第十章-平面体系几何组成体系.docxVIP

课程教案首页课程名称建筑力学授课时间2017.6.18授课题目第十章 平面体系的几何组成体系学时数1授课类型理论课 □实训课 □一体课 □其他授课时间50分钟学习（教学）标准（知识、能力、素质）1、知识目标（1）理解几何组成分析中的名词含义；（2）平面体系自由度；（3）平面几何不变体系的组成规则；2、技能目标（1）了解平面体系自由度计算的方法；（2）掌握平面几何不变体系的组成规则；（3）会对常见平面体系进行几何组成分析。3、素质目标（1）注意分析问题方法和解题思路； （2）注意理论联系实际；（3）注意其他课程的的关系（4）注意学练结合（2）培养学生的自主学习意识和自学能力；教学方法在课堂上利用多媒体和讲练结合方法。教学重难点教学重点掌握平面几何不变体系的组成规则。教学难点对平面体系进行几何组成分析。参考资料或相关网站建筑力学 中国石油大学出版社建筑力学 中国建筑工业出版社教学媒体教学过程课堂设计（教学内容、过程、方法）时间分配一、教学内容第一节.几何组成分析的目的①判别体系是否为几何不变体系，从而确定它是否能作为结构使用；②正确区分静定结构和超静定结构，以便选择计算方法，为结构的内力分析打下必要的基础；③明确体系的几何组成顺序，有助于了解结构各部分之间的受力和变形关系，确定相应的计算顺序。第二节 平面体系的自由度及其约束一、自由度自由度：体系运动时，用来确定其位置所需的独立坐标的数目。二、约束：又称联系，它是使体系自由度减少的因素 如果体系有了自由度，必须消除，消除的办法是增加约束。常见的约束有三种：1、链杆2、铰简单铰a：连接两个刚片的铰称为简单铰，也称为单较。复合铰b：当一个铰同时连接两个以上的刚片时称为复合铰。一个简单铰能减少两个自由度，相当于两个约束。一般而言，连接n个刚片的复合铰相当于n-1个简单铰，也相当于2(n-1)个约束。如图10-5（b）所示，连接三个刚片的复合铰相当于2×(3-1)=4个约束。3、刚结点将两个刚片连接成一个整体的结点，称为刚性结点。如图10-6所示，两刚片Ⅰ、Ⅱ由一刚性结点连接，通过分析可知，连接两个刚片的刚性结点能减少三个自由度，相当于三个约束。4、多余约束如果在一个体系中增加一个约束，而体系的自由度并不减少，则该约束为多余约束；否则，为非多余约束。如果一个体系中有多个约束存在，只有非多余约束才对体系的自由度有影响，多余约束对体系的自由度没有影响。在平面体系几何组成分析时，必须分清哪些约束是非多余约束，哪些约束是多余约束。 三、虚铰将O点称为刚片Ⅰ、Ⅱ的相对转动瞬心（即瞬心）。该转动瞬心位于两链杆轴线的交点上，且其位置随两刚片的转动而改变，又称为虚铰。注：一个简单铰相当于两个约束，也相当于两根不共线的链杆；反之，两根不共线的链杆可构成一个简单铰，但由两根不共线链杆构成一个铰的形式不是唯一的。 第三节、几何不变体系的组成规则几何不变体系：不考虑材料的弹性变形，结构在任意荷载作用下，其几何形状和位置都不能改变。几何可变体系：不考虑材料的弹性变形，尽管结构受到很小的作用力，其几何形状或位置都可能改变。1. 两刚片规则两个刚片用一个铰和一根不通过该铰的链杆相联，则所组成的体系是没有多余约束的几何不变体系2. 三刚片规则三个刚片用不在同一直线上的三个铰两两相联，则所组成的体系是没有多余约束的几何不变体系。 3. 二元体规则在体系中增加一个或拆除一个二元体，不改变体系的几何不变性或可变性。所谓二元体是指由两根不在同一直线上的链杆联结一个新结点的装置。在一个已知体系上增加一个二元体不会影响原体系的几何不变性或可变性。同理，若在已知体系中拆除一个二元体，不会影响体系的几何不变性或可变性。二、瞬变体系联结三刚片的三个铰不能在同一直线上；联结两刚片的三根链杆不能全交于一点也不能全平行等。 这种本来是几何可变的，经微小位移后又成为几何不变的体系称为瞬变体系。讲解结合下列例题二、学习方法：边听、边学、边想、边分析多画图、多思考、多练习、多联系。养成严肃认真的学习态度和耐心细致的工作作风课后任务书写作业：复习本节内容，重点练习平面汇交力系和一般力系的简化。预习作业：力系的平衡。教学后记1、学生的个体差异不同接受能力的不同。2、高职学生的共性是一般学习兴趣不高，学习比较被动，自主学习能力比较差。3、学生对理论性知识的兴趣较差，而对图形语言较敏感，也易于理解、接受。 教学流程教学流程教学内容与过程教学方法学生活动时间分配新课导入1、检查学生出勤情况；2、教师引入新课新课导入：前面一章我们学习了力和约束的关系，在这章我们将继续学习由多个力组成的力系，在力系中的受力情况启动法读书指导法思考2分钟预习考核问题设置：什么是几何不变体系 什么是瞬变体