3.4 直杆轴向拉、压的强度计算-高二（教案）一《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版 第3版）

《项目3.4 直杆轴向拉、压的强度计算》 教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 3.4直杆轴向拉、压的强度计算 授课教师 1 学时数 2 授课班级 建筑工程施工专业2022秋1班 人数 51 授课时间 教学地点 建筑专业理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 在前几节学习了轴向拉伸或压缩变形的内力和应力的知识，本节及运用相关知识解决工程实际问题。 背景分析 为什么相同尺寸但不同材质所能承受的内力不同？ 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 1. 通过例题的讲解，培养举一反三，解决工程问题能力。 1、认识工作应力、极限应力、许用应力的概念； 2、了解工作应力、极限应力、许用应力三者关系； 1. 掌握轴向拉、压杆的强度条件并运用其解决工程问题； 学习任务 描述 认识工作应力、极限应力、许用应力的概念； 了解工作应力、极限应力、许用应力三者关系； 掌握轴向拉、压杆的强度条件并运用其解决工程问题。 教学资源 准备 时间资源：课前要求学生预习本节内容；课中教师讲解，学生观察理解掌握；课后完成练习并巩固所学。 设备资源：一体机。 教学重点 1.工作应力、极限应力、许用应力三者关系； 2.运用强度条件解决工程问题； 3.轴向拉、压杆的强度条件并运用其解决工程问题； 教学难点 依据轴向拉、压杆的强度条件解决工程问题。 教学难点突破方法 利用一体机等现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级提升，实现重难点突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法、训练和实践法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《土木工程力学基础》，主编：王仁田，2023年9月第3版；高等教育出版社出版。 信息资源 课本中的图片及视频、专用理实一体教室、工程实例。 教学环境 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [知识复习与回顾]（2分钟） 1.直杆轴向拉、压横截面上的应力如何计算？ 教师提出问题，并抽查学生，了解掌握情况。 1.回忆上节课所学内容 1.了解学生掌握情况；2加深学生印象。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 在建筑工地上起吊构件是常见的。起吊较重的构件用钢丝绳而不用麻绳，为什么？ 提出疑问 1. 学生思考、判断分析并举手回答 引导学生回答问题，并归纳、总结答案，引入课题。 探索 新知（1分钟） [探索新知] （1分钟） 老师介绍：在吊起重物的过程中绳索都有一个极限值，今天我们就来研究他们的极限。 简短介绍，让学生初步了解本节课的内容。 学生集中精神进入今天的正课。 让学生初步了解。 学 习 新 知29分钟） [学习新知] （29分钟） 3.4.1 工作应力、极限应力、许用应力三者关系 工作应力是指在荷载作用下产生的实际应力。 极限应力（危险应力）是指发生破坏的应力限度，用σu表示。 许用应力是指工程上将极限应力除以大于1的安全因数n作为工作应力的最高限度，用[σ]表示。 3.4.2 轴向拉、压杆的强度条件 轴向拉、压杆的强度条件 为轴力，A为横截面面积，为许用应力 运用： 进行强度校核时:材料的许用应力[σ]为已知；可根据杆件的截面尺寸计算横截面面积A；同时又知作用在杆件上的荷载，则可计算出轴力；若σ>[σ]，则强度不足。 进行截面设计时:已知荷载、杆件的材料，则杆件的截面尺寸可由下式决定。 确定许用荷载时：已知杆件的材料和截面尺寸，则杆件允许承受的轴力应按下式确定。再根据静力平衡条件确定许用荷载[F]。 3.4.3 例题计算 如图a 所示，一起重机用钢索匀速向上吊装W=100 kN的 重物，钢索的直径d=30 mm，钢绳的许用应力 [σ]=170 MPa。试： （1）校核钢索的强度； （2）钢索的直径为多少时既安全又经济？ （1）求钢索AC、BC 的轴力。取结点C 为研究对象，钢索AC、BC的轴力分别用FNAC、FNBC 表示，画出受力图并建立坐标如图b 所示。由二力平衡可知，F=W=100 kN。由平面汇交力系的平衡条件得： （2） 校核钢索的强度。 经校核，钢索强度满足要求。 （3） 求钢索的直径。由强度条件： 1.让学生自主学习，并划分小组以小组为单位确定本节重难点。 2.讲解概念，共同推导应力单位换算。 3.讲解不等式 ，根据不等式进行强度判定 4.划分小组，小组讨论例题。