《第五節(jié)：壓桿的穩(wěn)定計算（二）》單元教學(xué)設(shè)計

1、工程力學(xué)單元教學(xué)設(shè)計水工建筑物教學(xué)文本壓桿的穩(wěn)定計算（二）單元教學(xué)設(shè)計1. 教案計劃表單元名稱第十章 壓桿穩(wěn)定學(xué)時1項目名稱第五節(jié) 壓桿的穩(wěn)定計算（二）教學(xué)地點多媒體教室學(xué)生角色設(shè)計輔助人員教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)技能目標(biāo)態(tài)度目標(biāo)（1）掌握壓桿穩(wěn)定計算；（1）能夠利用壓桿穩(wěn)定條件進行穩(wěn)定校核、確定容許荷載，利用試算法設(shè)計壓桿截面；（1）做好課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)；（2）能夠按時上課，遵守課堂紀(jì)律，積極回答課堂問題，實現(xiàn)有效的互動和交流；（3）課下同學(xué)間能對疑難問題相互討論，能認(rèn)真完成老師布置的各項任務(wù)，按時上交作業(yè)。（4）注重提出、分析、解決問題此邏輯思維能力的培養(yǎng)；（5）能勇于表達個人的觀點和見解。能力

2、訓(xùn)練任務(wù)及案例由壓桿穩(wěn)定條件轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)化公式，來實現(xiàn)穩(wěn)定性校核、確定容許荷載以及設(shè)計截面。教學(xué)重點、難點重點：壓桿的穩(wěn)定計算，壓桿穩(wěn)定的校核，容許荷載的確定，壓桿截面的設(shè)計。難點：壓桿穩(wěn)定的校核，容許荷載的確定，壓桿截面的設(shè)計。教學(xué)方法、手段案例法，講練結(jié)合法，黑板、多媒體課件，動畫。教學(xué)組織過程 （1）復(fù)習(xí)回顧：壓桿穩(wěn)定的條件和折減系數(shù)法。（2）引入案例：壓桿穩(wěn)定的計算。（3）提出問題：壓桿穩(wěn)定的校核，容許荷載的確定，壓桿截面的設(shè)計。（4）教師輔導(dǎo)評價；教師進行全過程答疑，觀察學(xué)生的完成的質(zhì)量，根據(jù)邏輯的完整性進行評價。（5）最后總結(jié)：闡明在計算過程中出現(xiàn)的系列問題和注意事項，進一步完善解決

3、問題的方法。教學(xué)條件多媒體教學(xué)課件和配套設(shè)備，課程相關(guān)資料。作 業(yè)基礎(chǔ)試題（填空題、計算題等）備 注2. 教學(xué)實施【步驟l】復(fù)習(xí)鞏固和引入新課教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件時間（分鐘）多媒體教室學(xué)習(xí)任務(wù)引入與教師互動回答多媒體課件5【步驟2】課程介紹及知識講授教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件時間（分鐘）多媒體教室講解本章的幾個知識點聽課，獲取有關(guān)知識和信息多媒體課件25教學(xué)內(nèi)容及要求：1. 壓桿穩(wěn)定計算壓桿穩(wěn)定計算與強度計算類似，也可以解決常見的三類問題，即穩(wěn)定校核、確定容許荷載及設(shè)計截面。對于前兩種計算相對較簡單，而在設(shè)計截面時，由于穩(wěn)定條件中截面尺寸未知，所以柔度和穩(wěn)定系數(shù)也未知，因而要

4、采用試算的方法確定截面。試算時可按圖10-6所示的流程進行。一般先假設(shè)，由式，求得截面積，用式及，求得，再由查出；若 與假設(shè)的值相差較大，再進行第二次試算。第二次試算可假設(shè)，重復(fù)以上步驟，可查出，當(dāng)與值相差較小，可停止試算。否則可重復(fù)試算，直至與相差不大，最后再進行穩(wěn)定校核。圖10-6例題10-2 如例題10-2（a）圖所示，結(jié)構(gòu)是由兩根直徑相同的軋制圓桿組成，材料為鋼。已知h=0-4m，直徑d=20mm，材料的容許應(yīng)力，荷載F=15KN。試校核兩桿的穩(wěn)定性。例題10-2圖解：分別對AB和AC兩桿進行計算。（1）求每根桿所承受的壓力。取結(jié)點A為研究對象，作受力圖如例題10-2（b）圖所示。由平

5、衡條件得解方程得二桿的軸力為（2）求各桿的工作應(yīng)力。（3）計算柔度，查穩(wěn)定系數(shù)。二桿的長度分別為： ，二桿的柔度分別為： 由表10-2查得該二桿為a類截面，查表10-4得：。（4）求各桿的穩(wěn)定容許應(yīng)力，進行穩(wěn)定校核。AB和AC桿的穩(wěn)定容許應(yīng)力分別是因為 所以二桿滿足穩(wěn)定條件。例題10-3 如例題10-3（a）圖所示，BD桿為正方形截面木桿，a=0.1m。木材的強度等級為TC13，容許應(yīng)力。試從BD桿的穩(wěn)定考慮，計算該結(jié)構(gòu)所能承受的最大荷載。例題10-3圖解：（1）求壓桿BD的軸力與F荷載的函數(shù)關(guān)系。取ABC桿為對象，作受力圖如例題10-3（b）圖所示，由平衡條件得由上式可求得（2）計算壓桿柔度

6、，確定折減系數(shù)。因為，由式（10-16）得（3）計算結(jié)構(gòu)承受的最大荷載。由BD桿的穩(wěn)定條件可得即結(jié)構(gòu)所能承受的最大荷載 。例題10-4 如例題10-4圖所示，立柱下端固定，上端承受軸向壓力作用。立柱用工字鋼制成，材料為鋼，容許應(yīng)力。在立柱中點橫截面C處，因構(gòu)造需要開一直徑為的圓孔。試選擇工字鋼型號。例題10-4圖解：由于壓桿在與平面內(nèi)兩端支承條件相同，所以采用最小慣性矩確定工字鋼型號。（1）第一次試算。設(shè)，則由式得從型鋼表中查得16號工字鋼的橫截面面積，最小慣性半徑。如果選用該型鋼作立柱，則其柔度為。由b類截面表10-5查得相應(yīng)于的折減系數(shù)為。顯然與假設(shè)的值相差較大，必須進一步試算。（2）第二

7、次試算。設(shè)，則由式得從型鋼表中查得，22a工字鋼的橫截面面積，最小慣性半徑。如果選用該型鋼作立柱，則其柔度為，由此得。顯然與值相差還較大，仍需作進一步試算。（3）第三次試算。設(shè)，則由式得從型鋼表中查得，25a工字鋼的橫截面面積，最小慣性半徑。如果選用該型鋼作立柱，則其柔度為，由此得。顯然與值比較接近。因此可進一步進行穩(wěn)定性校核。工作應(yīng)力為：穩(wěn)定容許應(yīng)力為：則有，壓桿滿足穩(wěn)定條件。（4）強度校核。從型鋼表中查得，25a工字鋼的腹板厚度，橫截面C的凈面積為，截面的工作應(yīng)力為則有，由此可見，選用25a工字鋼作立柱，其強度也符合要求?！静襟E3】提問和討論教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件時間（分鐘）多媒體教室提問接受任務(wù)多媒體課件5教學(xué)內(nèi)容及要求：由壓桿穩(wěn)定條件轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)化公式，來實現(xiàn)穩(wěn)定性校核、確定容許荷載以及設(shè)計截面?！静襟E4】學(xué)生練習(xí)教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件提交成果時間（分鐘）多媒體教室輔導(dǎo)、解惑壓桿穩(wěn)定的校核，容許荷載的確定，壓桿截面的設(shè)計。教材、掛圖作業(yè)5教學(xué)內(nèi)容及要求：1.收集圖片2.