2011-2012-2《结构力学》(Ⅱ)课程教案

嘉应学院教案2011～2012学年第2学期系(部、室)土木工程学院教研室力学与结构教研室课程名称结构力学2专业班级2009级土木工程本科班主讲教师李远瑛职称职务结构工程副教授使用教材结构力学基本教程I（龙驭球主编）嘉应学院教务处制二○○九年二月第1次课教学整体安排授课时间第1周星期一第5-6节课时数2节授课题目（教学章、节或主题）：第4章影响线4－1移动荷载影响线的概念4－2静力法作简支粱的影响线教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解影响线的概念，熟练掌握静力法作静定梁支座反力和内力的影响线。教学内容（包括基本内容、重点、难点）：基本内容：1.移动荷载影响线的概念,2.静力法作简支粱的影响线。1.支座反力的影响线2.剪力影响线3.弯矩影响线重点内容：静定梁影响线的绘制。难点内容：静力法作多跨静定梁的影响线讨论、思考题、作业：4-1a，4-2参考资料（含参考书、文献等）：《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社教学过程设计：复习__5__分钟，授新课_75_分钟，安排讨论__5__分钟，布置作业__5_分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□练习课□其他□教学方式（请打√）：讲授√讨论□指导□其他□第2次课教学整体安排授课时间第1周星期三第9-10节课时数2节授课题目（教学章、节或主题）：4－3结点荷载作用下粱的影响线4－4静力法作桁架的影响线教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：熟练掌握静力法作静定梁支座反力和内力的影响线,了解结点荷载作用下的梁的影响线，桁架影响线。教学内容（包括基本内容、重点、难点）：基本内容：结点荷载作用下粱的影响线，静力法作桁架的影响线,1.荷载直接作用在纵粱上,不论纵粱受何种荷载,而主粱只在结点出承受集中力,因此,主粱承受的是结点荷载。（1）.支反力和结点处弯矩的影响线与简支粱相同（为什么？）（2）.主要考虑D截面弯矩的影响线的画法。结论：（1）.在结点荷载作用下，结构任何影响线在相邻两结点之间为直线。（2）.先作直接荷载作用下的影响线，用直线连接相邻两结点的竖距，就得到结点荷载作用下的影响线。2.桁架结构，主要分析上弦杆、下弦杆、竖杆、斜杆的影响线。(1)上弦杆的影响线。(2)下弦杆的影响线。(3)竖杆的影响线。(4)斜杆的影响线。结论分析：上弦杆、下弦杆轴力的影响线均为三角形状，顶点的竖标可表示为：重点内容：静力法作结点荷载作用下梁的影响线、桁架的各杆轴力的影响线。难点内容：静力法作结点荷载作用下梁的影响线、桁架的各杆轴力的影响线。讨论、思考题、作业：4-9，4-8参考资料（含参考书、文献等）：《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社教学过程设计：复习__5__分钟，授新课_75_分钟，安排讨论__5__分钟，布置作业__5_分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□练习课□其他□教学方式（请打√）：讲授√讨论□指导□其他□第3次课教学整体安排授课时间第2周星期一第5-6节课时数2节授课题目（教学章、节或主题）：4－5机动法作影响线4－6影响线的应用教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：掌握机动法作梁的影响线；掌握影响量计算，掌握三角形影响线荷载最不利位置的确定。教学内容（包括基本内容、重点、难点）：基本内容：§4－5机动法作影响线1.机动法作影响线的概念和步骤机动法作影响线的步骤(1).撤去约束，用未知量Z代替。(2).使体系沿Z的正方向发生位移，得出荷载作用点的竖向位移图，由此可得出影响线的轮廓。(3).令δZ=1，进一步可得影响线的数值。(4).横坐标以上的图形影响系数为正，反之为负。思考题：δP(x)的定义？答：δP(x)表示荷载作用点的竖向位移，Z的影响线与荷载作用点的竖向位移成正比，即位移图δp就是影响线的轮廓。2.利用机动法作简支粱的影响线例题分析：例1.利用机动法做图5-7a简支粱弯矩和剪力的影响线3.利用机动法作多跨粱的影响线例题分析：例2.利用机动法作图5-8(a)所示多跨粱截面C弯矩及支反力B的影响线。思考题：多跨静定梁的影响线有什么特点？答：从影响线中可以看出，在多跨静定粱中，基本部分的内力影响线是布满全粱的，而附属部分内力的影响线则只在附属部分不为零。§5－6影响线的应用1.求各种荷载作用下的影响影响线是单位移动荷载对某一量值的影响，利用叠加原理，可求其他荷载作用下产生的影响。(1)对于一组集中荷载一般来讲，设有一组集中荷载FP1，FP2，···，FPn加于结构，而结构某量Z的影响线在各荷载作用处的竖距为y1，y2，···，yn，则(2)对于分布荷载对于均布荷载，可利用下式进行计算：A0是影响线的图形在受载段AB的面积，在这里应注意面积的正负号。例题分析：例4.求图4－10简支梁在全跨受均布荷载荷载作用，试利用截面C的剪力FQC影响线求FQC剪力数值.2.求荷载的最不利位置在结构设计中需要求出某一量值的最大值或最小值作为设计的依据，为此就必须确定使其发生最大值的荷载最不利位置。原则：数量大、排列密集的荷载放在影响竖距较大的部位。(1)单个集中荷载，则最不利位置是集中荷载作用在影响线的竖距最大处。(2)如果移动荷载是均布荷载，且可以是任意分布长度，则最不利位置是在影响线正号部分布满荷载(求最大正值)，或在负号部分布满荷载(求其最大负号值)。(3)如果移动荷载是一组集中荷载，必有一个集中荷载作用在影响线的顶点。例题分析：例5.求图4－13a吊车梁AB在截面C的最大正剪力。3.临界位置的判定对于移动荷载是一组集中荷载，要确定某量值Z的最不利荷载位置，通常分以下两个步骤：(1)求出某量值Z达到极值的荷载位置。这种位置称为荷载的临界位置。(2)从荷载的临界位置中选取荷载的最不利位置。思考题：临界位置与临界荷载的含义？例题分析：例7.求图4－17a梁AB，跨度40m，承受汽车车队荷载，试求截面C的最大弯矩。重点内容：机动法作梁的影响线；影响线求影响量的值；简支梁的荷载最不利位置，临界荷载与临界位置的判定。难点内容：荷载最不利位置的确定，临界荷载与临界位置的判定。讨论、思考题、作业：1.作影响线的方法有静力法和机动法，总结这两种方法的特点与长处？2.作业：4-4，4-7，4-15，4-17参考资料（含参考书、文献等）：《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社教学过程设计：复习__5__分钟，授新课_79_分钟，安排讨论__5__分钟，布置作业__1_分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□练习课□其他□教学方式（请打√）：讲授√讨论□指导□其他□第4次课教学整体安排授课时间第2周星期三第9-10节课时数2节授课题目（教学章、节或主题）：4－8简支梁的包络图和绝对最大弯矩8－4超静定力的影响线教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：了解简支梁包络图和简支梁绝对最大弯矩，了解超静定结构影响线的画法。教学内容（包括基本内容、重点、难点）：基本内容：简支梁包络图和简支梁绝对最大弯矩，超静定结构影响线的画法。4.8简支梁的包络图和绝对最大弯矩4.8.1内力的包络图（1）连接各截面内力最大值的曲线称为内力的包络图。内力包络图是结构设计中的重要工具，在吊车梁、楼盖的连续梁和桥梁的设计中应用很多。（2）做简支梁在单个集中荷载FP作用下的弯矩包络图、剪力包络图。（3）求简支梁在单个集中荷载FP作用下的绝对最大弯矩（弯矩包络中最高的竖标）。（4）做简支梁在一组集中荷载FPn作用下的弯矩包络图、剪力包络图，并求绝对最大弯矩。4.8.2例题分析：例10.求图5－25a所示吊车梁的绝对最大弯矩。4.8.3思考题：（1）.作出简支梁在均布荷载作用下的弯矩包络图，简支梁的绝对最大弯矩是否为跨中弯矩值？（2）.作出简支梁在单个集中荷载作用下的弯矩包络图，简支梁的绝对最大弯矩是否为跨中弯矩值？8.4超静定力的影响线8.4.1超静定力的影响线做法：一种方法是用力法、位移法、力矩分配法直接求出影响系数（静力法）；另一种方法是利用超静定力影响线与挠度图间的比拟关系（机动法）。8.4.2利用超静定力影响线与挠度图间的比拟关系做影响线的步骤(1).撤去所求约束力Z1相应的约束。(2).使体系沿Z1的正方向发生位移，得出荷载作用点的挠度图图，即为影响线的形状。(3).令δP1图除以常数δ11,便可以确定影响线的数值。(4).横坐标以上的图形为正，横坐标以下的图形为负。思考题：超静定力影响线的做法与机动法做静定结构影响线的区别？对静定内力（支座反力）来讲，位移图是几何可变体系的位移图，因而是折线图形；对超静定内力（支座反力）来讲，位移图是几何不变体系的位移图，因而是曲线图形；8.4.3单跨梁的挠度和转角公式，用来计算δP1、δ11。（可以用图乘法推导）BAAMMEIl26ABBMMEIl26任一点x处的挠度为xlMxlMEIlxlxxyBA26例题分析：例8-10.求图8-33a连续梁支座MB弯矩的影响线。8.4.4等跨度等截面连续梁各截面弯矩的影响线和支座截面剪力的影响线均制成表格，设计时可以直接查用。重点内容：简支梁内力包络图的画法，内力包络图的应用，绝对最大弯矩。难点内容：简支梁内力包络图的画法，超静定结构影响线的画法。讨论、思考题、作业：讨论题：简支梁的跨中弯矩值是否为绝对最大弯矩值。4-20，8-20参考资料（含参考书、文献等）：《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社教学过程设计：复习__5__分钟，授新课_75_分钟，安排讨论__5__分钟，布置作业__5_分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□练习课□其他□教学方式（请打√）：讲授√讨论□指导□其他□第5次课教学整体安排授课时间第3周星期一第5-6节课时数2节授课题目（教学章、节或主题）：8－5连续梁的最不利荷载分布及内力包络图第4章影响线习题课教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：了解连续梁的最不利荷载分布及内力包络图的绘制，复习第五章的重点内容。教学内容（包括基本内容、重点、难点）：基本内容：连续梁的最不利荷载分布及内力包络图,影响线习题课。理解影响线的概念，熟练掌握静力法作静定梁支座反力和内力的影响线，掌握机动法作多跨静定梁的影响线，掌握影响量计算，掌握三角形影响线最不利荷载位置的确定，了解简支梁包络图和简支梁绝对最大弯矩，掌握连续梁内力影响线形状的确定，了解连续梁弯矩包络图的绘制。重点内容：静力法和机动法作静定梁的影响线；影响线求影响量的值；简支梁的最不利荷载位置。难点内容：静力法和机动法作静定梁的影响线；最不利荷载位置的确定。讨论、思考题、作业：参考资料（含参考书、文献等）：《结构力学》上、下册杨弗康等编高等教育出版社《结构力学》上、下册龙驭球等编高等教育出版社《结构力学》上、下册李廉锟等编高等教育出版社教学过程设计：复习__5__分钟，授新课_75_分钟，安排讨论__5__分钟，布置作业__5_分钟授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□练习课√其他□教学方式（请打√）：讲授√讨论□指导□其他□