土木工程力学（第三版）教案 11-直杆轴向拉伸和压缩在工程上的应用.doc

西安铁路职业技术学院

教师课时授课计划

课程名称

《工程力学-土木》

授课学时

2学时

授课班级

铁道工程技术

（高职一年级）

班级人数

XX

授课地点

XX

授课形式

线上线下混合教学

教学课题

3.6直杆轴向拉伸和压缩的强度计算

3.7直杆轴向拉伸和压缩在工程上的应用

教材资源

选用教材：“十二五”国家规划教材《土木工程力学（第三版）》

高等教育出版社，王秀丽主编，2024年出版。

参考教材：《工程力学》王建中主编

人民交通出版社，2011年出版。

教学目标

知识目标

掌握轴向拉压杆的强度条件；

掌握强度计算的三种类型的计算公式；

掌握工程中轴向拉压杆的应用。

能力目标

1.能正确完成轴向拉压杆的强度计算；

2.能区分哪些结构可以简化为轴向拉压杆；

素质目标

培养学生团队合作精神；

培养学生的动手操作能力；

培养学生自主创新、攻坚克难的专业精神。

教学重点

重点内容

轴向拉压杆的强度计算

突破措施

试验例题讲练结合

列举轴向拉压杆的不同强度条件，根据已知条件进行强度计算；同时让学生多练习习题，巩固计算要点。

教学难点

难点内容

轴向拉压杆的强度计算

突破措施

试验例题讲练结合

列举轴向拉压杆的不同强度条件，根据已知条件进行强度计算；同时让学生多练习习题，巩固计算要点。

教学策略

教法

学法

讲授法、任务驱动法、问题导向法、自主探究法等。

教学资源

（自建）在线开放课、知到APP、智慧职教云、力学小实验、演示动画、微课、PPT、文本、图片等。

（一）课前导学

教学环节

教学内容

课程思政融入点

课前自学

教师推送在线开放课中《直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算》的视频讲解，帮助学生预习知识。

教师推送视频《[科技之光]创新一线超级移动起重机》，讲述我国起重机行业的发展历程和先进技术，让学生观看并发表感想；同时让学生对起重臂的受力情况进行分析，哪些杆件属于轴向拉压杆？

/2019/07/30/VIDEeDO6NujG8SUFrbRgFj0l190730.shtml

通过《超级移动起重机》视频，讲述我国起重机行业的发展历程和先进技术，增加民族自豪感和爱国主义情怀。

培养学生建立自主创新、攻坚克难的意志，引导学会从现象去思考本质，主动探究。

（二）课中提升

教学环节

教学内容

课程思政融入点

课前任务回顾

（约10）

点评课前小组作业，选择观后感进行展示，并查看学生是否能够利用所学力学知识分析、找出轴向拉压杆。

让学生充分进行团队合作，激发学生自主学习和分析问题的能力。

轴向拉压杆的强度条件

（约20）

1.强度条件

强度——材料抵抗破坏的能力。

材料的破坏发生在分布内力密集程度最大的地方，因此用应力来标志杆件的强度是否足够。

σmax——为杆件的最大应力，发生最大工作应力的截面称为危险截面；

FN——轴力；

S——横截面积；

[σ]——为许用应力，由设计规范给定。

由于许用应力用绝对值表示，式中的应力和轴力也取绝对值。

强度条件是保证结构或构件安全的重要条件。

思考：由上式中，任意已知三个参数，校核或设计第四个参数，可以有几种组合形式。

工程上安全是第一要务，让学生感知结构设计或计算的重要性，日后工作时要严守职业道德和敬业精神，严谨、认真、负责地对待每一个数据。

引导学生思考，引入下面的新内容。

强度计算的三种类型

（约50）

1.强度校核

已知杆件的形状尺寸、荷载、许用应力，校核危险截面的应力是否满足强度条件。

练习：例题3-5。

解题步骤：

（1）受力分析

（2）画轴力图

（3）危险截面的强度校核。找到轴力最大、横截面积最小的截面位置，然后计算。

2.确定许可荷载

已知截面的形状尺寸或型钢型号、许用应力，确定杆件或结构能够承受的最大荷载。

练习：例题3-6。

解题步骤：

（1）受力分析

（2）画轴力图

（3）转换强度计算公式，根据许用应力，计算铆钉连接的最大许可荷载。

3.截面设计

已知外力、许用应力、截面形状，确定截面的尺寸或型钢的型号。

练习：例题3-7。

解题步骤：

（1）受力分析，计算轴力；

（2）转换强度计算公式，分别计算杆的截面尺寸。

多加练习，不断加深对公式的应用认识，先明确已知条件和计算对象，转换强度计算公式。按照解题步骤，逐步计算。计算时要仔细、认真，单位换算标准、数据代入准确，结果才能正确。

工程中的轴向拉压杆

（约20）

1.工程应用情况

轴向拉压杆的横截面上正应力均与分布，材料得以充分利用。

2.工程实例

(1)网架结构的各杆件

由多跟杆件按照一定的网络形式通过节点联结而成。

特点：空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好。

应用：体育馆、展览馆、剧院、候车厅、车间等。

(2)平面桁架结构的各杆件

(3)支撑高强度薄膜结