建筑力学(梁的正应力)说课
建筑力学_结构第四章_应力和强度
§4-2 弯曲时的正应力
变形的几何关系 纵向纤维线应变变化规律: 变形前： a b o 1o 2 d x ab ( y )d 变形后:
o 1o 2 d x d
ab的伸长量：
S ab dx ( y )d d yd
ab的线应变:
3.分别求a、b、c三点正应力
a=MCya/Iz=1MPa(拉) b=MCyb/Iz=0, c=MCyc/Iz=1.5MPa(压)
§4-2 弯曲时的正应力
危险截面: 最大弯矩所在截面 Mmax 横力弯曲时最大正应力 危险点：距中性轴最远边缘点 y max
m ax
M
m ax
y m ax
max
M Wz
W
z
b I
z
h 2
12
h h 2
3
b 6
h
2
§4-3
梁的正应力强度
提高梁弯曲强度的措施
在面积相等的情况下，选择抗弯模量大的截面 z
W
z1
D
32
3
D
a a z
当
D1
4
2
a 时,a
bh 6
2
2
R ; ( D1 / 2 )
3
2
W
z2
(
R)
6
1.18 W
受载后
P
a´ c´
P
平面假设：纵向纤维变形相同，原为平面的横截面在变形后仍为平面。 均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。 2. 拉伸应力： P
N
N A
轴力引起的正应力 —— ： 在横截面上均布。
建筑力学_结构第四章_应力和强度
o1o2 = dx = ρdθ
)dθ −ρdθ = ydθ
ab的线应变: ab的线应变 的线应变:
∆S ydθ y ε= = = dx ρdθ ρ
§4-2 弯曲时的正应力
• 物理方面 弹性) 物理方面(弹性 弹性
σ = Eε =
Ey
ρ
静力平衡关系 (合力矩定理、合力定理 合力矩定理、 合力矩定理 合力定理)
§4-2 弯曲时的正应力
正应力公式的使用条件及推广
正应力公式只能用于发生平面弯曲的梁; 正应力公式只能用于发生平面弯曲的梁 材料处于线弹性范围内; 材料处于线弹性范围内 对于具有一个纵向对称面的梁均适用; 对于具有一个纵向对称面的梁均适用 可推广应用于横力弯曲时梁的正应力计算. 可推广应用于横力弯曲时梁的正应力计算
工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定 义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集 度最大处开始。 2. 应力的表示： 应力的表示： ①平均应力： 平均应力： ∆P M ∆A
ΔP pM = ΔA
②应力： 应力：
p = lim
∆A → 0
∆ P dP = ∆ A dA
③应力分解为： 应力分解为： 垂直于截面的应力称为“正应力” 垂直于截面的应力称为“正应力” (Normal Stress)； )
提高梁弯曲强度的措施 采用合理截面形状
原则：当面积 一定时 一定时,尽可能 原则：当面积A一定时 尽可能 增大截面的高度,并将较多的材 增大截面的高度 并将较多的材 料布置在远离中性轴的地方,以 料布置在远离中性轴的地方 以 得到较大的抗弯截面模量。 得到较大的抗弯截面模量。
Mmax ≤ Wz ⋅[σ ]
q=3.6kN/m 矩形(b×h=0.12m×0.18m）截面木梁 A L=3m
《建筑力学课件：梁的基本理论与分析》
在建筑力学课件中，梁是一个重要的主题。我们将深入研究梁的类型和形状、 受力特点、曲率和挠度、支座反力以及受弯、剪力和扭转设计。
梁的类型和形状
梁的分类
梁可根据形状分为简支梁、悬臂梁和连 续梁。
梁的形状
梁可以是矩形、T型、I型、C型等多种截 面形状。
关键考虑因素
选择梁的类型和形状要考虑荷载情况和结构要求。
通过剪切强度验证，判断梁是否具备足够的 抗剪能力。
梁的扭转设计
1
扭转力
梁在受到扭转力作用时，产生截面的
扭转刚度
2
扭转变形。
扭转刚度是描述梁抵抗扭转变形能力
的参数。
3
扭转设计
通过选择合适的截面形状和材料，确 保梁具备足够的抗扭转能力。
梁的支座反力
支座类型
梁的支座类型包括简支、受约 束支座和悬臂支座等，每种类 型对应不同的反力。
反力计算
通过平衡和力的关系，可以计 算出梁的各个支座反力。
反力图
反力图是一种图示支座反力的 图表，有助于直观理解梁的受 力情况。
梁的受弯设计
设计原则
梁的受弯设计要考虑受力极 限状态和使用极限状态，确 保梁的承载能力和安全性。
设计步骤
受弯设计主要包括荷载计算， 截面选型，受弯强度验证等 多个步骤。
截面设计
根据承载能力需求，选择合 适的截面形状和尺寸，满足 梁的受弯刚度和强度要求。
梁的剪力设计
剪切力 抗剪强度 剪切验证
梁受到的剪切作用力，会产生横向的剪应力。
根据剪切力大小，选择合适的截面形状和材 料，满足梁的抗剪强度要求。
梁的受力特点
1 弯曲力
梁受到弯曲力，产生正 弯曲和负弯曲。
建筑力学说课
五、培养模式
以教师为主导, 以学生为主体, 以提高技能为核心
教师角色由权威型向伙伴型转换: 多样化，个性化的交互式学习
培养模式
学生地位由被动听讲向主动参与转变: 教师作为学习引导者和解惑者
教学过程由传授型向引导型转变 启发学生掌握生产技能为主, 理论辅助支撑
对理论知识评价向解决实际问题评价转变 注重考查实际的生产技能兼顾综合素质
பைடு நூலகம்
二、培养目标
1.专业岗位技能 熟练掌握建筑结构设计需要的力学知识，能迅速
准确找出结构受力点的最不利位置； 熟练掌握常用的房屋建筑和工业厂房的结构形式
及简化的结构计算； 熟悉PKPM/探索者/理正等常用国产优秀软件对建
筑结构进行计算并能验算其准确性和优化计算； 熟悉掌握建筑工程常用构件的各种轴心、偏心计
建立“面向对象”的教学模式，育知识技能于任务 之中：倡导“以就业为导向”的高职教育培养模式， 以完成实际工程中某项或综合的测量、设计、施工等 具体任务为载体，把知识技能包含在某项具体的建筑 工程任务懂打包传授。
八、实验实训条件
建筑材料实验室、土工试验实验室等 建筑工地的材料检测、现场试验等
校外建筑工地实习、设计单位学习基地 校企合作、顶岗实习
理论教学内容选择依据: ①明确数控编程的基本概念； ②掌握常用数控技术的相关基础知识。
序号
实践教学
1 对杆件进行轴向拉压、弯曲、扭转等破坏试验
2 识别梁、板、柱、桁架、拱、刚架等结构形式 3 对生活中的结构进行模型抽象并画出计算简图 4 识别生活中常用的超静定结构和习惯做法 5 用计算机编程和成熟软件计算结构内力
扎实的专业 基础知识
生动活泼的互 动教学方法
贯穿始终的 “学以致用”
第九章 梁的应力
38
第二节 梁的切应力、切应力强度条件
◆例题
例 7 ： FS = 15 b = 120 mm，d 20 mm， yC
= 45 mm。试求 ：tmax ；腹板与翼
缘交接处切应力 ta
解：
Sz ,max
d (d
b 2
yC )2
9.03 105
b(h02 h2 ) 2d (h2 4 y2 )
第九章
37
第二节 梁的切应力、切应力强度条件 ◆ 梁的正应力与梁的剪应力比较
s max
Fl bh2
6Fl bh2
6
t max
3F 2 bh
s max t max
6Fl bh2
2bh 3F
4
l h
第九章
当 l >> h 时，smax >> tmax
E
ymax
2. 应力计算
第九章
D d 0.701m
22
ymax
d
2
1.0 103 m
s max
E
ymax
285 MPa
10
第一节 梁的正应力、正应力强度条件
静力学方面
ysdA M
A
联立求解得：
E y2dA M
A
1
M EI z
结 论:
中性层曲率：
22
ymax
d
2
1.0 103 m
s max
E
ymax
285 MPa
3. 弯矩计算
1 M
建筑力学说课
《建筑力学》说课稿一．课程设置1.课程定位建筑力学是研究结构和构件承载能力的学科，分为理论力学，材料力学和结构力学几部分内容。
建筑力学是建筑工程类相关专业的一门重要的专业基础课，是培养建筑工程技术人员必不可少的核心课程之一。
通过本课程的学习使学生熟悉建筑工程设计的原理并具备一定是计算能力，培养学生科学分析问题的能力。
提高学生解决工程实际问题的计算能力。
从而为学生后续专业课及实训的学习打下坚实的理论基础。
2.课程目标工程造价专业培养适应我国社会主义现代化建设需要的德，智，体全面发展的，掌握工程造价专业知识，具备工程建设项目投资决策和全过程工程造价管理能力，能够在各类建筑施工，工程监理，房地产开发也经营等企业从事施工现场技术与管理，质量管理，安全管理，造价计算和资料管理等方面工作的高技能应用型人才，依据人才培养目标中实用，够用的原则，选择符合高职高专人才培养目标及教育特点的大连理工大学出版社王渊辉主编的《建筑力学》一书作为教材。
3.课程设计建筑力学主要研究结构和构件的强度，刚度和稳定性。
强度是指结构抵抗破坏的能力，刚度是指结构和构件抵抗变形的能力，稳定性是指构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力。
建筑力学的任务，就是在保证构件在满足强度，刚度和稳定性要求的前提下，选择最经济，合理的材料和截面形状尺寸，提供必要的理论基础和计算方法，从而使结构达到既经济又安全的目的。
二．教学内容根据工程造价专业的课程目标，主要的教学内容有：建筑力学基本概念，平面一般力系，平面图形的几何性质，轴向拉伸和压缩，剪切与扭转，梁的弯曲，静定结构的内力计算，压杆稳定等。
1.课程重点是力系的平衡及求解支座反力的方法，杆件在轴向拉伸(或压缩)，弯曲时的强度计算；梁的内力计算及内力图的绘制。
2.课程难点是求解结构支座反力的方法，杆件在轴向拉（压），弯曲时的强度计算；内力图的绘制。
3.教学目标①知识目标学习和掌握建筑力学的基础知识和研究方法。
10-1-1梁横截面上的正应力(精)
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四川建筑职业技术学院
根据所观察到的表面现象，对梁的内部变形情况进行推断， 作出如下假设：
① 梁的横截面在变形后仍然为一平面，并且与变形后梁的轴 线正交，只是绕横截面内某一轴旋转了一个角度。这个假设称 为平面假设。
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3. 惯性矩和弯曲截面系数的计算
几种常见简单截面如矩形、圆形及圆环形等的惯性矩Iz和 弯曲截面系数Wz列于表10中，以备查用。由简单截面组合 而成的截面的惯性矩计算，见附录Ⅰ。 型钢截面的惯性矩和弯曲截面系数可由型钢规格表查得。
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4. 横力弯曲时梁横截面上正应力的计算公式
四川建筑职业技术学院
§10－1 梁弯曲时的应力
10－1 －1
梁横截面上的正应力
剪力和弯矩是横截面上分布内力 的合力。在横截面上只有切向分 布内力才能合成为剪力，只有法 向分布内力才能合成为弯矩 （图）。因此，梁的横截面上一
般存在着切应力和正应力，它 们分别由剪力FS和弯矩M所引起
的。
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27.2 106 Pa 27.2MPa
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四川建筑职业技术学院
cB
M
B
y 2
Iz
4 103 N m 8.8 10-2m 7.6410-6 m4
46.1106 Pa 46.1MPa
综合以上可知，梁的最大拉、压应力分别为
tmax=tC=28.8MPa cmax=cB=46.1MPa
国家共享型教学资源库
建筑力学第三版微课教案
建筑力学第三版微课教案第一节，引言。
建筑力学是建筑工程专业的重要基础课程，它主要研究建筑结构在外力作用下的静力学和动力学性质。
建筑力学的学习对于建筑工程专业的学生来说至关重要，它不仅是建筑结构设计和分析的基础，也是建筑工程实际工作中的必备知识。
为了更好地教授建筑力学这门课程，我们设计了建筑力学第三版微课教案，旨在帮助学生更好地理解和掌握建筑力学的基本原理和方法。
第二节，教学目标。
通过本微课教案的学习，学生应该能够达到以下目标：1. 理解建筑力学的基本概念和原理；2. 掌握建筑结构在外力作用下的静力学和动力学性质；3. 熟练运用建筑力学的基本方法和公式进行建筑结构的设计和分析。
第三节，教学内容。
本微课教案主要包括以下内容：1. 建筑力学的基本概念和原理；2. 建筑结构的受力分析；3. 建筑结构的稳定性分析；4. 建筑结构的振动分析；5. 建筑结构的设计和分析实例。
第四节，教学方法。
为了更好地达到教学目标，我们将采用以下教学方法：1. 理论讲解，通过讲解建筑力学的基本概念和原理，帮助学生建立起对建筑力学的整体认识；2. 例题演练，通过举一些典型的建筑力学例题，帮助学生掌握建筑力学的基本方法和技巧；3. 实例分析，通过分析一些实际的建筑结构案例，帮助学生将建筑力学理论与实际工程结合起来。
第五节，教学评估。
为了更好地评估学生的学习效果，我们将采用以下评估方法：1. 课堂测验，每节课结束后进行小测验，检验学生对本节课内容的掌握情况；2. 作业布置，布置一些与建筑力学相关的作业，检验学生对建筑力学的理解和应用能力；3. 期末考试，通过期末考试检验学生对建筑力学整体知识的掌握情况。
第六节，教学资源。
为了更好地教授建筑力学这门课程，我们将准备以下教学资源：1. 课件，准备精美的建筑力学课件，帮助学生更好地理解和掌握课程内容；2. 教材，准备权威的建筑力学教材，供学生参考和学习；3. 实验设备，准备一些建筑力学实验设备，帮助学生进行实验学习。
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单向受 压缩 力假设 拉伸
横向线
变形后
直线
直线
各横向线仍为直线，只是倾斜了一个角度。
平面假设
平面
平面
说教学过程
3、合作探究、建构新知
z
Me
y M My
Iz
讨论
学生根据正应 力的分布规律 得出正应力的
计算公式， 印象深刻。
基本概念： 中性层 中性轴
说教学过程
墙 楼板
例
q 3.5kN / m
题
说教学过程
观察
学生观察什么
梁发生弯曲变形时，梁表面的 横向线发生了什么变化？ 纵向线发生了什么变化 ？
学生如何观察
横向线变形前是什么线？ 变形后又是什么线？ 纵向线变形前是什么线？ 变形后又是什么线？
说教学过程
假
纵向线和横向线的变形特点
设
纵向线
变形后
直线
弧线
梁上部的纵向线缩短，梁下部的纵向线伸长。
运用力学原理和概念分 析解决建筑工程问题。
➢通过自主学习，合作
探究，提高学生解决工 程实践问题的能力。
情感态度 价值观
➢培养学生科学的
思维方式和研究问 题的方法。
➢培养学生的专业
兴趣和认真严谨的 工作态度。
说教材
重点
梁的正应力分布规律及计算
重点、 难点
难点
梁的正应力公式的应用
正应力的分布规律是进行正应力公式推导的前提；正应力计算 是学习正应力强度条件的基础，故确定为重点。
代入公式 My
Iz
说教学过程
a
一组
二组
二组
b
三组
c
分析问题
M ya IZ M yb IZ M yc IZ
用相同的计算公式计算不同的a、b、c三点 的正应力有何不同？
说教学过程
解决问题
学生自评：简练的语言，自我评价板演题目的解题思路。 学生点评：先指出板演者的优点，再点出不足。 师生互评：师生平等交流、探索，共同提高。
梁
L 3m
3.5KN/m
3m
b
c
h
o
b
50mm
z
ay
B b 120mm h 180mm
说教学过程
梁的跨中 截面上
提出问 题
a点的正应力 a b点的正应力 b c点的正应力 c
说教学过程
分析问题
思 路 分 析 ：
1、求跨中截面的弯矩值M
2、确定a、b、c三点到中性轴的距离y
3、计算横截面对中性轴的截面二次矩Iz
说教学过程
4、巩固练习、提升技能
说教学过程
5、课堂小结、布置作业
正
应
My
力 计
算 公 式
Iz
说板书设计
教学反思
特色
实物模型和多媒体直观教学 设置动手探究环节 注重“建模”能力培养
《建 筑 力 学》—梁 的 正 应 力
说课要点
说教材
课程性质 和地位
本节课选自江苏大学出版社出版的全国 高等职业教育“十二五”规划教材《建 筑力学》第六章第五节。
《建筑力学》是建筑工程技术专业的一门专 业基础课。 通过本课程的学习使学生熟悉建筑工程设计 的原理并具备一定的计算能力，培养学生科 学分析问题、解决问题的能力，从而为后续 专业课的学习奠定坚实的理论基础。
说教材
梁的内力计算及内力图本来自在本 章地位------前四节内容
梁的横截面上正应力的的 分布规律及计算
------<梁的正应力>
梁的强度计算
-------<梁的强度计算>
说教材
知识与技能
➢知道梁的变形规律 ➢知道梁的正应力分
布规律
➢会计算梁的正应力 ➢会判定正应力的正
负号。
教学 目标
过程与方法
➢学生通过观察、实验，
说教法、学法
直观教学法
问题探究法
教学 法法
启发式教学法
观察实验法
教法、 学法
自主探究法 合作讨论法
说教法、学法
课前
准备
说教学过程
一、提出问题 导入新课 3分钟 二、观察实验 总结规律 12分钟 三、合作探究 建构新知 15分钟 四、巩固练习 提升技能 14分钟
五、归纳小结 布置作业 1分钟
说教学过程
通过学生自评、学生点评、师生互评有利于学生自主 学习，增强学生协作意识，建立和谐的师生关系。
说教学过程
正应力计算 的解题步骤
计算所求截面的弯矩值，
M
画出梁的弯矩图
y 计算待求点至中性轴的距离 I 计算横截面对中性轴的截面二次矩 Z
书写认真，字体规范，解题步骤，完整正确， 注意各量，单位统一，计算结果，准确无误。
只有正确应用公式才能准确计算梁的正应力，故确定为难点。
说教法、学法
本课程理论性强，学习难度大，学生由不愿 学到学不会，学不会而更不愿学，从而形成 恶性循环。
学情 分析
学生基础知识薄弱，学习兴趣不高，自 主学习能力差，缺乏自信及成功的体验； 但动手能力强，喜欢实践。
充分利用实物模型和多媒体进行直观教学,建立和谐的师 生关系，营造浓厚的学习氛围，帮助学生建立学习的信 心。
1、提出问题、导入新课
两个相同的矩形截面木方，截面尺 寸a×2a，并排立放或叠放总截面是 相同的，抗弯性能也相同吗？如何 放置更好？
竖放比横放更合理。
说教学过程
2、观察实验、总结规律
研究对象：等截面直梁 研究方法：观察------假设
由横向线和
纵向线的变
得出
化
梁的变形 总结 规律
梁的正应力 分布规律