建筑力学与机构(60学时)教案(共70页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上黑龙江职业学院2013-2014学年 第 2 学期教师教案课程名称：建筑力学与结构任课教师：张春东 教学单位：机械工程学院 专心-专注-专业课程教学基本信息课程名称建筑力学与结构总学时数60理论学时54实践学时6任课教师张春东职 称讲师授课对象专业班级： 2013建筑装饰 共 3 班授课时间2013-2014学年 第 2 学期选用教材建筑力学与结构 北京理工大学出版社主要参考书目1.赵华玮主编，建筑结构，武汉：武汉理工大学出版社，20072.刘丽华 王晓天主编，建筑力学与建筑结构，北京：中国电力出版社，20043.刘丽华 王晓天主编，建筑力学与建筑结构（第二版），北京

2、：中国电力出版社，20084.林宗寿编著，水泥“十万”个为什么，武汉：武汉理工大学出版社，2006课程教学目标要求知识目标：（1）掌握静力学的基本概念、原理。（2）掌握求解杆件内力的基本原理及绘制杆件内力图的方法。（3）掌握一般常用材料拉压的力学性能。（4）掌握基本变形及组合变形构件的应力分布规律。（5）理解正应力和切应力强度条件的建立思想。（6）掌握构件的强度、刚度和稳定性计算的原理及方法. （7）理解应力状态的概念，理解常用的强度理论。（8）理解钢筋混凝土结构的力学分析，掌握其初步应用（9）理解砌体结构结构的力学分析，掌握其初步应用（10）理解钢结构的力学分析，掌握其初步应用技能目标：（1

3、）能够熟练准确地对物体进行受力分析。（2）能够熟练准确地对平面静定结构进行内力计算。（3）能够准确地对杆件进行强度计算。（4）基本能够对杆件进行刚度计算。（5）能够对压杆进行稳定性分析。（6）应用建筑力学知识和建筑结构知识解决简单结构问题。 养成辩证思维和一丝不苟的科学态度，保持自主学习的兴趣和愿望，具有正确的技术观和较强的技术创新意识，培养综合素质和职业能力，促进学生全面而富有个性的发展，为迎接未来社会挑战，实现终身发展奠定基础。 注重学生的自身发现与行业特点紧密联系，培养学生正确的就业观念，鼓励学生主动参与实践，逐步形成良好的学习习惯和严谨细致的工作态度，具备较强的表达与沟通能力。 树立爱

4、岗敬业、诚实守信、团结协作的品质，加强环保、节能、安全意识和执法观念，为发展职业能力奠定良好的基础。课程内容学时分配章/专题/项目主要内容学时数兴趣激发与绪论调动学生学习兴趣，了解学习方法2第一章建筑力学基本概念4第二章物体受力分析与结构计算简图4第三章平面力学的合成与平衡6第四章杆件变形形式4第五章截面图形的几何性质2第六章平面体系几何组成分析2第七章静定结构内力分析8第八章建筑结构计算概述2第九章钢筋混凝土结构基本构件6第十章钢筋混凝土梁板结构4第十一章预应力混凝土结构构件2第十二章砌体结构4第十三章钢结构基本构件8实践课6考查2授课序次1授课学时2授课类型兴趣激发授课题目学习方法养成；职

5、业化养成力学在生活中、工程中、科技中的应用教学目标知识：了解伏羲氏与周易的关系；了解职业化的定义能力：掌握学习三步法；应用职业化与学习工作中素质：认识哲学与生活、工作的关系；养成职业化习惯重点难点分析重点：学习方法；职业化难点：观念的转变教学方法手段 案例法思维导图法演讲法互动法 学生课前准备无教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配1.自我介绍2.了解学生3.课程介绍（内容，学时，安排，考核）4.伏羲氏与周易的关系学习方法归纳：（1）观察（2）否定（3）联想5.职业化养成6.总结5m5m10m25m40m5m课后作业1.列举否定之否定的案例2.职业化内容的具

6、体表现3.力学的应用实例搜集教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）兴趣激发的方法使学生学习兴趣倍增授课序次2授课学时2授课类型理论课授课题目力与平衡静力学基本公理教学目标知识：了解力和平衡的概念；掌握静力学基本公理；能力：将静力学公理应用与生活素质：独立思考重点难点分析重点： 静力学公理难点： 公理的注意事项教学方法手段 案例法思维导图法多媒 学生课前准备建筑力学研究的对象教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配一、刚体的概念在外力作用下，几何形状、尺寸的变化可忽略不计的物体，称为刚体。二、力的概念力是物体间相互的机械作用，这种相互作用会使物体的运动状态发生

7、变化（外效应）或使物体发生变形（内效应）。实践证明：力对物体的作用效果取决于力的三要素。1. 力的大小 力的大小表明物体间相互作用的强弱程度。2. 力的方向 力不但有大小，而且还有方向。3. 力的作用点 当作用范围与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。在描述一个力时，必须全面表明这个力的三要素。力是矢量。用字母表示力矢量时，用黑体字F，普通体F只表示力矢量的大小。三、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。 四、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

8、条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。 五、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。 推论1 力的可传性原理 作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，而不改变该力 对刚体的作用效果。 推论2 三力平衡汇交定理 作用于同一刚体上共面而不平行的三个力使刚体平衡时，则这 三个力的作用线必汇交于一点。 六、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。 必须注意：不能把作用

9、力与反作用力公理与二力平衡公理相混淆。课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次3授课学时2授课类型理论课授课题目刚体、变形固体及基本假设约束与约束反力教学目标知识： 掌握约束及约束反力的画法能力：利用约束及约束反力简化工程问题素质： 培养发散性思维重点难点分析重点： 约束及约束反力的画法难点： 力学模型的建立教学方法手段案例法思维导图法互动法学生课前准备静力学公理的应用教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配一、约束与约束反力的概念 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

10、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。 二、 几种常见的约束及其反力1. 柔体约束 FT 2. 光滑接触面约束 FN 3. 圆柱铰链约束 4. 链杆约束画出简图 分别举例 三、支座及支座反力 工程中将结构或构件支承在基础或另一静止构件上的装置称为支座。建筑工程中常见的三种支座：固定铰支座（铰链支座）、可动铰支座和固定端支座。 1. 固定铰支座（铰链支座） 2. 可动铰支座 3. 固定端支座画出简图 分别举例课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授

11、课序次4授课学时2授课类型理论课授课题目物体受力分析和受力图结构计算简图教学目标知识： 了解机构计算简图的简化方法，掌握力学模型的受力分析能力：会使用受力分析方法对力学模型进行受力分析素质： 培养谨慎细心的态度重点难点分析重点： 物体的受力分析难点： 力学模型的建立教学方法手段案例法思维导图法学生课前准备约束与约束反力知识巩固教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配物体的受力分析。 物体的受力图。受力图是进行力学计算的依据，也是解决力学问题的关键，必须认真对待，熟练掌握。 一、单个物体的受力图 例1 - 1、2、3 二、 物体系统的受力图 物体系统的受力图与单

12、个物体的受力图画法相同，只是研究对象可能是整个物体系统或系统的某一部分或某一物体。画物体系统整体的受力图时，只须把整体作为单个物体一样对待；画系统的某一部分或某一物体的受力图时，只须把研究对象从系统中分离出来，同时注意被拆开的联系处，有相应的约束反力，并应符合作用力与反作用力公理。受力图注意以下几点： 1必须明确研究对象。 2正确确定研究对象受力的数目。 3注意约束反力与约束类型相对应。 4注意作用力与反作用力之间的关系课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次5授课学时2授课类型理论课授课题目平面汇交力系平面力偶系教学目标知识： 掌握平面汇交力系的分解与合成；掌握平面汇交力系的

13、平衡；掌握平面力偶系的合成与平衡能力：利用平面汇交力系和平面力偶系解决工程实际问题素质： 培养工程思维重点难点分析重点： 平面汇交力系与力偶系的平衡难点： 解决实际问题教学方法手段案例法思维导图法学生课前准备受力分析回顾教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配一、平面汇交力系合成的几何法 1两个汇交力的合成。 平行四边形法则 三角形法则 2. 任意个汇交力的合成 结论：平面汇交力系合成的结果是一个合力，合力的大小和方向等于原力系中各力的矢量和，合力作用线通过原力系各力的汇交点。二、平面汇交力系平衡的几何条件平面汇交力系平衡的几何条件为：力多边形自行闭合。通过例

14、题，可以总结出几何法求解平面汇交力系平衡问题的步骤如下： 选取研究对象。根据题意选取与已知力和未知力有关的物体作为研究对象，并画出简图。 受力分析，画出受力图。在研究对象上画出全部已知力和未知力（包括约束反力）。注意运用二力杆的性质和三力平衡汇交定理来确定约束反力的作用线。当约束反力的指向未定时，可先假设。 作力多边形。选择适当的比例尺，作出封闭的力多边形。注意，作图时先画已知力，后画未知力，按力多边形法则和封闭特点，确定未知力的实际指向。 量出未知量。根据比例尺量出未知量。对于特殊角还可用三角公式计算得出。三、平面汇交力系的解析条件四、平面力偶系的解析条件课后作业教学后记（包括内容、方法、学

15、情、资源等）授课序次6授课学时2授课类型理论课授课题目平面一般力系平面平行力系教学目标知识： 掌握平面一般力系的平衡条件；掌握平面平行力系的平衡能力：解决实际问题素质： 培养工程思维重点难点分析重点： 平面一般力系的平衡难点： 取矩点的选择教学方法手段案例法思维导图法学生课前准备力的合成与分解教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配一、力的平移定理 由此可见，作用于物体上某点的力可以平移到此物体上的任一点，但必须附加一个力偶，其力偶矩等于原力对新作用点的矩，这就是力的平移定理。此定理只适用于刚体。 应用力的平移定理时，须注意下列两点： （一）平移力F的大小与作

16、用点位置无关。 （二）力的平移定理说明作用于物体上某点的一个力可以和作用于另外一点的一个力和一个力偶等效，反过来也可将同平面内的一个力和一个力偶化为一个合力 二、简化方法和结果三、平面一般力系简化结果的讨论四、面一般力系的平衡条件与平衡方程 五、平衡方程的应用应用平面一般力系的平衡方程，主要是求解结构的约束反力，还可求解主动力之间的关系和物体的平衡位置等问题。其解题步骤如下： 1.确定研究对象。 2.分析受力并画出受力图。 3.列平衡方程求解未知量。六、平面平行力系 课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次7授课学时2授课类型理论课授课题目物体系统的平衡教学目标知识： 理解物体

17、系统；掌握系统的平衡能力：利用物体平衡与物系平衡解决较复杂的工程实际问题素质： 培养逆向思维重点难点分析重点： 物体系统的平衡难点： 物体系统与物体平衡的穿插应用教学方法手段案例法思维导图法学生课前准备物体的平衡教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配在解决物体系统的平衡问题时，既可选整个系统为研究对象，也可选其中某个物体为研究对象，然后列出相应的平衡方程，以解出所需的未知量。 研究物体系统的平衡问题，不仅要求解支座反力，而且还需要计算系统内各物体之间的相互作用力。 应当注意：我们研究物体系统平衡问题时，要寻求解题的最佳方法。即以最少的计算过程，迅速而准确地求

18、出未知力。其有效方法就是尽量避免解联立方程。一般情况下，通过合理地选取研究对象，以及恰当地列平衡方程及其形式，就能取得事半功倍的效果。而合理地选取研究对象，一般有两种方法： 1.。“先整体、后局部” 2. “先局部、后整体”或“先局部、后另一局部” 在整个计算过程中，当画整体、部分或单个物体的受力图时还应注意：同一约束反力的方向和字母标记必须前后一致；内部约束拆开后相互作用的力应符合作用与反作用规律；不要把某物体上的力移到另一个物体上；正确判断二力杆，以简化计算。考虑摩擦的平衡问题课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次8授课学时2授课类型习题课授课题目习题课教学目标知识： 巩

19、固静力学知识能力：应用静力学知识解决静力学问题素质： 发散性思维的培养重点难点分析重点： 静力学平衡问题难点： 工程问题的解决教学方法手段训练法多媒体学生课前准备复习静力学内容教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配空间任意力系平面任意力系特殊特殊平面汇交力系平面力偶系平面平行力系基本力系空间汇交力系空间力偶系空间平行力系特殊灵活运用课后习题，有效复习本章内容37页习题讲解课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次9授课学时2授课类型习题课授课题目拉压构件强度教学目标知识： 了解材料力学研究的内容；了解材料破坏的原因，掌握拉压构件变形的强度计算能

20、力：利用拉压构件的强度计算公式解决拉压件的选取问题素质： 结合专业的能力重点难点分析重点： 拉压构件的强度计算难点： 公式的应用教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备什么是变形体教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配一、内力的概念 杆件相连两部分之间相互作用力产生的改变量称为内力。 内力与杆件的强度、刚度等有着密切的关系。讨论杆件强度、刚度和稳定性问题，必须先求出杆件的内力。 二、求内力的基本方法截面法 截面法是求杆件内力的基本方法。 计算内力的步骤如下： 截开：用假想的截面，在要求内力的位置处将杆件截开，把杆件分为两部分。 代替：取截开后的任一部分

21、为研究对象，画受力图。画受力图时，在截开的截面处用该截面上的内力代替另一部分对研究部分的作用。 平衡：被截开后的任一部分也应处于平衡状态三、轴向拉（压）杆的内力轴力 与杆件轴线相重合的内力称为轴力。并用符号FN 表示。 规定：拉力为正；压力为负， 轴力的常用单位是牛顿或千牛顿，记为N 或kN。四、强度条件课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次10授课学时2授课类型理论课授课题目拉压构件刚度联接件的强度教学目标知识： 掌握拉压杆的刚度计算，了解联接件的实用计算能力：利用感度公式解决拉压的超静定问题素质：培养知识综合能力 重点难点分析重点： 拉压杆的刚度计算难点： 拉压杆的超静定

22、问题教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备无教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配一、拉压构件的刚度计算所有未知力都能由静力平衡方程确定，这类结构称为静定结构。如增加杆件，显然未知力的数目超过力平衡方程的数目，其结构称为超静定结构。未知力个数与独立平衡方程数之差称为超静定次数。 在静定结构中增加的约束称为多余约束。求解超静定问题的基本方法如下： （1）建立静力平衡方程； （2）建立变形协调方程； （3）利用物理关系建立补充方程； （4）将补充方程与静力平衡方程联立求解。 二、剪切与挤压；课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次11授课

23、学时2授课类型理论课授课题目扭转构件的强度与刚度教学目标知识：掌握扭矩的绘制；理解圆周扭转时的应力原理；掌握圆周的强度计算能力：解决扭转的工程实际问题素质： 培养发散性思维重点难点分析重点： 扭转的强度与刚度计算难点： 综合强度与刚度选材教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备材料的基本变形教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配工程有中许多杆件承受扭转变形。例如，当钳工攻螺纹孔时，两手所加的外力偶作用在丝锥杆的上端，工件的反作用力偶作用在丝锥杆的下段端，使得丝锥杆发生扭转变形。如图6-1a所示。图6-1b所示的方向盘操纵杆以及一些传动轴等均是扭转变形的

24、实例，它们的受力简图如图6-1c所示。外力偶矩的计算IP称为横截面对圆心O点的极惯性矩，也称界面的二次极矩，单位为m4。其与截面的形状和尺寸有关。实心轴的扭转截面系数 空心轴的扭转截面系数 由 得 两边积分 对于同一截面得等截面圆轴，如果在长度 内各截面扭矩也相等，则T、GIP为常数。上式积分为 圆轴扭转时除了强度要求外，有时还有刚度要求，即要求轴在一定的长度内扭转角不超过某一值，通常限制单位长度转角。 对于等截面圆轴，则有 工程上，单位长度许可转角的单位为m，考虑单位换算，则得注意：运用圆轴的刚度条件，也可以求解截面设计、校核和确定许可载荷等三类问题 。课后作业教学后记（包括内容、方法、学情

25、、资源等）授课序次12授课学时2授课类型理论课授课题目弯曲内力教学目标知识： 掌握弯曲内力的求法能力：初等函数图像的运用素质：连线以往的知识 重点难点分析重点： 弯曲梁的内力求解难点： 载荷与内力的关系教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备截面法教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配梁简化为一直杆并用梁的轴线来表示。根据支座对梁约束的不同特点（支座可简化为三种形式：活动铰支座、固定铰支座、固定端支座），简单的梁有三种类型（图7-1）：简支梁（梁的一端为活动铰支座，另一端为固定铰支座）；外伸梁（梁的一端或两端伸出支座之外的简支梁）；悬臂梁（梁的一端为固

26、定端支座、另一端自由）。问题：梁在发生平面弯曲变形时，横截面上会产生何种内力素？在横截面上会有几种内力素同时存在？如何求出这些内力素？ 图7-3例：欲求图示简支梁（图7-3）任意截面1-1上的内力。在1-1截面处将梁截分为左、右两部分，取左半部分为研究对象。在左半段的1-1截面处添画内力FS、M，(由平衡解释)代替右半部分对其作用。整个梁是平衡的，截开后的每一部分也应平衡。由 得 FS：是横截面上切向分布内力分量的合力，因与截面1-1相切，故称为截面1-1的剪力。 M：是横截面上法向分布内力分量的合力偶矩，因在纵向对称面内且与截面垂直，故称为截面1-1的弯矩。由于取左半段与取右半段所得剪力和弯

27、矩的方向（或转向）相反，为使无论取左半段或取右半段所得剪力和弯矩的正负符号相同，必须对剪力和弯矩的正负符号做适当规定。使微段梁产生左侧截面向上、右侧截面向下的剪力为正，反之为负。使微段梁产生上凹下凸弯曲变形的弯矩为正，反之为负。剪力公式中外力的正负规定：截面左段梁上向上作用的横向外力或右段梁上向下作用的横向外力在该截面上产生的剪力为正，反之为负。以上可归纳为一个简单的口诀“左上、右下为正”。 图7-4弯矩公式中外力矩的正负规定：截面左段梁上的横向外力（或外力偶）对截面形心的力矩为顺时针转向或右段梁上的横向外力（或外力偶）对截面形心的力矩为逆时针转向时，在该截面上产生的弯矩为正，反之为负。以上也

28、可归纳为一个简单的口诀“左顺、右逆为正”。例7-1简支梁如图7-5所示。试求图中各指定截面的剪力和弯矩。图7-5解：求支反力 FA，FB由 ，可求得 ，求指定截面的剪力和弯矩 梁横截面上的剪力与弯矩是随着截面的位置而发生变化的，以横坐标x表示横截面的位置，则其剪力和弯矩都可以表示为x的函数。即，将其称为梁的剪力方程与弯矩方程。 列内力方程时应根据梁上载荷的分布情况分段进行，集中力（包括支座反力）、集中力偶的作用点和分布载荷的起、止点均为分段点。设图7-7示简支梁AB 上作用有任意载荷，作用于 微段梁上的载荷集度可以认为是均布的。建立直角坐标系（一般以左端面的形心A 为坐标原点，规定分布载荷向上

29、时为正。取微段梁为研究对象，设其左侧截面上的剪力与弯矩分别为和；右侧截面上的剪力与弯矩分别为和。图7-7由， 由， 略去得 联立上式可得，掌握了弯矩、剪力和载荷集度之间的关系，有助于正确、简捷地绘制剪力图与弯矩图。同时，也可使用其检查已绘制好的剪力图与弯矩图是否有错误。课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次13授课学时2授课类型理论课授课题目弯曲梁的强度与刚度教学目标知识： 掌握梁的强度与刚度计算能力：了解建筑中梁的受力素质： 联系专业与力学重点难点分析重点： 梁的强度与刚度计算难点： 综合选材教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备梁的内力教师课前准备相关知识准备粉笔

30、正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配强度条件梁的强度条件可解决三类强度计算问题：校核梁的强度、设计梁的截面尺寸和确定梁的许用载荷。 例8-2 简支矩形木梁AB（图8-6） 。跨度，承受均布载荷q = 3.6 kN/m , 木材顺纹许用应力。设梁横截面高度之比为，试选择梁的截面尺寸，作出截面上正应力分布图。解：画出梁的弯矩图可选取的截面 图8-6 图8-7为表示挠度和转角随截面位置不同而变化的规律。取变形前梁的轴线为x轴，与轴线垂直向上的轴为轴。则挠曲线方程可表示为：图8-12 课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次14授课学时2授课类型理论课授课题目组合变形教学目标

31、知识： 了解组合变形的形式；了解组合变形的解法能力： 工程实际中的组合变形的力学模型素质： 综合能力养成重点难点分析重点： 组合变形的分类难点： 力学模型的建立教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备基本变形复习教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配例：矩形等截面悬臂梁如图所示，外力F位于梁的纵向对称面Oxy内，并与梁的轴线x成角。试写出梁的强度条件。 图10-1将外力F分解为： ， 画出梁的轴力图和弯矩图（内力分析）如图c、d所示。 由内力图可知：梁的固定端截面O为危险截面，其上有轴力和弯矩: ，由轴力引起的正应力：弯矩引起的正应力：两种俱为正应力，

32、可以叠加。截面O的上、下边缘各点为危险点，且均处于单向应力状态。（如图f所示）从图10.3e可以看出，最大拉应力发生在O截面的上边缘；当发生弯、压组合变形时，从图10.3e可以看出，最大拉应力发生在O截面的下边缘。强度条件可写成统一的表达式为： 例10-1 简易悬臂吊车如图10-2所示，起吊重力，横梁AB为 NO.25a工字钢，试校核该梁的强度。 图10-2解：由即得将FC分解，并由和求得， 内力分析，画出梁的内力图如图10-2c、d所示。由内力图可看出截面C 左侧为危险面。其应力分布如图10-2e所示。由附录型钢表查得NO.25a工字钢，例10-2夹具的受力和尺寸如图10-3所示。已知，材料

33、的许用应力。试校核夹具竖杆的强度。 图10-3解：力F与竖杆轴线平行，但它不通过竖杆的轴线，竖杆的这种变形通常称为偏心拉伸（或压缩）。 将力F向竖杆轴线平移，可得轴向拉力F和一作用于纵向对称面内的力偶Me一对轴向拉力使竖杆轴向拉伸，一对力偶Me使竖杆发生弯曲变形，所以偏心拉伸（或压缩）实际是弯曲与拉伸（或压缩）的组合变形，e称为偏心矩。 ， 竖杆横截面上的最大拉应力发生在右侧边缘各点，其值为： 机械传动中的转轴，一般都是在弯曲与扭转组合变形的情况下工作，如图所示的电动机的转轴等。 一般轴由塑性材料制成，故由第三、四强度理论建立强度条件： 将的表达式代入，并利用圆杆，得到圆轴弯、扭组合变形的强度

34、条件分别为:例10-3 图10-4所示传动轴AB由电动机带动，轴长，在跨中央安装一胶带轮，重力，半径，胶带紧边张力，松边张力。轴的直径，材料的许用应力为。试按第三强度理论校核该轴的强度。图10-4解：外力分析将作用在胶带上的拉力分别向轴线平移，结果如图10-4b所示，图中，此力使轴在竖直平面内发生弯曲变形。附加外力偶矩为：，此外力偶矩使轴产生扭转变形，故此轴属于弯、扭组合变形。 分别画出轴的弯矩图和扭矩图，如图10-4c，d所示，由内力图可以判断C处右侧截面为危险截面。该面上的内力为:，由第三强度条件例10-4直径的T形杆ABCD位于水平面内， A端固定，CD垂直于AB，在C处作用一沿CD轴线

35、方向的力F，在D处作用一竖向力F，尺寸如图10-5a所示，杆材料的许用应力。试用第三强度理论确定许用载荷。解：外力分析可以看出杆AB受力较大，可能最先破坏，故首先以杆AB的强度条件确定许用载荷。将两个力F向杆AB轴线的B点处平移，结果如图10-5b所示。得一水平力F和一竖向力F以及一个附加外力偶，。水平力F使杆在水平面内弯曲；竖向力F使杆在竖向平面内弯曲；在外力偶作用下，杆AB发生扭转。故杆AB的变形是在两个互相垂直平面内弯曲的同时还伴随有扭转变形的组合变形。当圆轴在两个互相垂直平面内弯曲与扭转的组合变形时，强度条件公式里的弯矩应为总弯矩（又称合成弯矩），它由该截面上两种弯矩合成得到，即：图1

36、0-5作出梁的两个方向的弯矩图和扭矩图（如图10-5c，d，e）。由内力图可知，截面为危险截面，其内力值为：， 课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次15授课学时2授课类型习题课授课题目习题课教学目标知识： 掌握简单变形体的强度和刚度计算能力： 解决建筑中的实际问题素质： 综合解决问题的能力重点难点分析重点： 巩固练习难点： 联想教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备静力学与材料力学知识复习教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配书中习题解答课后作业教学后记（包括内容、方法、学情、资源等）授课序次16授课学时2授课类型理论课授课题目截

37、面图形的几何性质教学目标知识： 了解截面图形的几何性质能力： 懂得截面图形几何性质对构件承载能力的影响素质： 培养探究能力重点难点分析重点： 平面图形几何性质的应用与查表难点： 组合图形的几何量求解教学方法手段案例法思维导图法多媒体学生课前准备立体几何复习教师课前准备相关知识准备粉笔正装教 学 内 容 与 过 程辅助手段时间分配1、截面静矩从截面中坐标为(y x)处取面积元素dA，ydA和zdA分别称为面积元素dA对z和y轴的静矩。平面图形对z 轴和y轴的静矩为：匀质薄板形心公式：， （a）当Sz=0yc=0，即平面图形对某一轴的静矩为零，则该轴必然过形心；（b）当Sz=0，即若某一轴通过形心

38、，则图形对该轴的静矩为零。（c）由平面图形的形心必在对称轴上，故平面图形对于对称轴的静矩总是等于零。（d）静矩是截面对于一定的坐标轴而言的，同一截面对于不同的坐标轴，其静矩不同。 静矩可正可负，也可为零。2、组合图形的静矩与形心坐标的关系 组合截面对某轴的静矩等于组成它的各简单截面对某轴静矩的代数和。即，形心位置：，3、惯性矩、极惯性矩和惯性积惯性矩：（恒为正） 截面对z、y轴的惯性半径。极惯性矩：（恒为正）惯性积：（可正可负，也可为零）如果图形有一个对称轴，则 4、平行移轴公式同理可得它表明，截面对任一轴的惯性矩，等于截面对与该轴平行的形心轴的惯性矩，再加上截面的面积与形心到该轴间距离平方的

39、乘积；截面对任意两相互垂直轴的惯性积，等于它对于与该两轴平行的两形心轴的惯性积，再加上截面的面积与形心到该两轴间距离的乘积。在平面图形对所有互相平行轴的众多惯性矩中，平面图形对形心轴的惯性矩为最小。5、形心主惯性轴、形心主惯性矩5.1定义5.1.1主惯性轴 主惯性矩 对于任何形状的截面，总可以找到一对特殊的直角坐标轴，使截面对于这一对坐标轴的惯性积等于零。惯性积等于零的一对坐标轴就称为该截面的主惯性轴，而截面对于主惯性轴的惯性矩称为主惯性矩。5.1.2形心主惯性轴 形心主惯性矩 当一对主惯性轴的交点与截面的形心重合时，它们就被称为该截面的形心主惯性轴，简称形心主轴。而截面对于形心主惯性轴的惯性矩就称为形心主惯性矩。 5.2形心主惯性轴的确定 由于任何平面图形对于包括其形心对称轴在内的一对正交坐标轴的惯性积恒等于零，所以，可根据截面有对称轴的情况，用观察法帮助我们确定平面图形的形心主惯性轴的位置。 (1)如果平面图形有一根对称轴，则此轴必定是形心主惯性轴，而另一根形心主惯性轴通过形心，井与此轴垂直。