土木工程力学课程整体教学设计文档格式.docx

土木工程力学课程整体教学设计文档格式.docx

《土木工程力学课程整体教学设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程力学课程整体教学设计文档格式.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

①理解矩形截面梁的弯曲切应力公式的推导

②理解工字形截面梁的弯曲切应力公式的推导

③掌握剪切弯曲杆件的最大切应力公式

18

梁的正应力和切应力强度计算

①能正确应用轴向拉压杆的强度条件进行强度校核

②能正确应用轴向拉压杆的强度条件进行截面设计

③能正确应用轴向拉压杆的强度条件确定容许荷载

①了解容许应力的概念

②了解强度理论的研究对象及强度条件

③掌握轴向拉压杆迁都的计算公式

19

连接件的强度计算

①能正确计算连接件的剪切应力强度

②能正确计算连接件的挤压应力强度

③能正确计算梁的正应力强度

④能正确计算梁的切应力强度

①掌握连接件的剪切实用计算方法及步骤

②掌握连接件的挤压实用计算方法及步骤

③掌握梁的正应力强度计算方法及步骤

④掌握量的切应力强度计算方法及步骤

20

组合变形杆的强度计算

①能正确计算斜弯曲组合变形杆的强度

②能正确计算拉（压）弯组合变形的强度

③能正确计算偏心拉伸（压缩）的强度计算公式

④能对不满足强度条件的构件进行改进

①掌握斜弯曲组合变形杆的强度计算公式

②掌握拉（压）弯组合变形的强度计算公式

③掌握偏心拉伸（压缩）的强度计算公式

④了解提高构件弯曲强度的途径

21

直杆的轴向变形虚功原理

①能求出直杆的轴向变形

②能够应用虚功原理

运用单位荷载法求变形

1会求直杆的轴向变形

2理解虚功原理

3掌握单位荷载法求位移方法

22

①运用积分法求梁的变形

②能校核梁的刚度

③能通过合理方式提高梁的弯曲刚度

①掌握用积分法求梁的变形的方法

②理解梁的刚度条件

③掌握提高梁弯曲刚度的措施

23

①运用图乘法计算静定梁的变形

②运用图乘法计算静定刚架的变形

①理解图乘法的应用条件

②熟练掌握图乘法

24

压杆稳定计算

①运用欧拉公式计算临界力

②计算临界应力

③运用临界应力经验公式

④能计算压杆稳定的各类问题

⑤能运用各种措施提高压杆的稳定性

①掌握轴向受压临界力计算方法

②掌握轴向受压临界应力计算方法

③掌握稳定校核、截面设计及确定容许荷载的方法

④掌握提高压杆稳定性的措施。

25

超静定次数的确定

①能确定结构的超静定次数

②能够结合单位荷载法将超静定问题转化为静定问题

5.1

①掌握超静定次数的确定方法

②掌握力法的基本概念

力法典型方程

①能确定超静定结构的基本结构

②能建立超静定结构的力法方程

③能计算出方程中的系数、自由项及未知力

①熟练掌握力法典型方程

②熟练掌握力法的计算方法

③熟练掌握力法的基本步骤

27

对称性的利用

①能确定选取对称的基本结构

②能将荷载分解为对称荷载

③能选取一半结构

①理解对称性的概念

②熟练对称性的应用方法

28

位移法基本概念

①能列出等值杆的转角方程

②能够确定出位移法的基本未知量

①理解等截面直杆的转角位移方程

②掌握位移法的基本思路

③掌握位移法基本未知量的判断方法

29

位移法的典型方程及计算步骤

①能利用位移法建立求解基本未知量的方程并选取基本结构

②能够利用平衡条件求解方程中的各自由项和系数

③能求解方程中的基本未知量

①熟练掌握位移法的典型方程

②掌握位移法的计算步骤

③熟练掌握位移法的计算方法

30

位移法计算超静定结构示例

①能利用位移法建立求解基本未知量的方程

①掌握位移法的计算步骤

②熟练掌握位移法的计算方法

四、考核方案设计

总成绩=平时成绩×

40%+考试成绩×

60%

平时成绩主要有以下几部分组成：

1.课堂到课、讨论发言情况（5%）

2.个人书面作业（15%）

3.课后小组讨论作业（10%）

4.小组项目作业（10%）

这些成绩作为学生平时成绩一并记入考核成绩中。

考试成绩主要是期末卷面成绩。

五、教材、资料

教材：

邹德奎，土木工程力学，北京，人民交通出版社，2007

参考资料：

吴英龙，工程力学，成都，西南交通大学出版社，1994

李廉锟，结构力学，北京，高等教育出版社，1996