6.3 工程中常见超静定结构简介（教案）-《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版-第3版）

《土木工程力学基础》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程 课题 任务6.3 工程中常见超静定结构简介 授课 教师 学时数 2 授课班级 人数 授课 时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据《国家职业教育改革实施方案》文件精神，教材改革是三教改革的重要抓手。 如何突破传统教材的约束，增加教材的可视化，在专业课程中植入职业道德教育、专业素养教育等，编写适合中职教育的专业教材。 背景分析 《土木工程力学基础》是中等职业学校建筑、市政、道路桥梁、铁道、水利等土木工程类相关专业的一门基础课程，是土木工程类相关专业学生未来从事施工员、质量员、安全员、监理员以及钢筋工、材料试验工等岗位工作，获取相关职业资格证书所必修的课程。贯彻了“以素质教育为基础、以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”的职业教育教学思想和办学方针，适应人才培养模式的转变，能够推进课程体系和教学模式的改革。 在内容的选择、结构的设计上，以适应学生初次上岗需要、职业发展需要，以及社会发展需要为目标，为学生学习土木工程结构施工类相关岗位技能、考取相关职业资格证书提供必需的学习资源。同时，为适应我国职业教育“立交桥”的建立，以拓展的形式设计了学生继续学习的相关内容。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养学生自学能力、理解能力与表达能力，提升学生的学习兴趣，能够理论联系实际。 掌握超静定梁、超静定刚架、无铰拱的概念及特点；掌握超静定结构和静定结构之间的区别。 使学生能够根据超静定结构力学特征，解决工程实例问题。 学习任务 描述 掌握超静定梁、超静定刚架、无铰拱的概念及特点，解决工程实例问题； 掌握超静定结构和静定结构之间的区别，合理进行选择。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 静定梁、超静定刚架、无铰拱的概念及特点；超静定结构和静定结构的比较。 教学难点 超静定结构和静定结构的比较。 教学难点突破方法 利用现场讲解，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。课堂上多结合实际，向学生布置学习任务，易于学生理解，使学生提高学习兴趣，增加知识掌握的深度，实现重难点突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、课堂练习法。 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09月第3版；高等教育出版社出版。 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 知识点复习与回顾（5分钟） [知识点复习与回顾]（5分钟） 提问问题：静定多跨梁的组成及内力分析；静定刚架的组成及内力分析；三铰拱的组成及内力分析。 提出问题，认真回答问题。 接收并回顾上节课内容，对上节课内容进行归纳总结，温故而知新。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.检查学生对上节课内容的掌握程度，实时把控本节课教学内容的设计。 新课 导入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。查看并记住本节任务的学习目标。 2.分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（20分钟） [探索新知] （20分钟） 超静定结构是具有多余约束的几何不变体系，其内力不能由静力平衡方程完全求得。下面简单介绍工程中常见的超静定结构。 一、超静定梁 1.两端均为固定支座的梁 两端均为固定支座的梁是超静定梁，在竖直向下的荷载作用下（图6-35a），其变形曲线如图6-35b所示。可以判断：梁在两端产生上部受拉的弯矩；跨中区段产生下部受拉的弯矩。在均布线荷载作用下，其弯矩图是一条向下凸的二次抛物线（图6-35c）；在集中荷载的作用下（图6-35d），其弯矩图如图6-35e所示。弯矩图在集中荷载作用的截面发生转折，而在无荷载作用区的图形为水平直线或斜直线。 2.连续梁 连续梁是超静定结构，对比简支梁（图 6-36a）和连续梁（图 6-36b）的弯矩图，可以发现超静定结构相对于静定结构，弯矩的最大值可以大幅度降低，但在杆件的中间支座处会产生负弯矩。 连续梁是在高强度混凝力预应力梁的基础上发展起来的。由于其抗拉、抗压强度的提高，使梁在外荷载作用下的弯曲变形，以及因温差等外因素造成的龟裂现象都得到极大改善，可以忽略温差等外因素对梁、柱的应力影响，故在基础平台坚固、沉降极小的