建筑力学与结构课程教学计划教案.pdf

-1-浙江大学教务处 建筑力学与结构课程标准教案 课程名称：建筑力学与结构 总学时数：40 课程类型：必修 课程性质：专业课 适用专业：建筑工程 学 分：2 修（制）订人：修（制）订日期：审核人：批准人：一、课题的性质与任务 本课程授课时间为 40 学时，理论课时 30 学时，实践课时 10 学时。建筑力学与结构本课程是作为从事土木建筑工程专业人员所必修的一门专业课。本课程包括混凝土结构、砌体结构、钢结构、建筑结构抗震基本知识等内容。通过学习，应能了解建筑结构的设计方法，掌握混凝土结构、砌体结构和钢结构基本构件的计算方法，理解结构构件的构造要求，能正确识读建筑结构施工图，并能处理建筑施工中的一般结构问题。二、知识能力培养目标 通过课程的学习学生应达到以下要求：（1）理论联系实际；（2）注意同力学课程的联系与区别；（3）注意培养自己的综合分析问题能力；（4）要重视各种构造措施；三、各教学环节学时分配：章次 内容 课内第一章 建筑结构设计基本原理 4 第二章 建筑材料力学性能 2 第三章 钢筋混凝土受弯构件计算 6 第四章 钢筋混凝土受压构件计算 4 第五章 预应力钢筋混凝土结构的一般知识 4 -2-第六章 钢筋混凝土梁板结构 4 第七章 钢筋混凝土高层建筑结构简介 2 第八章 砌体结构 6 第九章 钢结构简介 4 第十章 建筑结构抗震 4 合计 40 四、课程内容 第一章 建筑结构设计基本原理（一）教学目的与要求 通过本章的学习，熟悉结构的概念和分类；了解建筑结构的功能要求；了解极限状态和概率极限状态设计方法的基本概念；掌握荷载的分类和荷载效应相关知识；理解并熟练掌握结构的可靠度和可靠指标的概念。（二）讲授内容 1第一节 建筑结构组成和分类 2第二节 结构的功能要求和极限状态 3第三节 结构上的荷载和荷载效应 4第四节 结构构件的抗力和材料强度 5第五节 概率极限状态设计法 6.第六节 耐久性规定 （三）重点、难点 1 建筑结构组成和分类（重点）2 结构的功能要求和极限状态（重点）3 结构上的荷载和荷载效应（难点）4 概率极限状态设计法（难点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象。-3-第二章 建筑材料的力学性能（一）教学目的与要求 通过本章的学习掌握建筑钢材、混凝土的种类和强度等级；掌握建筑钢材、混凝土设计指标的查用方法；理解混凝土强度和变形的基本概念及基本规律；理解建筑钢材的力学性能及其影响因素；理解混凝土与钢筋的粘结性能，粘结应力与钢筋应力之间的关系；熟悉保证钢筋与混凝土之间协同工作的构造措施，熟悉钢材的连接方法。（二）讲授内容 1第一节 混凝土 2第二节 钢筋 3第三节 钢筋与混凝土之间的粘结力 （三）重点、难点 1混凝土强度（重点）2钢筋的种类（重点）3钢筋的力学性能（难点）4钢筋和混凝土胶结力的组成（重点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象。-4-第三章 钢筋混凝土受弯构件计算（一）教学目的与要求 本章应抓住“实验-基本假定-应力图形-基本公式-适用条件”为主线进行教学。以钢筋混凝土基本构件实验为基础，分析构件的受弯受力破坏现象和构件挠度、裂缝产生机理，阐明基本假定；以假定为准则，绘出应力图形，突出问题的主要特性并使其简单化；以应力图形为框架，推导基本公式和适用条件，并注重构造要求。通过本章的学习，理解并掌握混凝土受弯构件的实验结果、受力特点、计算方法和构造要求；理解受弯构件变形及裂缝宽度验算的基本概念及计算原理。掌握有关计算方法。（二）讲授内容 1第一节 板和梁的一般构造要求 2第二节 受弯构件正截面破坏特征 3第三节 受弯构件正截面承载力计算 4第四节 受弯构件斜截面破坏特征 5第五节 斜截面承载力计算 6.第六节 钢筋混凝土受弯构件的变形验算 7.第七节 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度验算 （三）重点、难点 1板和梁的一般构造要求（重点）2受弯构件正截面破坏特征（重点）3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算（难点）4T 型截面受弯构件正截面承载力计算（难点）5受弯构件斜截面破坏特征（重点）6斜截面承载力计算（难点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象。-5-第四章 钢筋混凝土受压承载力构件计算（一）教学目的与要求 本章应抓住“实验-基本假定-应力图形-基本公式-适用条件”为主线进行教学。以钢筋混凝土基本构件实验为基础，分析构件的受压受力破坏现象，阐明基本假定；以假定为准则，绘出应力图形，突出问题的主要特性并使其简单化；以应力图形为框架，推导基本公式和适用条件，并注重构造要求。通过本章的学习，理解并掌握混凝土受压构件的实验结果、受力特点、计算方法和构造要求；掌握有关计算方法。（二）讲授内容 1第一节 轴心受压构件承载力计算 1.破坏特征：（短柱的破坏特征，长柱的破坏特征）2.基本计算公式 3.计算方法（例题讲解）2第二节 偏心受压构件承载力计算 1.破坏特征：（大偏心受拉破坏，小偏心受压破坏）2.基本计算公式 3.计算方法（例题讲解）3第三节 受压构件的构造要求 1.材料强度 2.截面形状的尺寸 3.纵向钢筋 4.箍筋（三）重点、难点 1受压构件的构造要求（重点）2轴心受压构件承载力计算（难点）3.偏心受压构件承载力计算（难点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象。第五章 预应力钢筋混凝土结构的一般知识（一）教学目的与要求 -6-本章主要内容有预应力钢筋混凝土的基本概念，预应力钢筋混凝土的施工工艺，预应力钢筋混凝土结构的材料，预应力损失，预应力钢筋混凝土构件的构造规定。通过本章的学习，要求理解并掌握预应力钢筋混凝土的基本概念，预应力钢筋混凝土的施工工艺，预应力钢筋混凝土构件的构造规定。（二）讲授内容 1第一节 预应力钢筋混凝土的基本概念 1.预应力的分类 2.预应力的特点 2第二节 预应力钢筋混凝土的施工工艺（先张法和后张法）3第三节 预应力钢筋混凝土结构的材料 4第四节 预应力损失 引起预应力损失的因素及防止措施 5第五节 预应力钢筋混凝土构件的构造规定 （三）重点、难点 1预应力钢筋混凝土的基本概念（重点）2预应力钢筋混凝土的施工工艺（重点）3预应力损失（难点）4预应力钢筋混凝土构件的构造规定（重点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象 第六章 钢筋混凝土梁板结构（一）教学目的与要求 -7-本章主要讲述钢筋混凝土楼盖、楼梯的结构布置、受力特点、内力计算方法、截面设计要点以及构造要求。通过本章的学习，要求了解梁板结构的类型及受力特点，熟悉掌握单向板楼盖的内力计算、截面设计要点以及配筋构造要求，了解板式楼梯的计算及构造要求。（二）讲授内容 1第一节 现浇钢筋混凝土楼（屋）盖结构 1.现浇钢筋混凝土楼（屋）盖的结构形式及受力特点 2.单向板和双向板的区分 2第二节 现浇整体式单向板肋形楼盖的设计 1.单向板的受力特点 2.计算单位的确定 3.计算跨度的简化 4.内力计算 5.构造要求 3第三节 双向板肋梁楼盖 1.双向板的受力特点 2.计算单位的确定 3.计算方法 4.内力计算 5.构造要求 4第四节 装配式楼盖 5第五节 楼梯 1.楼梯的类型 2.板式楼梯的构造和设计 3.梁板式楼梯的构造和设计（三）重点、难点 1现浇钢筋混凝土楼（屋）盖结构（重点）2现浇整体式单向板肋形楼盖的设计（难点）3双向板肋梁楼盖（难点）4楼梯（重点）-8-（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象 第七章 钢筋混凝土高层结构简介（一）教学目的与要求 -9-通过本章的学习，了解并掌握高层建筑结构体系与结构布置的特点；理解框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的设计原理；了解解框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的一般构造要求。（二）讲授内容 1第一节 高层建筑结构综述 1.高层结构的发展史 2.高层结构的划分 3.高层结构的类型 4.高层结构的选型 5.高层结构的结构布置原则 2第二节 框架结构构造 1.框架结构的特点 2.框架结构的尺寸估算 3.延性框架的要求 4.框架结构的设计 3第三节 剪力墙结构 1.剪力墙结构的特点 4第四节 框架-剪力墙结构 （三）重点、难点 1高层建筑结构综述（重点）2框架结构设计原理（重点）3剪力墙结构设计原理（重点）4框架-剪力墙结构设计原理（重点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象 第八章 砌体结构（一）教学目的与要求 -10-本章主要介绍了砌体材料的种类和受力特点，无筋砌体受压和刚性方案房屋的计算，对砌体结构中的过梁、墙梁、挑梁的受力性能及构造进行了简单的介绍，并对多层砌体房屋的构造要求进行了说明。要求学生掌握无筋砌体受压构件承载力计算和刚性方案房屋的计算，熟悉多层砌体房屋的构造要求，了解过梁、墙梁、挑梁的受力特点及其构造要求。（二）讲授内容 1第一节 砌体材料的种类和受力特点 1.砌体材料的性能，强度等级 2.砌体的种类 3.砌体的抗压强度 4.砌体的轴心抗压，弯曲抗拉及抗剪强度设计值 5.砌体材料的选择 2第二节 砌体结构构件的计算 1.无筋砌体受压承载力计算 2砌体的局部受压承载力计算 3第三节 刚性方案房屋计算 1.混合结构房屋的承重体系 2.混合结构房屋的静力计算方案 3.墙柱的高厚比验算 4第四节 过梁、墙梁、挑梁 1.过梁设计 2.墙梁的构造要求 3.挑梁承载力的计算 5第五节 多层砌体房屋构造要求 1.一般的构造要求 2.圈梁 3.构造柱 4.防止和减轻砌体开裂的主要措施 -11-（三）重点、难点 1砌体材料的种类和受力特点（重点）2砌体结构构件的计算（难点）3刚性方案房屋计算（难点）4多层砌体房屋构造要求（重点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象 第九章 钢结构简介（一）教学目的与要求 -12-通过本章的学习，要求了解钢结构的连接方法和特点，掌握对接焊缝和角焊缝的构造要求和计算方法，掌握普通螺栓和高强度螺栓的构造要求和计算方法。了解轴心受力构件的强度和刚度计算，掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定计算。了解钢梁的类型、强度、刚度计算，掌握钢梁整体稳定计算，了解梁局部稳定的概念，设置加劲肋的原则。了解普通钢屋架的形式和尺寸，掌握钢屋架施工图翻样。（二）讲授内容 1第一节 钢结构材料 2第二节 钢结构的连接 3第三节 钢结构构件 4第四节 钢屋盖结构简介 5第五节 钢结构施工图的识读（三）重点、难点 1钢结构材料（重点）2钢结构的连接（难点）3钢结构构件（重点）4钢结构施工图的识读（重点）（四）教学建议 在多媒体投影教学，理论结合实践操作，加强印象 第十章 建筑结构抗震（一）教学目的与要求 -13-通过本章的学习，要求掌握地震烈度和地震震级的概念；熟悉地震的活动性及地震震害；掌握抗震设防的依据、设防标准；懂得场地的确定方法；掌握单质点与多质点弹性体系的水平地震作用计算方法；了解竖向地震作用的计算；熟悉抗震验算的原则；了解多层砌体房屋与钢筋混凝土结构房屋的震害特点；掌握多层砌体房屋水平地震作用与多层剪力的计算方法；掌握钢筋混凝土框架结构房屋的抗震验算方法。（二）讲授内容 1第一节 地震的基本知识 2第二节 地震作用与结构抗震验算 3第三节 多层砌体房屋的抗震 4第四节 钢筋混凝土框架结构房屋的抗震 （三）重点、难点 1地震的基本知识（重点）2地震作用与结构抗震验算（难点）3多层砌体房屋的抗震（难点）4钢筋混凝土框架结构房屋的结构选型和布置（重点）（四）教学建议 主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 4 本次课标题 建筑力学概述 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 10、11 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 10、16 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 10、12 日 -14-教学目标 通过本章学习，了解建筑力学的任务，掌握刚体、变性固体及基本假设，了解杆件变形的基本形式以及荷载形式。教学 主要内容 1、建筑力学的任务 2、刚体、变性固体的基本假设 3、杆件极其变形的基本形式 教学重点、难点 1、刚体、变性固体的基本假设 2、杆件变形的基本形式 教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -15-新课导入：建筑力学是一门重要的专业基础课，掌握基本的力学知识和计算方法可为建筑工程领域的结构设计和建筑施工等提供基本保障，也为进一步学习相关的专业课程打下必要的基础。教学过程和教学内容设计：建筑力学的任务 建筑物中支承荷载而起骨架作用的部分称为结构，结构中的每一个基本部分称为构件。工程上把作用于建筑物上的力称为荷载。全部构件由杆件构成的结构称为杆系结构。建筑力学研究的对象主要是杆系结构，实际工程中还有薄壁结构、实体结构等，这些结构是弹性力学等课程研究的内容。结构或构件抵抗破坏的能力通常称为强度；抵抗变形的能力称为刚度；保持其原有的平衡形式的能力称为稳定性。受一定荷载作用的构件，要求其能正常工作，一般须满足以下三方面的要求：足够的强度、必要的刚度和足够的稳定性。建筑力学的任务是研究各种建筑结构构件在荷载作用下的平衡条件以及承载能力。刚体、变形固体及基本假设 一、刚体与变形固体的概念 刚体是指在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。这是一个理想化的力学模型。任何物体在力的作用下，都将发生变形，当这些微小变形对研究物体的平衡问题影响甚小时，可以将物体看成刚体。工程中的构件都由一些固体材料制成，如钢、铸铁、木材、混凝土等，这些固体材料在力的作用下会产生变形，称为变性固体。二、变性固体的基本假设 任何学科都是建立在一定的假设基础上的，建筑力学也不例外，它的基本假设有两个：1、变性固体的连续、均匀、各向同性假设 2、结构及构件的微小变形假设 杆件及其变形的基本形式 一、杆件 各类结构中构件的形状多种多样，其中大量的构件如梁、柱等，它们的长度比其他两个方向尺寸大得多（5 倍以上），这类构件统称为杆件；当构件两个方向的尺寸远大于另一个方向的尺寸时，称为薄壳或薄板；当构件三个方向的尺寸均接近时，称为实体构件。建筑力学主要研究对象是杆件，杆件的形状和尺寸可以由杆件的横截面和轴线两个主要几何因素来描述。轴线为直线、横截面相同的杆称为等直杆，本课程主要研究这种等直杆。-16-二、杆件变形的基本形式 杆件在不同形式的荷载作用下，将发生不同形式的变形。杆件的变形有下列四种基本形式：1、轴向拉伸或压缩 2、剪切 3、扭转 4、弯曲 四、荷载的形式 工程中常见的荷载分类如下：1、按作用方式分：（1）集中荷载作用在一点处的力 （2）分布荷载 1）在体积中分布的力 2）在面积上分布的力 3）在长度上分布的力 2、按作用性质分：（1）静荷载 （2）动荷载 教学小结与拓展：布置作业或思考题：说明：教学手段（传统教学法、多媒体教学）教学方法（讲授法）-17-教案首页 20172018 学年第一学期 顺序号：（2）主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 6 本次课标题 静力学基本概念 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 17、18、24 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 17、23、24 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 17 19、24 日 教学目标 通过本章学习，掌握力的平衡，静力学基本公式，了解力在坐标轴上的投影、合理投影定理，了解力矩、力偶，掌握力的等效平移。教学 主要内容 2、力与平衡的概念 2、静力学基本公式 3、力在坐标轴上的投影、合理投影定理 4、力矩、力偶和力的等效平移 教学重点、难点 1、静力学基本公式 2、力在坐标轴上的投影 3、力的等效平移 教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -18-新课导入：静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。在静力学中具体讨论物体的受力分析、力系的简化和各种力系的平衡条件及其应用。本章将介绍静力学的基本概念及基本公理。教学过程和教学内容设计：力与平衡的概念 一、力的概念 1、力的定义 力是物体之间相互的机械作用。由于力的作用，物体的机械运动状态将发生改变，同时还引起物体产生变形。前者称为力的运动效应（或外效应）；后者称为力的变形效应（或内效应）。2、力的三要素 力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点，这三个因素称为力的三要素。二、平衡的概念 所谓物体的平衡，建筑工程上一般是指物体相对于地面保持静止状态或作匀速直线运动状态。要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力系必需满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件。作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。静力学研究物体的平衡问题，实际上就是研究作用于物体上的力系的平衡条件，并利用这些条件解决具体问题。静力学基本公理 1、力的平行四边形公理 作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。2、二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。3、加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。也就是说，如果两个力系只相差一个或几个平衡力系，则它们对刚体的作用是相同的，可以等效代换。4、四、作用与反作用公理 两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，沿同一直线并分别作用于两个物体上。-19-力在坐标轴上的投影、合理投影定理 一、力在坐标轴上的投影 1、力在坐标轴上的投影 投影符号正、负的规定：当从力始端投影到终端投影的方向与坐标轴的正向一致时，该投影取正值；反之，取负值。两种特殊情形：当力与轴垂直时，投影为零。当力与轴平行时，投影的绝对值等于力的大小。二、合力投影定理 合力投影定理：合力在任一坐标轴上的投影等于各分力在同一坐标轴上投影的代数和。用解析法求平面汇交力系的合力 式中 为合力 FR与 x 轴所夹的锐角。合力的作用线通过力系的汇交点 O，合力 FR的指向，由 FRX和 FRY(即FX、FY)的正负号来确定。力矩、力偶的概念和力的等效平移 一、力矩 力 F 与距离 d 两者的乘积来量度力 F 对物体的转动效应。转动中心 O 称为力矩中心，简称矩心。矩心到力作用线的垂直距离 d，称为力臂。改变力 F 绕 O 点转动的方向，作用效果也不同。力 F 对物体绕 O 点转动的效应，由下列因素决定：（1）力的大小与力臂的乘积。（2）力使物体绕 O 点的转动方向。MO(F)=通常规定：逆为正，反之为负。在平面问题中，力矩为代数量。力矩的单位：（）或（）平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩，等于力系中各分力对同一点的力矩的代数和。这就是平面力系的合力矩定理。用公式表示为 二、力偶 平面内一对等值反向且不共线的平行力称为力偶，它是一个不能再简化的基本力系 三、力的等效平移 作用于刚体上的力可平行移动到刚体内任意一点，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力对新作用点之矩。这样，平移前的一个力与平移后的一个力和一个力-20-偶对刚体的作用效果等效。教学小结与拓展：布置作业或思考题：习题 2-2,2-4 说明：教学手段（传统教学法、多媒体教学）教学方法（讲授法）-21-教案首页 -22-23-24-20172018 学年第一学期 顺序号：（3）主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 6 本次课标题 物体的受力分析及结构计算简图 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 25 日；10 月 8、9 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 25、30 日；10 月 8 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 25 日；10 月 8、10 日 教学目标 通过本章学习，掌握物体受力分析的方法与受力图的绘制以及结构计算简图。-25-教学 主要内容 3、约束和约束反力 2、结构计算简图 3、物体的受力分析与受力图 教学重点、难点 4、物体受力分析 5、绘制受力图 教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -26-新课导入：了解力学的基本公理之后，物体的受力状况究竟是怎么样的，我们在实际工程中如何将物体受力情况表示出来？这些问题显得尤为重要，也是我们必须掌握的一项基本技能，能帮助我们更好地进行分析。教学过程和教学内容设计：约束和约束反力 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束体，简称约束。阻碍物体运动的力称为约束反力，简称反力。所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍物体运动的方向相反。由此可以确定约束反力的方向或作用线的位置。物体受到的力一般可以分为主动力、约束反力。一般主动力是已知的，而约束反力是未知的 工程上常见的几种约束类型如下：一、柔体约束 柔体约束只能限制物体沿着柔体约束中心线离开柔体约束的运动，而不能限制物体沿着其它方向运动，所以柔体约束反力通过接触点，其方向沿着柔体约束的中心线背离物体，这种约束反力通常用 FT表示 。二、光滑接触面约束 若两物体接触处的摩擦很小，与其他力相比可以省去不计时，则可认为接触面是光滑的。由光滑面所形成的约束，称为光滑接触面约束。其约束反力通过接触点，方向沿着光滑面的公法线而指向物体，通常用 FN表示。三、光滑圆柱铰链约束 两个构件被钻上同样大小的孔，并用圆柱形销钉连接起来，略去摩擦，称这种约束为光滑圆柱铰链约束，这类约束有以下几种类型：1、圆柱形铰链 2、铰链支座 3、滚轴支座 -27-四、固定支座 既限制物体沿任何方向移动，又限制物体的转动，这种约束称为固定支座。结构计算简图 四、结构计算简图的简化原则 画出结构计算简图是对实际结构进行力学分析的重要步骤，选取结构计算简图应遵循下列两条原则：1、反映结构的实际情况，使计算结果精确可靠 2、分清主次，略去次要因素，以便于分析和计算 五、结构计算简图的简化方法 1、结构体系的简化（1）平面简化（2）杆件简化（3）结点简化 2、支座的简化 支座是指结构与基础（或别的支承构件）之间的连接构造，它的作用是使基础（或别的支承构件）与结构连起来，达到对结构的支承。在平面杆件结构的计算简图中，支座通常可简化为铰支座、滚轴支座和固定支座这三种基本类型。3、荷载的简化 物体的受力分析与受力图 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，然后根据已知条件、约束类型并结合基本概念和公理分析研究对象的受力情况，这个过程称为受力分析。受力图的画法可以概括为以下几个步骤：1、根据题意恰当地选取研究对象，再取分离体 2、画出分离体所受的全部主动力 3、在分离体上原来存在的约束的地方，按照约束类型逐一画出全部的约束反力 画受力图应注意以下几点：1、明确研究对象 2、不要漏画和多画力 3、正确地画出约束反力 4、注意作用与反作用关系 5、注意识别二力构件 -28-教学小结与拓展：主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 4 本次课标题 建筑力学概述 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 10、11 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 10、16 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 10、12 日 教学目标 通过本章学习，了解建筑力学的任务，掌握刚体、变性固体及基本假设，了解杆件变形的基本形式以及荷载形式。教学 主要内容 4、建筑力学的任务 2、刚体、变性固体的基本假设 3、杆件极其变形的基本形式 教学重点、难点 1、刚体、变性固体的基本假设 2、杆件变形的基本形式 教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -29-新课导入：建筑力学是一门重要的专业基础课，掌握基本的力学知识和计算方法可为建筑工程领域的结构设计和建筑施工等提供基本保障，也为进一步学习相关的专业课程打下必要的基础。教学过程和教学内容设计：建筑力学的任务 建筑物中支承荷载而起骨架作用的部分称为结构，结构中的每一个基本部分称为构件。工程上把作用于建筑物上的力称为荷载。全部构件由杆件构成的结构称为杆系结构。建筑力学研究的对象主要是杆系结构，实际工程中还有薄壁结构、实体结构等，这些结构是弹性力学等课程研究的内容。结构或构件抵抗破坏的能力通常称为强度；抵抗变形的能力称为刚度；保持其原有的平衡形式的能力称为稳定性。受一定荷载作用的构件，要求其能正常工作，一般须满足以下三方面的要求：足够的强度、必要的刚度和足够的稳定性。建筑力学的任务是研究各种建筑结构构件在荷载作用下的平衡条件以及承载能力。刚体、变形固体及基本假设 一、刚体与变形固体的概念 刚体是指在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。这是一个理想化的力学模型。任何物体在力的作用下，都将发生变形，当这些微小变形对研究物体的平衡问题影响甚小时，可以将物体看成刚体。工程中的构件都由一些固体材料制成，如钢、铸铁、木材、混凝土等，这些固体材料在力的作用下会产生变形，称为变性固体。二、变性固体的基本假设 任何学科都是建立在一定的假设基础上的，建筑力学也不例外，它的基本假设有两个：3、变性固体的连续、均匀、各向同性假设 4、结构及构件的微小变形假设 杆件及其变形的基本形式 一、杆件 各类结构中构件的形状多种多样，其中大量的构件如梁、柱等，它们的长度比其他两个方向尺寸大得多（5 倍以上），这类构件统称为杆件；当构件两个方向的尺寸远大于另一个方向的尺寸时，称为薄壳或薄板；当构件三个方向的尺寸均接近时，称为实体构件。建筑力学主要研究对象是杆件，杆件的形状和尺寸可以由杆件的横截面和轴线两个主要几何因素来描述。轴线为直线、横截面相同的杆称为等直杆，本课程主要研究这种等直杆。-30-二、杆件变形的基本形式 杆件在不同形式的荷载作用下，将发生不同形式的变形。杆件的变形有下列四种基本形式：1、轴向拉伸或压缩 2、剪切 3、扭转 4、弯曲 四、荷载的形式 工程中常见的荷载分类如下：2、按作用方式分：（1）集中荷载作用在一点处的力 （2）分布荷载 1）在体积中分布的力 2）在面积上分布的力 3）在长度上分布的力 2、按作用性质分：（1）静荷载 （2）动荷载 教学小结与拓展：布置作业或思考题：说明：教学手段（传统教学法、多媒体教学）教学方法（讲授法）-31-教案首页 20172018 学年第一学期 顺序号：（2）主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 6 本次课标题 静力学基本概念 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 17、18、24 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 17、23、24 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 17 19、24 日 教学目标 通过本章学习，掌握力的平衡，静力学基本公式，了解力在坐标轴上的投影、合理投影定理，了解力矩、力偶，掌握力的等效平移。教学 主要内容 5、力与平衡的概念 2、静力学基本公式 3、力在坐标轴上的投影、合理投影定理 4、力矩、力偶和力的等效平移 教学重点、难点 6、静力学基本公式 7、力在坐标轴上的投影 8、力的等效平移 教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -32-新课导入：静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。在静力学中具体讨论物体的受力分析、力系的简化和各种力系的平衡条件及其应用。本章将介绍静力学的基本概念及基本公理。教学过程和教学内容设计：力与平衡的概念 一、力的概念 1、力的定义 力是物体之间相互的机械作用。由于力的作用，物体的机械运动状态将发生改变，同时还引起物体产生变形。前者称为力的运动效应（或外效应）；后者称为力的变形效应（或内效应）。2、力的三要素 力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点，这三个因素称为力的三要素。二、平衡的概念 所谓物体的平衡，建筑工程上一般是指物体相对于地面保持静止状态或作匀速直线运动状态。要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力系必需满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件。作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。静力学研究物体的平衡问题，实际上就是研究作用于物体上的力系的平衡条件，并利用这些条件解决具体问题。静力学基本公理 1、力的平行四边形公理 作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。2、二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。3、加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。也就是说，如果两个力系只相差一个或几个平衡力系，则它们对刚体的作用是相同的，可以等效代换。4、四、作用与反作用公理 两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，沿同一直线并分别作用于两个物体上。-33-力在坐标轴上的投影、合理投影定理 一、力在坐标轴上的投影 1、力在坐标轴上的投影 投影符号正、负的规定：当从力始端投影到终端投影的方向与坐标轴的正向一致时，该投影取正值；反之，取负值。两种特殊情形：当力与轴垂直时，投影为零。当力与轴平行时，投影的绝对值等于力的大小。三、合力投影定理 合力投影定理：合力在任一坐标轴上的投影等于各分力在同一坐标轴上投影的代数和。用解析法求平面汇交力系的合力 式中 为合力 FR与 x 轴所夹的锐角。合力的作用线通过力系的汇交点 O，合力 FR的指向，由 FRX和 FRY(即FX、FY)的正负号来确定。力矩、力偶的概念和力的等效平移 六、力矩 力 F 与距离 d 两者的乘积来量度力 F 对物体的转动效应。转动中心 O 称为力矩中心，简称矩心。矩心到力作用线的垂直距离 d，称为力臂。改变力 F 绕 O 点转动的方向，作用效果也不同。力 F 对物体绕 O 点转动的效应，由下列因素决定：（1）力的大小与力臂的乘积。（2）力使物体绕 O 点的转动方向。MO(F)=通常规定：逆为正，反之为负。在平面问题中，力矩为代数量。力矩的单位：（）或（）平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩，等于力系中各分力对同一点的力矩的代数和。这就是平面力系的合力矩定理。用公式表示为 七、力偶 平面内一对等值反向且不共线的平行力称为力偶，它是一个不能再简化的基本力系 八、力的等效平移 作用于刚体上的力可平行移动到刚体内任意一点，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力对新作用点之矩。这样，平移前的一个力与平移后的一个力和一个力-34-偶对刚体的作用效果等效。教学小结与拓展：布置作业或思考题：习题 2-2,2-4 说明：教学手段（传统教学法、多媒体教学）教学方法（讲授法）-35-教案首页 -36-37-38-20172018 学年第一学期 顺序号：（3）主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 6 本次课标题 物体的受力分析及结构计算简图 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 25 日；10 月 8、9 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 25、30 日；10 月 8 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 25 日；10 月 8、10 日 教学目标 通过本章学习，掌握物体受力分析的方法与受力图的绘制以及结构计算简图。-39-教学 主要内容 6、约束和约束反力 2、结构计算简图 3、物体的受力分析与受力图 教学重点、难点 9、物体受力分析 10、绘制受力图 教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -40-新课导入：了解力学的基本公理之后，物体的受力状况究竟是怎么样的，我们在实际工程中如何将物体受力情况表示出来？这些问题显得尤为重要，也是我们必须掌握的一项基本技能，能帮助我们更好地进行分析。教学过程和教学内容设计：约束和约束反力 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束体，简称约束。阻碍物体运动的力称为约束反力，简称反力。所以，约束反力的方向必与该约束所能阻碍物体运动的方向相反。由此可以确定约束反力的方向或作用线的位置。物体受到的力一般可以分为主动力、约束反力。一般主动力是已知的，而约束反力是未知的 工程上常见的几种约束类型如下：一、柔体约束 柔体约束只能限制物体沿着柔体约束中心线离开柔体约束的运动，而不能限制物体沿着其它方向运动，所以柔体约束反力通过接触点，其方向沿着柔体约束的中心线背离物体，这种约束反力通常用 FT表示 。二、光滑接触面约束 若两物体接触处的摩擦很小，与其他力相比可以省去不计时，则可认为接触面是光滑的。由光滑面所形成的约束，称为光滑接触面约束。其约束反力通过接触点，方向沿着光滑面的公法线而指向物体，通常用 FN表示。三、光滑圆柱铰链约束 两个构件被钻上同样大小的孔，并用圆柱形销钉连接起来，略去摩擦，称这种约束为光滑圆柱铰链约束，这类约束有以下几种类型：2、圆柱形铰链 2、铰链支座 3、滚轴支座 -41-四、固定支座 既限制物体沿任何方向移动，又限制物体的转动，这种约束称为固定支座。结构计算简图 九、结构计算简图的简化原则 画出结构计算简图是对实际结构进行力学分析的重要步骤，选取结构计算简图应遵循下列两条原则：1、反映结构的实际情况，使计算结果精确可靠 2、分清主次，略去次要因素，以便于分析和计算 十、结构计算简图的简化方法 1、结构体系的简化（1）平面简化（2）杆件简化（3）结点简化 2、支座的简化 支座是指结构与基础（或别的支承构件）之间的连接构造，它的作用是使基础（或别的支承构件）与结构连起来，达到对结构的支承。在平面杆件结构的计算简图中，支座通常可简化为铰支座、滚轴支座和固定支座这三种基本类型。3、荷载的简化 物体的受力分析与受力图 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，然后根据已知条件、约束类型并结合基本概念和公理分析研究对象的受力情况，这个过程称为受力分析。受力图的画法可以概括为以下几个步骤：4、根据题意恰当地选取研究对象，再取分离体 5、画出分离体所受的全部主动力 6、在分离体上原来存在的约束的地方，按照约束类型逐一画出全部的约束反力 画受力图应注意以下几点：6、明确研究对象 7、不要漏画和多画力 8、正确地画出约束反力 9、注意作用与反作用关系 10、注意识别二力构件 -42-教学小结与拓展：布置作业或思考题：主讲教师 职称 助工 系、部 建筑工程系 课程名称 建筑力学 本教案 授课学时 4 本次课标题 建筑力学概述 授课班级 及时间 17 建筑工程管理 1 班 2017 年 9 月 10、11 日 17 建筑工程技术 1、2 班 2017 年 9 月 10、16 日 17 建筑工程造价 1、2 班 2017 年 9 月 10、12 日 教学目标 通过本章学习，了解建筑力学的任务，掌握刚体、变性固体及基本假设，了解杆件变形的基本形式以及荷载形式。教学 主要内容 7、建筑力学的任务 2、刚体、变性固体的基本假设 3、杆件极其变形的基本形式 教学重点、难点 1、刚体、变性固体的基本假设 2、杆件变形的基本形式 -43-教学手段、方法 多媒体教学 讲授讨论法 -44-新课导入：建筑力学是一门重要的专业基础课，掌握基本的力学知识和计算方法可为建筑工程领域的结构设计和建筑施工等提供基本保障，也为进一步学习相关的专业课程打下必要的基础。教学过程和教学内容设计：建筑力学的任务 建筑物中支承荷载而起骨架作用的部分称为结构，结构中的每一个基本部分称为构件。工程上把作用于建筑物上的力称为荷载。全部构件由杆件构成的结构称为杆系结构。建筑力学研究的对象主要是杆系结构，实际工程中还有薄壁结构、实体结构等，这些结构是弹性力学等课程研究的内容。结构或构件抵抗破坏的能力通常称为强度；抵抗变形的能力称为刚度；保持其原有的平衡形式的能力称为稳定性。受一定荷载作用的构件，要求其能正常工作，一般须满足以下三方面的