土木工程力学课程整体教学设计Word文档格式.docx
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②巩固和了解杆件结构基本组成规则。
③巩固和掌握静定结构的内力。
④巩固和掌握简单超静定结构内力的计算方法。
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
60
3.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
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
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
1.4
平面一般力系向一点简化及平衡方程
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
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
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
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计算
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、强度与计算
教师组织、启发,学生案例讨论、书面作业
课堂讨论
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
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
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
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,
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
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
3.1
直杆的轴向变形
能够计算直杆的轴向变形
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
3.3
图乘法
能够用图乘法求悬臂梁的竖向位移
4
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
4.1
临界力计算
能够确定矩形截面压杆的临界力
4.2
压杆稳定条件
能够对木屋架中的压杆进行稳定校核
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
5.1
超静定桁架
能够计算超静定桁架
力法,力法典型方程
5.2
位移法
能够用位移法计算结构并绘弯矩图
4.进度表设计
序号
单元标题
教学目标和主要内容
能力目标
能力训练项目编号
知识目标
其他
①能够辨别日常生活中的力学现象
②能够用力的三要素分析常见物体受力形式
③能够用静力学的基本公理分析常见物体的受力特点
①了解力学的发展历史
②掌握力学的三要素
③掌握静力学的基本公理。
力偶与力矩
①能够用定义判断在什么情况下力矩等于零
②能够判别两力偶是否等效
③能够正确的应用合力矩定理和力的平移定理
①掌握力矩的计算公式
②掌握力偶的三要素和性质
③掌握合理合力矩定理合力的平移定理
约束,物体的受力分析
①能够辨别工程中常见的约束类型
②能够绘制工程结构计算简图
③能够绘制出工程结构的受力图
①掌握各类约束的受力特点和简化方法
②掌握内力分析的基本步骤
③掌握绘制结构计算简图的原则
平面一般力系向一点简化
①能够根据不同的情况将平面力系向任一点进行简化
②能够正确的应用合力矩定理。
①掌握平面力系的分类及平面任意力系简化后的四种结果
②掌握平面合力矩定理
平面一般力系的平衡方程
①能够合理的选择坐标系和矩心
②对于平面任意力系,能够合理的选择计算方法,简便快速的进行求解
①掌握平面物系平衡的条件
②掌握平面物系的三种平衡方程
③掌握平面任意力系平衡的求解步骤
刚片、自由度和约束的概念
几何不变体系的简单组成
1能判断刚片数目
2会计算自由度
3会应用基本组成规则进行几何组成分析
1了解平面杆系的几个重要概念
2掌握三刚片规则
3掌握二元体规则
4掌握二刚片规则
7
1能判断出瞬变体系
2能进行几何组成分析
1理解瞬变体系的概念
2掌握瞬变体系的判断方法
3掌握几何不变体系的基本组成规则
8
轴向拉压杆的内力
1会计算轴向拉压杆的内力
2能正确绘制轴力图
①掌握轴向拉压杆内力的计算方法
②掌握轴力图的绘制方法
3掌握轴力图的绘制步骤
9
单跨静定梁的内力
(一)
1会正确计算单跨静定梁的剪力
2会正确计算单跨静定梁的弯矩
①单跨静定梁剪力计算方法
②单跨静定梁弯矩计算方法
③单跨静定梁剪力计算步骤
④单跨静定梁弯矩的计算步骤
10
单跨静定梁的内力
(二)
3会正确应用积分关系绘制单跨静定梁的剪力图
4会正确应用积分关系绘制单跨静定梁的弯矩图
5会正确应用叠加法绘制单跨静定梁的弯矩图
1单跨静定梁剪力图的绘制方法
2单跨静定梁弯矩图的绘制方法
3单跨静定梁剪力图的绘制步骤
4单跨静定梁弯矩图的绘制步骤
11
多跨静定梁的内力
①能正确绘制多跨静定梁的层次图
②会正确绘制多跨静定梁的剪力图
③会正确绘制多跨静定梁的弯矩图
①掌握多跨静定梁层次图的绘制
②多跨静定梁剪力图的绘制方法
③多跨静定梁弯矩图的绘制方法
④多跨静定梁剪力图的绘制步骤
⑤多跨静定梁弯矩图的绘制步骤
静定平面刚架的内力
①能正确计算静定平面刚架的内力
②能正确绘制静定平面刚架的轴力图
③会正确绘制静定平面刚架的剪力图
④会正确绘制静定平面刚架的弯矩图
①理解静定平面刚架的组成
②掌握静定平面刚架内力的计算方法
③掌握静定平面刚架轴力图的绘制方法
④掌握静定平面刚架剪力图的绘制方法
⑤掌握静定平面刚架弯矩图的绘制方法
13
静定平面桁架的内力
①能正确应用结点法计算静定平面桁架的内力
②能正确应用截面发计算静定平面桁架的内力
①理解静定平面桁架的组成
②掌握结点法计算静定平面桁架内力
③掌握截面法计算静定平面桁架内力
物体的重心和形心
①会正确计算截面的面积矩
②能正确计算截面③形心坐标
能正确计算截面惯性矩
④能正确计算截面惯性积
①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
③掌握截面形心坐标的计算公式
④掌握截面惯性矩的计算公式
⑤掌握截面惯性积的计算公式
15
轴向拉压杆的应力
①会正确计算轴向拉压杆横截面上的应力
②会正确计算轴向拉压杆斜截面上的应力
①了解应力的概念,了解应变的概念
②掌握胡克定律
③掌握切应力互等定理
④掌握轴向拉压杆横截面上应力的求法
⑤掌握轴向拉压杆斜截面上应力的求法
16
梁纯弯曲时的正应力
能正确计算梁纯弯曲时的正应力
①了解梁纯弯曲变形的假设
②理解梁纯弯曲正应力公式的推导
③掌握梁的弯曲正应力的计算方法
17
梁剪切弯曲时的切应力
①能正确计算矩形截面的弯曲切应力
②能正确计算工字形截面的弯曲切应力
③能正确计算各种截面的弯曲杆件的最大切应力
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