建筑力學教案文檔

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上柳州城市職業(yè)學院教師教案本課程名稱 建 筑 力 學 教材名稱 建 筑 力 學 教學班級 10建筑工程技術1、5 教師姓名 沈 杰 所屬系部 經(jīng) 貿(mào) 系 教 研 室 房地產(chǎn)與建筑 使用時間 2010 / 2011學年度 下 學期 課堂教案任課教師： 沈 杰 授課題目緒 論授課時間第 1 周星期一 第1 次課授課時數(shù)2教學目標與教學要求1、明確本課程的內(nèi)容、任務及其要求。2、了解力學的發(fā)展3、了解學科分類4、掌握靜力學基本概念教學重點與教學難點1、靜力學基本概念2、剛體的概念教 學 過 程教學內(nèi)容及其教學思路教學活動及其組織設計開場白：引 言【本節(jié)點睛】 主講教師的話【本

2、章點睛】【講授與訓練】 緒論一、工程力學的研究對象與基本任務從土木工程建筑物的設計和施工，機械制造和運轉(zhuǎn)，到衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和運行，都與工程力學密切相關，工程力學已滲透到一些非傳統(tǒng)的應用領域，如體育運動、醫(yī)學等。工程力學本課程為工程材料、土力學與地基基礎、橋梁工程、地質(zhì)路基、鐵路軌道等課程的學習打下基礎。一、什么是力學？1、力學是研究物體機械運動規(guī)律的科學。2、機械運動是指物體在空間的位置隨時間的變化。二、力學的發(fā)展1、古代：墨子、阿基米德墨子在二千四百多年前，墨子在生產(chǎn)、生活中對“力”現(xiàn)象的理解和研究成果，不僅與“牛頓力學”以及近代教材科學類似，而且其探微之處的貼切性、本質(zhì)性，較牛頓力學規(guī)律

3、卻有過之。阿基米德 古希臘的阿基米德對杠桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了系統(tǒng)研究，確定它們的基本規(guī)律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。2、近代：牛頓、伽利略牛頓牛頓繼承和發(fā)展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律)，提出物體運動三定律。伽利略伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上，最早闡明自由落體運動的規(guī)律，提出加速度的概念。3、現(xiàn)代：量子力學(描述微觀粒子運動規(guī)律)是的的分支學科三、什么是工程力學？1、工程力學是以固體材料制成的構件和結構為研究對象的力學分支學科。 結構建筑物中承受荷載并起骨架作用的部分。構件結構中的單個部分。結構和構件都是肉眼能分辨的，并且相對于地球靜止

4、或以速度小于光速運動的宏觀物體。2、分類理論力學：a、靜力學：研究力系或物體的平衡問題，不涉及物體運動狀態(tài)改變；如工程建筑物。若物體相對于地球靜止或作勻速直線運動，則稱物體處于平衡狀態(tài)。b、運動學：研究物體如何運動，不討論運動與受力的關系；如航天飛機、火箭。c、動力學：研究力與運動的關系。如何提供加速度？材料力學：研究構件在外力作用后發(fā)生變形時的承載能力問題，對實際工程中的構件做強度、剛度和穩(wěn)定性等方面的計算。工程結構和構件受力作用而喪失正常功能稱為失效。結構力學：研究桿件結構的內(nèi)力、變形計算方法，結構的組成規(guī)律。彈性力學：研究實體結構和薄壁結構的內(nèi)力、變形計算方法。3、工程力學的研究對象 結

5、構按幾何觀點分為： 桿件結構、薄壁結構、實體結構。桿件 建筑結構中的梁、柱，機構結構中傳動軸等板（殼） 如：樓板實體 如：水壩結構按空間觀點分為：平面結構、空間結構。工程力學研究平面桿件結構。4、任務：對平衡狀態(tài)的物體進行靜力分析是工程力學的一項任務。研究物體運動時其位置變化的規(guī)律軌跡、速度和加速度等，建立物體的運動狀態(tài)的變化與作用于其上力之間的關系。研究構件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題，為構件選擇合適的材料、確定合理的截面形狀和尺寸提供計算方法和試驗方法。4、本課程的內(nèi)容靜力學材料力學結構力學四、學習方法：勤思考、多練習§1-2 工程力學中的力學模型與研究方法一、力學模型1、剛體：在外

6、力作用下，物體的形狀和大小（尺寸）保持不變，而且內(nèi)部各部分相對位置保持恒定（沒有形變），這種理想物理模型。2、剛體系：由若干個剛體組成的系統(tǒng)。3、變形體：在任何外力作用下，變形不能忽略不計的物體。二、研究方法：1、理論分析2、實驗分析3、計算機分析 第1章 靜力學基本概念 §1-1 力和平衡的概念一、力的概念：1、力是物體之間相互的機械作用。2、機械作用的效果：使物體的運動狀態(tài)或形狀、大小發(fā)生改變。3、力的三要素：大小、方向包括方位和指向和作用點?？捎靡粠Ъ^的有向線段表示，長度表示大小，線段的方位和箭頭的指向表示方向，線段的起點或終點表示力的作用點。4、力的單位：N或kN5、力是矢

7、量。書中用黑體字母F表示矢量，細體字母F表示大小。手寫時用上方加一橫線的細體字母表示矢量。二、力系、等效力系、平衡力系、平衡條件1、力系：作用在物體上的一群力。2、等效力系：如果作用于物體上的一個力系，可以用另外一個力系所代替，而不改變原力系對物體所產(chǎn)生的運動效應，則這兩個力系互為等效力系。3、平衡力系：作用在物體上，使物體處于平衡狀態(tài)的力系。4、平衡條件：使物體處于平衡狀態(tài)時，作用在物體上的力系所必須滿足的條件?！締卧〗Y】一、什么是力學？二、什么是工程力學？三、力學模型四、力的概念五、力系、等效力系、平衡力系、平衡條件講授(1分鐘)講授(12分鐘)講授與訓練(15分鐘)略講(9分鐘)案例分

8、析（6-7分鐘）講授(40分鐘)詳講對比分析略講(3分鐘)課堂教案任課教師： 沈 杰 授課題目靜力學公理授課時間第 1周星期五 第2課授課時數(shù)2教學目標與教學要求掌握靜力學公理及兩個推理教學重點與教學難點1、靜力學公理的內(nèi)容2、應用教 學 過 程教學內(nèi)容及其教學思路教學活動及其組織設計開場白：引 言【本節(jié)點睛】 主講教師的話 12靜力學公理 1、公理一：二力平衡公理：作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。 如圖所示的剛體，說明F2的方向與Fl相反則剛體平衡。二力等值、反向、共線是剛體平衡的必要與充分條件。 只有兩個著力點而處于

9、平衡的構件，稱為二力構件。當構件呈桿狀時，則稱為二力桿。二力構件的受力特點是：所受二力必沿其兩作用點的連線。二力平衡公理是作用于剛體上最簡單的力系平衡時所必須滿足的條件。對于剛體，這個條件既必要又充分，但對非剛體（如柔索、鏈條、皮帶等等），這個條件只是必要條件而不是充分條件。如圖3、a）所示，柔性繩受兩個等值、反向、共線的拉力作用可平衡；而圖3、b）示，繩受兩個等值、反向、共線的壓力就不能平衡。                 

10、;         由二力平衡公理的內(nèi)涵與外延說明二力平衡公理適用于剛體，也可有條件的運用到非剛體（變形體）中，如圖3a所示，而不是只適用剛體。2、公理二：加減平衡力系公理：（力系簡化的理論依據(jù)）在作用著已知力系的剛體上，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。推論：力的可傳性原理：（作用在剛體上的力是滑動矢量，同一剛體上）作用于剛體上某點的力，可以沿其作用線移到剛體上任意一點，而不改變該力對剛體的作用效果。（運動效應）在外效應的討論中，由實踐人們有這樣的體會，以等量的力在車后B點推和在車前A點拉

11、車效果是一樣的。如圖1a）、b）示。即力沿作用線移動，不會改變力對物體的外效應。如圖2a示的變形桿AB，沿桿的軸線受到兩個等值、反向的拉力作用，桿AB被拉長了，若把這兩個力沿作用線分別移到了桿的另一端，如圖2b示，桿AB被壓短了。這說明變形效應（內(nèi)力效應）改變了。因此，力的可傳性原理只適用于剛體，而不適用于變形體。3、公理三：剛化公理  變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化成剛體，則平衡狀態(tài)保持不變。    這個公理闡明了把變形體抽象成剛體模型的條件。如柔性繩在等值、反向、共線的兩個拉力作用下處于平衡狀態(tài)（圖3a 示），此時可將柔性繩剛化成剛

12、體（圖3c示）， 而柔性繩在兩個等值、反向、共線的壓力作用下就不能平衡，這時就不能將其剛化成剛體。4、公理四：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。合力也作用于該點上。合力的大小和方向，用這兩個力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線確定。 合力F等于力F1和F2的矢量和。 推論：三力平衡匯交定理。若作用于物體同一平面上的三個互不平行的力使物體平衡，則它們的作用線必匯交于一點。這就是三力平衡匯交定理。5、公理五：作用與反作用公理：兩個物體間的作用力與反作用力總是成對出現(xiàn)，且大小相等，方向相反，沿著同一直線，分別作用在這兩個物體上。 例如將重量為G的球放在桌面上，球?qū)ψ?/p>

13、面有一作用力FN，桌面對球即有一反作用力FN，前者作用于桌面上，而后者作用于球上，不是二力平衡。如果再分析球的受力情況，可知球受到重力G和桌面施加的反作用力FN的作用，這兩個力同時作用在球上，且等值、反向、共線，此二力是平衡力。 課堂小結：一、公理一：二力平衡公理：二、公理二：加減平衡力系公理力的可傳性原理三、公理三：剛化原理四、公理四：力的平行四邊形公理、三力平衡匯交定理五、公理五：作用與反作用公理講授(1分鐘)講授(12分鐘)講授與訓練(15分鐘)略講(9分鐘)案例分析（6-7分鐘）講授與訓練(40分鐘)詳講對比分析分析詳講單元小結（2分鐘）參考資料：教后小記：課堂教案任課教師：沈 杰 授

14、課題目距離測量與直線定向授課時間第 7 周 授課時數(shù)2教學目標與教學要求1、 掌握距離測量的一般方法；掌握直線定線的的概念。2、掌握距離測量的一般方法3、掌握直線定線的的概念教學重點與教學難點1、掌握距離測量的一般方法2、掌握直線定線的的概念教 學 過 程教學內(nèi)容及其教學思路教學活動及其組織設計開場白：引 言【本節(jié)點睛】 主講教師的話距離測量與直線定向一、 鋼尺量距的工具1、 鋼尺（1）鋼尺的類型和尺長的種類、（2）鋼尺的分劃刻度（3）端點尺和刻線尺（4）端點尺和刻線尺的主要用途2、標桿 標桿通常用于直線定線，材質(zhì)有木質(zhì)和鋁合金兩種。標桿直徑約3cm左右，長度有2m、2.5m、3m三種。尺上漆

15、成紅白相間的20cm長的色段，下端有尖頭鐵腳。3、測纖 測纖通常用直徑為36m的鋼筋制成，上端彎成小圓環(huán)，下端磨成尖腳，長度在3040cm之間。用于標定尺端位置或進行照準。4、鉛錘 鉛錘是用金屬制成的圓錐形重物，它上大下尖，上端的中心懸吊在細線下端，當自由靜止衙，細線和鉛錘尖即同一垂線上，鋼尺量距中，鉛錘主要用于傾斜地面照準。二、 鋼尺量距的一般方法1、 直線定向定義:當?shù)孛嫔蟽牲c間的距離超過尺全長時,在通過兩點的豎直面內(nèi)定出若干中間點以便分段丈量,這種工作稱為直線定線.直線定線的方法有目估定線和經(jīng)緯儀定線兩種。(1) 目估定線目估定線精度較低,但能滿足一般量距的精度要求.目估定線就是用目測的

16、方法，用標桿將直線上的分段點標定出來。在平坦地區(qū)，定線工作常與丈量距離同時進行，即邊定線邊丈量。（2）經(jīng)緯儀定線若量距的精度要求較高或兩端點距離較長時，宜采用經(jīng)緯儀定線。三、鋼尺量距的一般方法一般方法量距是指采用目估法標桿定線、整尺法丈量、目估將鋼尺拉平丈量。（1） 平坦地面的距離丈量 （1） 直線方向標定后就可以進行丈量。具體丈量步驟見書上P45頁上。 （2）丈量直線完畢后，可得出長度尺寸為 （3）在平坦地面上丈量所得的長度為水平距離。為了防止錯誤和提高丈量距離的精度，需要從B至A按上述同樣方法，邊定線邊丈量，進行返測。以往、返各丈量一次稱為一個測回。（2） 傾斜地面的距離測量 測量工作中，

17、丈量的距離應該是水平距離，若地面傾斜，可采用平量法，也可采用丈量斜距，換算成水平距離的方法。1、 平量法（水平尺法）2、 斜量法4、 距離丈量的精度計算 距離丈量的精度是用相對誤差來表示的。相對誤差是以往返丈量距離之差的絕對值與距離的平均值之比，并將分子化為1，分母取整數(shù)的分數(shù)形式表示即： 課堂小結： 本次課我們主要是學習了距離測量和直線定線，其中距離測量是測量的基本工作之一。直線定線重點是學習了兩種定線的方法，希望大家能夠掌握。課后作業(yè)：4.6 練習與作業(yè) P66 1、4講授(1分鐘)講授(12分鐘)講授與分析(15分鐘)略講(9分鐘)（6-7分鐘）講授與訓練(40分鐘)詳講對比分析略講(3

18、分鐘)分析詳講單元小結（2分鐘）參考資料：教后小記：課堂教案任課教師： 沈杰 授課題目全站儀的使用授課時間第 7 周星期 授課時數(shù)2教學目標與教學要求1、 掌握全站儀角度測量、距離測量、坐標測量的使用2、 掌握全站儀角度測量、距離測量3. 掌握坐標測量教學重點與教學難點1、 掌握全站儀角度測量、距離測量2、掌握坐標測量教 學 過 程教學內(nèi)容及其教學思路教學活動及其組織設計開場白：引 言【本章點睛】 主講教師的話【講授與訓練】全站儀的使用一、 全站儀的構造與使用1、 主要技術參數(shù)（1） 一測回方向觀測中誤差為5”，豎盤指標自動歸零補償采用液體電子傳感補償器。（2） 在良好的天氣條件下的最大距離為

19、.6KM，距離測量誤差為2mm+2*10-6。（3） 還用內(nèi)存的程序模塊可以儲存3440個點的測量數(shù)據(jù)和坐標數(shù)據(jù)。二、 具體操作步驟：1、 安置三腳架首先，將三腳架打開，伸到適當高度，擰緊3個固定螺旋。2、 將儀器安置到三腳架上將儀器小心地安置到三腳架上，松開中心連接螺旋，在架頭上輕移儀器，直到外向錘球?qū)蕼y站點標志中心，然后輕輕擰緊連接螺旋。3、 利用圓水準器粗平儀器4、 利用長水準器精平儀器5、 利用光學對中器對中6、 最后精平儀器三、 角度測量 1、P1頁菜單（1）“置零”選項將當前視線方向水平度盤讀數(shù)設置為0（2）“鎖定”選項將當前水平度盤讀數(shù)鎖定，該選項用于將某個照準方向的水平度盤讀

20、數(shù)配置為指定的角度值（3）“置盤”選項將當前視線方向的水平度盤讀數(shù)設置為輸入值2、 P2頁菜單 （1）“傾斜”選項 （2）“V%”選項3、 P3頁菜單 （1）“H-蜂鳴”選項 （2）“R/L”選項（3）“豎角”選項四、距離測量1、連續(xù)測量確認處于測角模式。2、N次測量/單次測量當輸入測量次數(shù)后，儀器就按設置的次數(shù)進行測量，并顯示出距離平均值。當輸入次數(shù)為1，因為是單次測量，儀器不顯示距離平均值。F1測量鍵，測量模式為N次測量模。五、坐標測量六、全站儀點位測設1、將全站儀安置在給定方向線的起點上，用小鋼卷尺量取儀器高并做好記錄。2、注站事項 課堂小結：1、 全站儀的構造與使用2、 具體操作步驟：

21、3、 角度測量4、 距離測量5、 坐標測量6、 站儀點位測設 課后作業(yè)：完成測量練習記錄本的內(nèi)容講授(1分鐘)講授(12分鐘)講授與訓練(15分鐘)略講(9分鐘)（6-7分鐘）講授與訓練(40分鐘)詳講對比分析略講(3分鐘)分析詳講單元小結（2分鐘）參考資料：教后小記：課堂教案任課教師： 沈杰 授課題目測量誤差的基本知識授課時間第 8周 第5次課授課時數(shù)2教學目標與教學要求1、掌握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特性2、掌握衡量觀測精度的指標3. 等精度獨立觀測值的算術平均值及精度評定教學重點與教學難點1. 刑罰及其適用2. 等精度獨立觀測值的算術平均值及精度評定教 學 過 程教學內(nèi)容及其教學思路教學活動及其組織設計開場白：引 言【本章點睛】 主講教師的話【講授與訓練】測量誤差的基本知識51 測量誤差的概述5.1.1 測量誤差的發(fā)現(xiàn)5.1.2 測量誤差產(chǎn)生的原因 測量誤差的產(chǎn)生原因，主要有以下三個方面：1） 測量儀器的誤差2） 觀測者的誤差3） 外界條件的影響5.1.3