《港口航道建筑物》PPT教学课件教案：项目二重力式码头任务三码头的基本计算.docxVIP

《港口航道建筑物》PPT教学课件教案

一、课程基本信息

课程名称：港口航道建筑物

授课对象：高职港口与航道工程技术专业学生

授课时长：90分钟（2课时）

授课章节：项目二重力式码头-任务三码头的基本计算

前置知识要求：学生已掌握重力式码头的布置、构造组成及受力特点，具备基础的静力学平衡知识（力的分解与合成）、土力学基础（土压力计算）及工程力学计算能力，能读懂码头简化结构图

二、教学目标

（一）知识目标

准确阐述重力式码头基本计算的核心内容，包括抗滑稳定计算、抗倾稳定计算、地基承载力验算的计算目的与适用场景。

清晰掌握码头计算中主要荷载的类型（如自重、土压力、水压力、船舶荷载）及计算方法，明确荷载组合的基本原则（如基本组合、偶然组合）。

熟悉抗滑稳定系数、抗倾稳定系数的计算公式与限值要求（依据《重力式码头设计与施工规范》），理解地基承载力验算的核心参数与判断标准。

理解计算结果与码头结构安全的关联性，如稳定系数不满足要求时的调整方向（增加自重、优化基础形式等）。

（二）能力目标

能够结合简单工程案例，识别重力式码头计算中的主要荷载，完成荷载大小的基础计算（如主动土压力、码头自重）。

具备独立完成重力式码头抗滑、抗倾稳定计算的能力，能根据计算结果判断码头稳定性是否满足规范要求。

能初步分析稳定计算不满足要求时的调整措施，如通过增加胸墙重量、设置抗滑齿坎等方式优化结构设计。

（三）素养目标

培养学生严谨的工程计算思维，认识到精准计算对码头结构安全的关键作用，树立“计算数据支撑工程设计”的职业理念。

提升学生的规范应用能力，通过学习《重力式码头设计与施工规范》中的计算要求，养成遵循行业标准的工作习惯。

增强学生的问题解决能力，通过案例计算与结果分析，学会运用理论知识解决实际工程中的稳定性问题，为后续岗位工作奠定基础。

三、教学重难点

（一）教学重点

重力式码头主要荷载的识别与计算，尤其是主动土压力（朗肯土压力理论）、码头自重（含胸墙、墙身、基础）的计算方法。

抗滑稳定计算的核心公式（抗滑稳定系数=抗滑力/滑动力）与计算步骤，明确抗滑力（摩擦力、抗滑齿坎反力）、滑动力（土压力、水压力水平分力）的组成。

抗倾稳定计算的核心公式（抗倾稳定系数=抗倾力矩/倾复力矩）与计算步骤，掌握力矩的计算方法（力×力臂）及正负力矩的判断原则。

规范中稳定系数的限值要求（如基本组合下抗滑稳定系数≥1.3，抗倾稳定系数≥1.5）与地基承载力验算的基本要求。

（二）教学难点

朗肯土压力理论在主动土压力计算中的应用，尤其是不同土层（如砂土、黏土）土压力系数的选取与计算。

荷载组合的逻辑（如基本组合包含永久荷载+可变荷载，偶然组合增加船舶撞击力等偶然荷载），及不同组合下荷载取值的调整。

抗滑、抗倾稳定计算中力臂的确定（如自重的力臂为荷载作用点到转动点的水平距离），及复杂荷载作用下的力矩叠加计算。

计算结果不满足规范要求时的优化思路，如通过调整墙身宽度、增加回填土压实度等方式提升稳定性的力学原理。

四、教学方法与手段

（一）教学方法

公式推导法：结合静力学平衡原理，逐步推导抗滑、抗倾稳定系数的计算公式，通过“受力分析→力的分解→公式建立”的逻辑链，帮助学生理解公式来源，避免死记硬背。

案例教学法：选取简化的重力式码头案例（如单阶方块码头，已知墙身尺寸、地质参数、荷载条件），按照“荷载计算→稳定计算→结果判断→优化建议”的步骤完整演示计算过程，将抽象公式转化为具体应用。

分组实操法：给出与演示案例类似的计算任务（参数略有调整），组织学生分组完成荷载计算与稳定验算，每组指定1人记录计算过程、1人负责结果核对，培养团队协作与计算能力。

问题引导法：在计算演示中设置“为什么主动土压力是滑动力的主要组成？”“不同荷载组合下稳定系数限值为何不同？”等问题，引导学生思考计算背后的力学逻辑与规范依据。

（二）教学手段

PPT课件：融入受力分析图（如码头水平、竖向荷载分布图）、公式推导步骤图（分步骤展示抗滑力、滑动力的组成与计算）、案例计算表格（清晰呈现荷载参数、计算过程与结果），标注规范中的关键限值要求，增强教学直观性。

计算工具辅助：准备Excel计算模板（预设计算公式，输入参数即可自动生成结果），演示计算过程中实时输入数据，展示公式应用与结果生成，帮助学生理解计算逻辑；课后提供模板供学生练习使用。

规范节选：复印《重力式码头设计与施工规范》（JTS167-2021）中与稳定计算相关的条款（如荷载组合要求、稳定系数限值），发放给学生，指导学生学习规范条文，培养规范应用能力。

在线互动：利用学习通发布课前预习任务（如“复习朗肯土压力理论的基本公式”）、课堂小练习（如“计算给定参数下的主动土压力”），实时反馈答题情况，