【正文】 海航集團 長沙南方職業(yè)學(xué)院 建筑力學(xué) 課程教案 教 師 姓 名 系 部 名 稱 建筑工程系 授 課 專 業(yè) 建筑工程技術(shù)、建筑工程管理 授 課 班 級 管理 213技術(shù) 213 13 133 授 課 時 間 2020 年 9 月 23 日 12 月 30 日 1 課程教案 （首頁） 課程 名稱 建筑力學(xué) 類型 （理論 /實訓(xùn) ） 理論（課程設(shè)計） 總課時 64 理論 課時 64 實踐 課時 0 考核方式（理論 /實踐） 理論 性質(zhì) （選修 /必修） 必修 是否 精品課程 否 是否 核心課程 否 教材 名稱 建筑力學(xué) 出版社 天津大學(xué)出版社 作者 楊麗君 是否高職高專 教材 是 出版時間 2020 教材性質(zhì) （部規(guī)劃 /部精品 /自編 /其他） 部規(guī)劃 參考資料 《建筑力學(xué)》 作者 劉宏，孟勝國，聶堃 出版社及出版時間 北京理工大學(xué)出版社， 《建筑力學(xué)》 作者 鐘光珞、張 為民 出版社及出版時間 中國建筑工業(yè)出版社， 2020 《結(jié)構(gòu)力學(xué)》 作者 胡興國 出版社及出版時間 武漢理工大學(xué)出版社， 教學(xué)目標及基本 要求 教學(xué)目標： 通過學(xué)習(xí)本課程，培養(yǎng)學(xué)生具有一般結(jié)構(gòu)受力分析的基本能力；熟練掌握靜力學(xué)的基本知識；掌握靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算；掌握基本桿件的強度、剛度、穩(wěn)定性計算；基本掌握簡單超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力的計算；通過觀察，了解力學(xué)實驗的基本過程 。 基本要求： 本課程在教學(xué)實施過程中應(yīng)從本專業(yè)的培養(yǎng)目標、特點及學(xué)生的實際情況出發(fā)，對基本力學(xué)原理和 理論的講授以實際應(yīng)用和后續(xù)專業(yè)課程的要求為目的，教學(xué)內(nèi)容以必需夠用為度，講授結(jié)構(gòu)的計算簡圖、結(jié)構(gòu)的幾何組成、靜力學(xué)基礎(chǔ)等基本知 2 識，重點講授常用桿件及靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和計算、內(nèi)力圖的繪制方法、應(yīng)力分析和強度計算、位移分析和剛度計算，講授桿件的穩(wěn)定性計算、簡單超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算、內(nèi)力圖的繪制方法 . 教學(xué)重點 、剛度計算 教學(xué)難點 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算 課程教案 （分頁） 課程模塊名稱 靜力學(xué)基本概念、基本理論、 平衡計算 總課時 10 課程任務(wù)名稱 力的平衡的概念 靜力學(xué)的基本概念 約束與反約束力 物體的受力分析 結(jié)構(gòu)的計算簡圖與分類 上課地點 普通教室 教學(xué)目標 知識要求 、平衡、約束、約束反力的概念。 。 確繪出受力圖 職業(yè)技能要求 了解職業(yè)崗位力學(xué)知識；掌握剛體靜力學(xué)的力學(xué)分析方法 職業(yè)素養(yǎng)要求 主動性與創(chuàng)新能力； 學(xué)習(xí)與理解能力；總結(jié)歸納能力。 教 學(xué)方法 理論講解，問題導(dǎo)向，演示，實踐練習(xí)，總結(jié)歸納 教學(xué)手段 課堂講授；多媒體課件 3 教學(xué)過程 案例任務(wù) 應(yīng)用平面一般力系的平衡方程求解單個物體和簡單物系的約束反力。 實訓(xùn)任務(wù) 畫受力圖；計算約束反力 教學(xué)重點 靜力學(xué)的基本概念。作用與反作用公理，二力平衡公理，加減 平衡力系公理，力的平行四邊形公理及三力平衡匯交定理。 教學(xué)難點 作用與反作用公理，二力平衡公理，加減平衡力系公理，力的 平行四邊形公理及三力平衡匯交定理。 教學(xué)過程設(shè)計 緒 論 一、《建筑力學(xué)》的研究對象 在建筑物中 承受并傳遞荷載而起骨架作用的部分叫做建筑結(jié)構(gòu)，簡稱 結(jié)構(gòu) 。組成結(jié)構(gòu)的單個物體叫 構(gòu)件 。構(gòu)件一般分三類，即桿件、薄壁構(gòu)件和實體構(gòu)件。在結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的是桿件。 對土建類專業(yè)來講，《建筑力學(xué)》的主要研究對象就是 桿件和桿件結(jié)構(gòu) 。 二、《建筑力學(xué)》的主要任務(wù) 《建筑力學(xué)》的任務(wù)就是為解決安全和經(jīng)濟這一矛盾提供必要的理論基礎(chǔ)和計算方法。 三、《建筑力學(xué)》的內(nèi)容簡介 第一部分 討論力系的簡化、平衡及對構(gòu)件（或結(jié)構(gòu)）進行受力分析的基本理論和方法； 第二部分 討論構(gòu)件受力后發(fā)生變形時的承載力問題。為設(shè)計即安全又經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇適當(dāng) 的材料、截面形狀和尺寸，使我們掌握構(gòu)件承載力的計算。 第三部分 討論桿件體系的組成規(guī)律及其內(nèi)力和位移的問題。 四、《建筑力學(xué)》的學(xué)習(xí)方法 《建筑力學(xué)》是土建類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)時要注意理解它的基本原理，掌握它的分析問題的方法和解題思路，切忌死記硬背；還要多做練習(xí)，不做一定數(shù)量的習(xí)題是很難掌握《建筑力學(xué)》的概念、原理和分析方法的；另外對做題中出現(xiàn)的錯誤應(yīng)認真分析，找出原因，及時糾正。 引 言 同時作用在物體上的一群力，稱為力系。 對物體作用效果相同的力系稱為等效力系。 物體在力系作用 下，相對于地球靜止或作勻速直線運動，稱為 平衡 。它是物體運動的一種特殊形式。 建筑力學(xué)中把運動狀態(tài)沒有變化的特殊情況稱為 平衡狀態(tài) 。 滿足平衡狀態(tài)的力系稱為 平衡力系 。 使物體在力系作用下處于平衡力系時應(yīng)滿足的條件，稱為 力系的平衡條件 。 第一章 力的基本性質(zhì)與物體的受力分析 4 第一節(jié) 基本概念 一、剛體的概念 在外力作用下，幾何形狀、尺寸的變化可忽略不計的物體，稱為 剛體 。 二、力的概念 力是物體間相互的機械作用，這種相互作用會使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化（外效應(yīng)）或使物體發(fā)生變形（內(nèi)效應(yīng)）。 實踐證明：力對物體 的作用效果取決于力的三要素。 1. 力的大小 力的大小表明物體間相互作用的強弱程度。 2. 力的方向 力不但有大小，而且還有方向。 3. 力的作用點 當(dāng)作用范圍與物體相比很小時，可以近似地看作是一個點。 在描述一個力時，必須全面表明這個力的三要素。 力是矢量。 用字母表示力矢量時，用黑體字 F，普通體 F 只表示力矢量的大小。 第二節(jié) 靜力學(xué)公理 一、力的平行四邊形公理 作用于物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力，合力的作用點也在該點，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。 二、 二力平衡公理 作用在同一剛 體上的兩個力，使剛體處于平衡的必要和充分條件是：這兩個力大小相等，方向相反，且在同一直線上。 三、加減平衡力系公理 在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效果。也就是說，如果兩個力系只相差一個或幾個平衡力系，則它們對剛體的作用是相同的，可以等效代換。 推論 1 力的可傳性原理 作用在剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移動到剛體內(nèi)任意一點，而不改變該力對剛體的作用效果。 推論 2 三力平衡匯交定理 作用于同一剛體上共面而不平行的三個力使剛體平衡時，則這 三個力的作用線必匯交于一點 。 四、作用與反作用公理 兩物體間的作用力與反作用力，總是大小相等、方向相反，沿同一直線并分別作用于兩個物體上。 必須注意：不能把作用力與反作用力公理與二力平衡公理相混淆。 第三節(jié) 工程中常見的約束與約束反力 一、約束與約束反力的概念 對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體稱為約束體，簡稱 約束 。阻礙物體運動的力稱為約束反力，簡稱 反力 。 所以，約束反力的方向必與該約束所能阻礙物體運動的方向相反。由此可以確定約束反力的方向或作用線的位置。 物體受到的力一般可以分為主動力、約束反力。 一般主動力是已知的， 而約束反力是未知的。 二、 幾種常見的約束及其反力 1. 柔體約束 FT 5 2. 光滑接觸面約束 FN 3. 圓柱鉸鏈約束 4. 鏈桿約束 畫出簡圖 分別舉例 三、支座及支座反力 工程中將結(jié)構(gòu)或構(gòu)件支承在基礎(chǔ)或另一靜止構(gòu)件上的裝置稱為支座。建筑工程中常見的三種支座： 固定鉸支座 （鉸鏈支座）、 可動鉸支座 和 固定端支座 。 1. 固定鉸支座（鉸鏈支座） 2. 可動鉸支座 3. 固定端支座 畫出簡圖 分別舉例 作 業(yè)： 思考題 6 復(fù)習(xí) 第四節(jié) 物體的受力分析和受力圖 物體的受力分析。 物體的受力圖。受力圖是進行力學(xué)計算的依據(jù)，也是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵，必須認真對待，熟練掌握。 一、單個物體的受力圖 例 1 3 二、 物體系統(tǒng)的受力圖 物體系統(tǒng)的受力圖與單個物體的受力圖畫法相同，只是研究對象可能是整個物體系統(tǒng)或系統(tǒng)的某一部分或某一物體。畫物體系統(tǒng)整體的受力圖時，只須把整體作為單個物體一樣對待；畫系統(tǒng)的某一部分或某一物體的受力圖時，只須把研究對象從系統(tǒng)中分離出來，同時注意被拆開的聯(lián)系處，有相應(yīng)的約束 反力，并應(yīng)符合作用力與反作用力公理。 例 1 5 受力圖 注意 以下幾點： 1. 必須明確研究對象。 2. 正確確定研究對象受力的數(shù)目。 3. 注意約束反力與約束類型相對應(yīng)。 4. 注意作用力與反作用力之間的關(guān)系。 作 業(yè)：習(xí)題 3 復(fù)習(xí) 【課程】 2 平面匯交力系 【教學(xué)要求】 掌握力在坐標軸上的投影及合力投影定理； 掌握平面匯交力系、平面一般力系的平衡條件； 【重 點】 掌握平面匯交力系、平面一般力系的平衡條件； 掌握物體系統(tǒng)的平衡條件。 【難 點】 平面匯交力系的解法 【授課方式】 課堂講解加練習(xí) 【教學(xué)時數(shù)】 共計 4 學(xué)時 第二章 平面匯交力系 靜力學(xué)是研究力系的合成和平衡問題。 平面匯交力系 6 平面力系 平面平行力系 力系 平面一般力系 空間力系 本章將用幾何法、解析法來研究平面匯交力系的合成和平衡問題。 第一節(jié) 平面匯交力系合成與平衡的幾何法 一、平面匯交力系合成的幾何法 1. 兩個匯交力的合成。 平行四邊形法則 三角形法則 2. 任意個匯交力的合成 結(jié)論：平面匯交力系合成的結(jié)果是一個合力， 合力的大小和方向等于原力系中各力的矢量和，合力作用線通過原力系各力的匯交點。 例 2 1 二、平面匯交力系平衡的幾何條件 FR=Σ F =0 平面匯交力系平衡的幾何條件為：力多邊形自行閉合。 例 2 2 例 2 3 通過上述例題，可以總結(jié)出幾何法求解平面匯交力系平衡問題的步驟如下： ⑴ 選取研究對象。根據(jù)題意選取與