。合力R的作用点就是这两个力的汇交点。根据这个法则作出的平行四边形，叫力的平行四边形。也可以取平行四边形的一半即利用力的三角形法则求合力如图1-19b所示。力的投影：为了计算方便，在工程实际中通常将一个力F沿直角坐标轴x，y分解，的出互相垂直的两个分力FX和FY如图1-21（b）所示。这样可以用简单的三角函数关系求的每个分力的大小。FX=FcosαFY=Fsinα（1-1）图1-21式中

7、α为F和x轴之间的夹角。公理4作用与反作用定律作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在两个相互作用的物体上。1.2结构构件的计算简图1.2.1结构的计算简图的概念及原则化。1.2.2计算简图简化的内容可以从体系的简化、节点的简化、支座的简化以及荷载的简化四个方面来进行。1.2.3举例说明如何选取结构计算简图图1-26(a)所示为一装配式钢筋混凝土门式刚架，两个厂字形构件是预制的，将构件插入杯口基础后，四周缝隙用沥青麻刀填实，允许柱脚在杯口内有微小的转动。因此在计算简图中，柱脚A和B可设为铰支座，在中间结点C，用合页式的铰将两个构件连