高校青年教师岗培教学设计.docx
- 文档编号:26140547
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:30KB
高校青年教师岗培教学设计.docx
《高校青年教师岗培教学设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高校青年教师岗培教学设计.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高校青年教师岗培教学设计
高校青年教师岗培教学设计
课程名称结构力学
课题名称结构力学研究的对象、计算简图、
平面杆件结构分类以及荷载分类
班级高师岗前培训(三班)
姓名
贵州省高师培训中心制
2011-5
教材分析:
一、课程的性质与目的
结构力学是一门培养学生具有结构分析与计算能力的学科基础课程,是土木工程专业一门必修的主要课程。
教学目的是在学习《理论力学》、《材料力学》等课程的基础上,进一步学习杆系结构的计算原理和方法,了解常见结构的受力性能,为学习有关专业课程以及进行结构设计与科学研究打下力学基础。
主要任务是培养学生掌握杆系结构的计算原理和方法,培养结构分析与计算方面的能力,使学生具备必要的结构力学知识,具备正确运用计算机计算常见结构的基本能力。
二、课程内容的教学要求
1.结构力学
(1)几何构造分析:
掌握平面几何不变体系的基本组成规律及其应用。
(2)静定结构的受力分析:
灵活运用隔离体平衡法,熟练掌握梁和刚架内力图的作法以及桁架内力的计算方法,掌握静定组合结构和拱的内力的计算方法。
了解静定结构的力学特性。
(3)虚功原理及结构的位移计算:
理解变形体虚功原理的内容及其应用,熟练掌握静定结构位移的计算方法,了解互等定理。
(4)影响线:
理解影响线的概念,掌握作静定梁和桁架内力影响线的静力法,了解机动法。
会用影响线求移动荷载下结构的最大内力。
(5)力法:
掌握力法的基本原理和用力法计算超静定结构在各种外因作用下的内力。
会计算超静定结构的位移。
了解超静定结构的力学特性。
(6)位移法:
掌握位移法的基本原理和刚架在荷载作用下的计算。
(7)力矩分配法:
掌握力矩分配法的概念,会用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。
2.结构力学
(1)结构矩阵分析:
掌握用矩阵位移法计算杆件结构的原理和方法。
(2)结构的动力计算:
掌握结构动力分析的基本方法,掌握单自由度及多自由度体系的自由振动及其在简谐荷载作用下的受迫振动的计算方法。
了解阻尼的作用。
了解频率的近似计算方法。
(3)结构的稳定计算:
理解稳定问题的基本概念。
掌握确定简单杆系的临界荷载的静力法和能量法。
(4)结构的极限荷载:
理解结构极限分析的基本概念,理解比例加载的一般定理。
会计算静定结构和超静定梁的极限荷载。
三、上机实习要求
了解平面杆系结构阵位移法计算程序的原理、结构和数据输入、输出的内容,通过上机实习掌握其应用。
会用已有程序解决连续梁、刚架、桁架和组合结构的计算问题,能根据具体问题的要求对程序作局部的修改和适当的扩充。
四、能力培养的要求
1.分析能力的培养:
主要是对结构计算简图进行分析的能力的培养,同时也要注意培养针对具体结构选取计算简图的能力的培养。
2.计算能力的培养:
要求学生通过本课程的学习,具备对各种平面杆系结构进行计算或确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力;初步具有使用结构计算程序的能力。
3.自学能力的培养:
通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力。
4.表达能力的培养:
主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
5.创新能力的培养:
培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力。
五、建议学时分配
课程内容
讲课
习题课或课堂讨论
实验
上机
结构力学
52
12
绪论
2
几何构造分析
2
2
静定结构的受力分析
10
4
虚功原理及结构的位移计算
8
2
影响线
6
力法
8
2
位移法
6
2
力矩分配法
8
机动
2
结构力学II
40
16
结构矩阵分析
10
16
结构的动力计算
14
结构的稳定计算
10
结构的极限荷载
6
六、考核方式
总评成绩=平时成绩+上机成绩+期末考试成绩
平时成绩占10%
上机成绩占10%
期末考试成绩占80%
学情分析
学习本课程必须具备一定的基础知识。
现授课班级已经是三年级的学生,他们已经学习了高等数学、线性代数、理论力学以及材料力学,因此学生已经具备学习结构力学的基础条件,他们完全能够在已有的基础上进一步掌握杆系结构的计算原理和方法,了解各类结构的受力性能,为学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打下良好的力学基础。
《结构力学》教案
章节名称
第一章绪论结构力学研究的对象、计算简图、平面杆件结构分类以及荷载分类
计划学时
2
教学目标
课程标准:
结构力学是一门培养学生具有结构分析与计算能力的学科基础课程,是土木工程专业一门必修的主要课程。
教学目的是在学习材料力学等课程的基础上,进一步学习杆系结构的计算原理和方法,了解常见结构的受力性能,为学习有关专业课程以及进行结构设计与科学研究打下力学基础。
主要任务是培养学生掌握杆系结构的计算原理和方法,培养结构分析与计算方面的能力,使学生具备必要的结构力学知识,具备正确运用计算机计算常见结构的基本能力。
本节(课)教学目标:
1.知识与能力目标
了解结构力学的研究对象与任务。
掌握荷载及支座与结构的分类。
理解结构计算简图形成的原则与方法。
2.过程与方法目标
通过对结构力学的研究对象及任务;荷载的分类;结点与支座的分类;结构的计算简图及其分类进行讲授,从而使学生了解结构力学的任务和结构力学与其他课程间的关系以及常见杆件结构类型;掌握结构计算简图的概念和确定计算简图的原则;掌握杆件结构的支座分类、结点分类、荷载分类。
3.态度与价值观目标
(1)了解结构力学的任务,与其他课程间的关系及常见杆件结构类型;
(2)掌握结构计算简图的概念和确定计算简图的原则;
(3)掌握杆件结构的支座分类、结点分类、荷载分类。
项目
内容
解决措施
教学重点
荷载及支座与结构的分类。
课堂讲授+课后作业检查+作业信息反馈+答疑指导
教学难点
结构计算简图形成的原则与方法
课堂讲授+课后作业检查+作业信息反馈+答疑指导
教学方法教学媒介
课堂讲授+课后作业检查+作业信息反馈+答疑指导
采用黑板教学,同时运用网络教学平台。
《结构力学研究的对象、计算简图、平面杆件结构分类以及荷载分类》详案
教学行为
教学过程
教师活动
学生活动
备注
3~5分钟
引入新课
本课程是土木工程专业必修的一门主要的专业基础课。
本课程的教学目的,是使学生在学习理论力学和材料力学的基础上,进一步掌握分析与计算杆件体系的基本原理和方法,了解土木工程中常用的各类结构的受力性能,培养结构分析与计算(包括手算与电算)方面的能力,为学习有关专业课程以及进行结构设计和科研打下必要的力学基础。
那么,首先我们得知道什么是结构,掌握结构力学的研究对象以及任务?
怎样将工程实体进行简化,掌握平面杆件结构的分类,熟悉荷载的分类
思考:
为什么土木工程专业的学生必须学习结构力学?
回答:
略
25~30分钟
展开
新课
学习
第一节结构力学的研究对象及任务
一、结构的概念
由若干杆件按照一定方式组成并能承受荷载作用的构筑物称为工程结构(简称结构)。
二、结构的分类
1、按构件的几何特征分为:
杆系结构(空间或平面)、板壳(薄壁:
薄板、薄壳)结构、实体结构。
<1>、杆系结构:
由杆件组成。
几何特征:
横截面<<长度
<2>、板壳(薄壁:
薄板、薄壳)结构
几何特征:
厚度<<长度和宽度
<3>、实体结构
几何特征:
结构的长、宽、高属同一量级
2、按结构型式划分为:
砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等;
3、从建筑材料划分:
砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构、组合结构等;
4、从空间角度划分:
平面结构、空间结构等;
5、图例:
见课件
三、《结构力学》研究的对象:
平面杆系结构
四、《结构力学》研究的内容(任务)
<1>探讨平面杆系结构的组成规律及合理形成;<2>研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的内力(强度计算);<3>研究平面杆系结构在载荷等外因作用下产生的变形(刚度计算);<4>**分析平面杆系结构的稳定性。
五、与其它课程的关系
《结构力学》讨论平面杆系结构及构件的强度、刚度、稳定问题以及结构体系的几何组成分析。
前修课程:
《理论力学》着重讨论物体机械运动的规律。
《材料力学》讨论单根杆件的强度、刚度和稳定问题
后续课程:
《弹性力学》:
实体结构的强度、刚度和稳定问题。
注意:
1、扩展和延伸《理论力学》(力系的平衡、约束的性质、质点系及刚体虚位移原理、运动及动力分析)、《材料力学》(内力分析、强度、刚度和稳定性分析)的基础内容;是《钢筋混凝土结构》、《钢结构》、《地基基础》和《结构抗震设计》、《毕业设计》等课程和实践环节的基础;2、实用性强,计算结果是各类结构设计的依据3、基本理论、方法是计算机辅助设计软件的核心基础。
第二节结构的计算简图
一、结构计算简图
在结构计算中,用以代替实际结构,并反应实际结构主要受力和变形特点的计算模型。
二、结构计算简图的简化原则
1、反映实际结构的主要受力和变形特点:
计算结果安全可靠;
2、便于计算:
简化程度与计算手段以及对结果的要求相一致。
三、简化的内容
1、结构体系和构件的简化
空间杆系结构——平面杆系结构
杆系结构的杆件——其杆件轴线代替。
2、材料性质的简化
结构为连续、均匀、各项同性,完全弹性体
3、载荷的简化
自重或惯性力——体积力
其它物体通过接触面传给结构的作用力——表面力
4、杆件之间连接(结点)的简化:
理想结点代替杆件与杆件之间的连接
用杆轴线构成的几何轮廓代替原结构的几何尺寸,并且所有杆件轴线都位于同一平面内,且通过结点的中心,全部结点都当作理想铰结点。
<1>、铰结点:
汇交于一点的杆端是用一个完全无磨擦的光滑铰连结。
铰结点所连各杆端可独自绕铰心自由转动,即各杆端之间的夹角可任意改
<2>、刚结点:
汇交于一点的杆端是用一个完全不变形的刚性结点连结,形成一个整体。
刚结点所连各杆端相互之间的夹角不能改变。
<3>、组合结点(半铰):
刚结点与铰结点的组合体。
5、结构与基础之间连接(支座)的简化
<1>、活动铰支座:
允许沿支座链杆垂直方向的微小移动。
沿支座链杆方向产生约束力。
<2>、固定铰支座:
允许饶固定铰铰心的微小转动。
过铰心产生任意方向的约束力(分解成水平和竖直方向的两个力
<3>、固定支座:
不允许有任何方向的移动和转动,产生水平、竖直及限制转动的约束力。
第三节平面杆件结构的分类
不同的分类方法:
一、按结构体系:
平面结构、空间结构
二、按几何特征:
杆件、壳体、实体
三、按计算方法:
静定结构、超静定结构
四、按结构的受力特点
梁----由水平(或斜向)放置杆件构成。
梁构件主要承受弯曲变形,是受弯构件。
刚架----不同方向的杆件用结点(至少有一刚结点)连接构成。
刚架杆件以受弯为主,所以又叫梁式构件。
桁架----由若干直杆在两端用铰结点连接构成。
桁架杆件在结点荷载作用下,承受轴向变形,是拉压构件。
拱-----般由曲杆构成。
在竖向荷载作用下有水平支座反力(或称水平推力)。
组合结构----由梁式杆和桁架杆构成。
特殊的组合结构----排架
第四节荷载的分类
一、按作用时间长短
恒载:
永久作用在结构上。
如结构自重、永久设备重量。
活载:
暂时作用在结构上。
如人群、风、雪(在结构上可占有任意位置的可动荷载)及车辆、吊车(在结构上平行移动并保持间距不变的移动荷载)。
二、按作用位置是否变化:
固定荷载和移动荷载
三、按作用性质(是否考虑惯性力影响)
静力荷载:
荷载由零加至最后值的加载过程中,结构始终保持静力平衡,即可忽略惯性力的影响。
动力荷载:
要考虑惯性力影响。
四、按与结构的接触情况:
:
直接荷载、间接荷载
注:
1、荷载:
作用在结构上的主动力。
2、某些非荷载因素,如:
制造(加工)误差、温度变化(材料变形)、基础沉降等也会在结构中产生内力、变形。
1、认真听讲
2、思考:
(1)什么是结构以及各种结构的几何特征?
(2)结构力学研究的对象以及任务?
(3)什么是结构计算简图?
(4)学习结构计算简图的目的和意义?
(5)如何将实际结构进行简化?
(6)静定结构和超静定结构的受理特征?
(6)如何将空间结构简化为平面?
回答:
略
5~10分钟
巩固
新课
简述结构、结构力学的研究对象及任务、结构力学的计算简图、平面杆件结构的分类、荷载的分类
1、认真听讲
2、提出疑问:
略
2~5分钟
小结
小结:
1、结构的定义
2、从实际结构到计算简图的简化内容:
材料、结构体系、杆件、结点、支座、荷载
3、杆系结构分为梁、刚架、桁架、拱、组合结构的分类依据、按受力特征
1、认真听讲
2、提出疑问:
略
1~2分钟
课后作业
阅读本章的内容,预习第二章第1、2、3节的内容
列出自己不明白的问题
板书
设计
第一章绪论
§1-1 结构力学的研究对象和任务
一、结构的概念;
二、结构的分类;
三、结构力学的以及对象;
四、结构力学的已经任务;
五、结构力学与其他课程之间的联系。
§1-2 结构计算简图:
一、构计算简图的概念;
二、结构计算简图的简化原则;
三、结构计算简图的简化内容。
§1-3 平面杆系结构的分类
不同的分类方法:
一、按结构体系:
平面结构、空间结构;
二、按几何特征:
杆件、壳体、实体;
三按计算方法:
静定结构、超静定结构;
四、按结构的受力特点。
§1-4 荷载分类
一、按作用时间长短:
恒载和活载;
二、按作用位置是否变化:
固定荷载和移动荷载;
三、按作用性质(是否考虑惯性力影响):
静力荷载和动力荷载;
四、按与结构的接触情况:
:
直接荷载、间接荷载
课后反思
练习题:
(1) 结构力学中结构的计算针对的是实际的结构还是经过对实际结构简化后形成的计算简图?
(2) 如何将一个实际的结构简化为便于分析的结构计算模型?
参阅书目:
1、李廉锟主编《结构力学》(第三版)高等教育出版社1996
2、朱伯钦周竞欧许哲明编著《结构力学》(第二版)同济大学出版社2004
3、洪范文主编《结构力学》(第五版)高等教育出版社2005
4、龙驭球包世华编著《结构力学教程》(Ⅰ、Ⅱ)高等教育出版社2000
5、阮澍铭于玲玲编著《结构力学概念题解》中国建筑工业出版社2004
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高校 青年教师 教学 设计