2建筑力学课件.docx
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2建筑力学课件
附件1:
宁夏建设职业技术学院
首届教师教学设计比赛
(专业课)
选手姓名:
赵晓波
专业名称:
建筑工程技术
参赛课程名称:
建筑力学
课程章节名称:
1-3约束与约束反力
一、基本信息
单元名称:
1-3约束与约束反力
授课专业
建筑工程技术
教学时数
2
教
学
目
标
知识目标
熟练掌握柔性约束、光滑接触表面约束、圆柱铰链、可动铰支座、固定端支座的约束特征及相对应的约束反力
能力目标
1、逐步让学生独立思考问题,理解约束的在工程中实际意义,建立实际和模型之间的联系。
2、能运用学到的理论约束知识与实际工程相联系并简单的进行支座简化
教学重点
柔性约束、光滑接触表面约束、光滑铰链约束、可动铰支座、固定端支座的约束特征及约束反力的画法
教学难点
柔性约束、光滑接触面约束、光滑接触面约束、可动铰支座、固定端支座的约束特征及约束反力的画法
教学方法
讲授法、案例教学法、讨论法、多媒体教学和任务驱动法
参考资料(教材)
建筑力学与结构陈客森主编
建筑力学于英主编
二、教学设计
主要教学过程
教师/学生活动
时间分配
引入
回顾:
力和平衡的概念:
力的三要素、表示方法、力系、平衡力系、刚体的概念
静力学公理包括二力平衡公理、加减平衡公理、力的平行四边形法则、作用于反作用公理
引入:
我们所在的教室灯会悬在顶板上而不掉下来?
梁架设在墙上或者柱子上,为什么没有掉下来?
他们都受到了那种力?
教学活动:
任务驱动法、思考法,生活中简单的实例,蕴含着的力学原理
8min
教
学
过
程
1.3约束与约束反力
一、基本概念:
1、自由体:
可以在空间不受限制地任意运动的物体。
例子:
断了线的风筝。
让学生举例生活中还有什么自由体?
2、非自由体:
运动受到了预先给定条件的限制的物体。
例子:
教室的灯管。
学生举例讨论。
3、约束:
阻碍非自由体某些位移的周围物体。
重点:
1、约束指物体
2、约束限制了非自由体的运动(或位移)。
4、约束力:
约束对被约束物体的作用力,它是一种被动力。
物体受到的力一般可以分为两类:
主动力——是使物体运动或使物体有运动趋势的力。
如重力、水压力、土压力、风压力等。
在工程中通常称主动力为荷载。
被动力——是约束对于物体的约束反力。
5、约束力三要素:
作用点:
在相互接触处
方向:
与约束所能阻止的物体的运动方向相反。
大小:
不能事先知道,由主动力确定。
二、常见约束及约束反力
1、柔性约束:
定义:
柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的运动时,都称为柔体约束。
主要作用:
只限制物体沿着柔体约束中心线离开柔体约束的运动,而不能限制物体其他方向的运动。
约束反力方向:
通过接触点,沿着柔体约束中心线且为拉力,用FT表示。
约束特征:
只限制物体沿柔性体伸长方向的运动
实例
2、光滑接触面约束
定义:
物体与其它物体接触,当接触面光滑,摩擦力很小可以忽略不计时,就是光滑接触面约束
主要作用:
只限制物体垂直接触面指向约束的运动,而不能限制物体沿着接触面公切线离开约束的运动。
约束反力方向:
通过接触点,沿着接触点的公法线方向指向被约束物体,用FN表示。
约束特征:
只限制物体沿公法线趋向于支承面方向的运动
实例
三、圆柱铰链约束
定义:
圆柱铰链简称铰链,是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构成,并且认为销钉和圆孔的表面都是光滑的.
主要作用:
销钉只能限制物体在垂直于销钉轴线平面内任意方向的相对移动,而不能限制物体绕销钉的转动.
约束反力方向:
沿接触面某点公法线过铰链的中心,但约束反力方向不能确定。
为计算方便,铰链约束的约束反力常用过铰链中心两个大小未知的正交分力FCx、FCy来表示。
实例
四、可动铰支座
定义:
在固定铰支座下面加几个辊轴支承于平面上,就构成可动铰支座。
支座特点:
限制了杆件的竖向位移,但允许结构绕铰作相对转动,并可沿支座平面方向移动。
约束反力:
作用点确定,即通过铰中心并与支承平面相垂直,但指向未知。
五、固定端支座
定义:
把构件和支承物完全连接为一整体,构件在固定端既不能沿任意方向移动,也不能转动的支座称为固定端支座。
支座特点:
既限制构件的移动,又限制构件的转动。
所以,限制了杆件的竖向位移,但允许结构绕铰作相对转动,并可沿支座平面方向移动。
约束反力:
包括水平力、竖向力和一个阻止转动的力偶。
既不可以移动,也不可以转动,约束反力:
两个正交的未知反力和一个力偶。
实例
六、固定铰支座
定义:
用圆柱铰链把结构或构件与支座底板连接,并将底板固定在支承物上构成的支座称为固定铰支座。
支座特点:
允许结构绕A转动,但不能移动。
约束反力:
通过铰A的中心,但指向和大小均未知。
实例
各类型约束及计算简图
教学活动:
板书讲解约束、约束反力重要概念。
并通过举实例使学生明白
学生活动:
发言讨论
教学活动:
板书与多媒体动画演示结合,什么是柔体约束,以及此约束的的约束特点
教学活动:
板书与多媒体动画演示结合。
生动的展示生活中多出的光滑接触面约束,并简单利用求解受力分析
教师活动:
总结柔体约束和光滑接触面约束
教学活动:
板书与多媒体动画演示结合,我们把门合页看做圆柱铰链约束
教学活动:
板书与多媒体动画演示结合,我们把砖混结构中的梁,一端固定铰支座,一端可动铰支座
教学活动:
板书与多媒体动画演示结合,实际工程我们把预制柱杯口基础,用细石混凝土填筑端部看做固定端支座。
教学活动:
板书与多媒体动画演示结合。
实例展示固定铰支座
10min
10min
10min
7min
10min
10min
10min
10min
三、课堂练习(4min)
画出下图的受力图
四、归纳小结(4mim)
柔性约束:
沿着柔体约束中心线且为拉力,作用点为柔体与物体的交点
光滑接触面约束:
沿公法线指向物体,作用点为接触面
圆柱铰链约束:
沿接触面某点公法线过铰链的中心,但约束反力方向不能确定。
一般表示为作用在铰链中心两个垂直的分力。
可动铰支座:
沿支承面法线(既垂直于支撑面),指向待定
固定端支座:
既不移动,也不转动。
作用在固定端的两个垂直的分力和一个力偶。
固定铰支座:
只限制物体沿圆柱形径向的运动。
不限制其轴向和绕轴的转动运动。
用两个互相垂直的分力表示。
方向不定,作用点就交点。
五、作业安排(2mim)
总结抄写柔性约束、光滑接触面约束、光滑接触面约束、可动铰支座、固定端支座的特征及约束反力的大小、方向、作用点
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- 关 键 词:
- 建筑 力学 课件
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