结构力学教案--力法3

课程思政优秀案例——《结构力学I》：高铁建设中的结构力学——力法基本原理一、课程和案例的基本情况课程名称：结构力学I授课对象：本科二年级课程性质：专业基础课课程简介：《结构力学I》是土木工程、铁道工程等专业学生必修的一门专业基础课。

该课程以培养“品德优秀、基础宽厚、思维创新、能力卓越”的土木工程人才为根本任务，主要研究工程上常见杆系结构的基本力学特征、内力分析与位移计算的基本原理和基本方法。

案例简介：本案例为结构力学教学大纲中的第38节课（共64节），时长50分钟，教学内容是介绍求解超静定结构的第一种基本方法—力法。

它是从静定结构过渡到超静定结构的第一节基本原理课，具有非常重要的承上启下作用。

本节课的教学目标主要包含以下三个层次：知识传授：重点掌握力法的基本原理和力法方程的物理含义能够应用力法基本原理求解一次超静定结构的内力能力培养：培养学生对超静定结构进行内力分析和计算的能力应用理论知识分析和解决实际工程问题的能力价值塑造：从我国高铁建设的巨大成就中厚植学生的家国情怀和职业使命通过启发引导培养学生的工程思维和解决实际问题的科学方法从不断的拓展思考中培养学生的深度学习能力和钻研精神二、案例蕴含的思政元素分析将结构力学课程与我国的高铁建设紧密结合，本案例打破“就力学谈力学”的局限性，从国家交通强国战略的角度充分挖掘了蕴含在力学基本原理中的育人元素，通过启发引导式的授课方式培养学生运用理论知识分析求解实际工程问题的工程思维和科学方法，拓展延伸培养学生的科研探索和创新精神，激发学生科技报国的家国情怀。

本案例主要包含以下思政元素：（1）交通强国、民族自信、职业使命通过北京奥运会、京张高铁引出中国速度和中国势力，一座座宏伟的高铁桥梁凝聚了一代又一代土木人的智慧和创新。

提出问题引入主题：如何计算连续梁桥的内力进行高铁桥梁的设计？让学生在感受民族自豪的同时思考土木工程师的职业使命。

（2）解决问题的工程思维和科学方法超静定结构的内力求解是面临的未知工程问题，如何利用已经掌握的静定结构的知识来分析求解呢？采用启发引导式的教学方法培养学生的工程思维和解决实际问题的科学方法。

结构力学教案【篇一：结构力学教案】结构力学“十二五”普通高等教育本科国家级试讲人姓名：规划教材第六章 6-1超静定次数的确定 6-2力法的基本概念力法的基本概念教案教学目的：1. 掌握超静定次数的确定；2. 掌握力法的基本原理；3. 了解超静定结构的力学特征。

教学重点、难点： 1．判断超静定次数； 2．选取力法基本体系； 3. 了解力法基本方程。

教学方法：讲授法、演示法教学时数：1课时教学内容：导入：一、 6-1超静定次数的确定——力法的前期工作【板书】（一）超静定结构的静力平衡特征和几何特征为了认识超静定结构的特性，我们需要把它与静定结构作一些对比。

1. 在几何组成方面：静定结构是没有多余约束的几何不变体系，而超静定结构则是有多余约束的几何不变体系。

【板书】2. 在静力分析方面：静定结构的支座反力和截面内力都可以用静力平衡条件唯一地确定，而超静定结构的支座反力和截面内力不能完全由静力平衡条件唯一地加以确定。

总起来说，约束有多余的，内力（或支座反力）是超静定的，这就是超静定结构区别于静定结构的两大基本特征。

凡符合这两个特征的结构，就称为超静定结构。

（二）超静定次数的确定力法是以结构中的多余约束力为基本未知量的，一个结构的基本未知量数目就等于结构的多余约束数目。

因此，力法计算首先要找出结构的多余约束。

确定结构超静定次数最直接的方法是解除多余约束法，即将原结构的多余约束移去，使其成为一个（或几个）静定结构，则所解除的多余约束数目就是原结构的超静定次数。

解除超静定结构的多余约束，归纳起来有以下几种方式：例图【板书】 1. 移去一根支杆或切断一根链杆，相当于解除一个约束。

2.移去一个不动铰支座或切开一个单铰，相当于解除两个约束。

3.移去一个固定支座或切断一根梁式杆，相当于解除三个约束。

4.将固定支座改为不动铰支座或将梁式杆中某截面改为铰结，相当于解除一个转动约束。

对于框架，可采用下式计算超静定次数【板书】n=3f?h式中 f 为框格数，h 为单铰数注意：先将结构中每个框格都看作是无铰的，每个单铰的存在就减少1次超静定。

结构力学老师讲课教案一、教学目标。

1. 了解结构力学的基本概念和原理。

2. 掌握结构力学的基本计算方法。

3. 能够应用结构力学知识解决实际工程问题。

二、教学内容。

1. 结构力学的基本概念。

2. 结构的受力分析。

3. 结构的位移和变形。

4. 结构的稳定性分析。

5. 结构的振动分析。

三、教学重点和难点。

1. 结构受力分析的方法和步骤。

2. 结构位移和变形的计算。

3. 结构的稳定性分析方法。

4. 结构的振动分析原理。

四、教学方法。

1. 理论讲解结合实例分析。

2. 计算实践和案例分析。

3. 课堂互动和讨论。

五、教学过程。

1. 结构力学基本概念的介绍。

结构力学的定义和研究对象。

结构受力的基本原理。

结构位移和变形的概念。

2. 结构受力分析。

结构受力分析的基本步骤。

结构受力分析的常用方法。

结构受力分析的实例分析。

3. 结构的位移和变形。

结构位移和变形的计算方法。

结构位移和变形的影响因素。

结构位移和变形的实例分析。

4. 结构的稳定性分析。

结构稳定性分析的基本原理。

结构稳定性分析的常用方法。

结构稳定性分析的实例分析。

5. 结构的振动分析。

结构振动分析的基本原理。

结构振动分析的常用方法。

结构振动分析的实例分析。

六、教学案例。

1. 某桥梁结构的受力分析。

根据桥梁结构的实际情况，进行受力分析和计算。

分析桥梁结构的受力特点和影响因素。

讨论桥梁结构的受力分析结果和改进方案。

2. 某建筑结构的位移和变形计算。

根据建筑结构的实际情况，进行位移和变形计算。

分析建筑结构的位移和变形特点和影响因素。

讨论建筑结构的位移和变形计算结果和改进方案。

3. 某塔吊结构的稳定性分析。

根据塔吊结构的实际情况，进行稳定性分析和计算。

分析塔吊结构的稳定性特点和影响因素。

讨论塔吊结构的稳定性分析结果和改进方案。

4. 某机械设备的振动分析。

根据机械设备的实际情况，进行振动分析和计算。

分析机械设备的振动特点和影响因素。

讨论机械设备的振动分析结果和改进方案。

结构力学第6章力法力法（也叫统一力法）是一种简化结构分析和计算的方法，通过将结构的内力和力的作用点集中在一些特定的位置，从而简化结构计算的复杂性。

力法在结构力学中有很广泛的应用，特别是在求解复杂结构的内力分布和变形方程时非常有用。

力法的基本原理是将结构的内力分布看作是由一系列基本力的叠加形成的。

这些基本力包括拉力、压力、剪力和弯矩等。

通过对这些基本力的作用点和大小进行合理的选取，可以将结构的内力分布近似为一个简单的形式，从而方便地进行计算。

力法的具体步骤如下：1.选择合适的基本力系统：根据结构的受力情况，选择适合的基本力系统，一般包括平行力、共点力、算术力和等效力等。

2.确定基本力的作用点和大小：通过结构的受力平衡条件和变形方程，确定基本力的作用点和大小，一般可以通过静力平衡方程或者变形方程进行计算。

3.将基本力作用在结构上：将确定的基本力作用在结构上，这些基本力可以是集中力也可以是分布力，根据具体情况进行选择。

4.分析结构的受力和变形：应用力学的基本原理和公式，分析结构的受力和变形情况，求解结构的内力和位移等参数。

5.进行计算和分析：根据步骤4中得到的结果，进行计算和分析，比较计算结果与实际情况的差异，进行调整和修正。

力法的优点是计算简单、直观，尤其适用于计算结构的内力和变形情况；缺点是只能得到局部的内力情况，无法得到整体的受力情况。

在结构力学中，力法的应用非常广泛。

例如，可以利用力法求解悬臂梁的内力分布和变形情况，以及桁架和刚架的受力情况等。

同时，力法还可以用于计算复杂结构的等效荷载，简化结构的计算过程。

总结起来，力法是一种通过将结构的内力和力的作用点集中在一些特定的位置，从而简化结构计算的方法。

通过选择合适的基本力系统，确定基本力的作用点和大小，将基本力作用在结构上，进行受力和变形分析，最终得到结构的内力和变形情况。

力法在结构力学中有很广泛的应用，对于求解复杂结构的内力分布和变形方程非常有用。

结构力学力法结构力学是研究物体在外力作用下变形、破坏及承受载荷的学科。

而力法（Force Method）是结构力学中常用的一种分析方法，通过分解和叠加结构的内力来求解结构的变形和应力分布。

力法的基本原理是牛顿第三定律：作用力与反作用力大小相等、方向相反。

在结构力学中，物体在外力作用下会产生内力，而这些内力满足力的平衡条件。

以简支梁为例，梁受到上面的外力作用，会产生下方的支反力。

根据力的平衡条件，可以得到支反力与外力之间的关系，进而求解出支反力的大小和方向。

力法的应用步骤一般如下：1.设计空间内部力和位移：根据物体的几何性质、材料特性和外力条件，建立结构受力模型，并假设结构内部力和位移的初值。

2.材料模型：根据结构的材料特性，选择相应的力学模型。

常见的材料模型包括弹性模型和塑性模型。

3.受力平衡：根据物体在力的作用下的平衡条件，可以得到各个节点处的力平衡等式。

这些等式可以根据结构的几何特性和受力条件进行推导，建立结构的力平衡方程。

4.结构刚度矩阵：根据结构的几何性质和材料特性，可以得到结构的刚度矩阵。

刚度矩阵是结构的一种特征矩阵，描述了结构在受力下的刚度特性。

5.定义单元力和变形：根据结构的力平衡方程和刚度矩阵，可以将结构的内力和受力位移表示为单元力和单元变形的叠加形式。

6.求解结构内力和位移：通过迭代的方法，将结构的内力和位移从初值迭代到收敛。

在每一次迭代中，根据力的平衡条件和结构刚度矩阵，计算节点的内力和位移，然后更新节点处的单元力和变形。

7.结果分析：根据结构的内力和位移，可以进一步分析结构的应力分布、变形形态和稳定性等问题。

根据需要，还可以根据结果对结构进行优化设计。

力法的优点是简单、直观，适用于各种结构的分析。

但力法也存在一些限制，比如只适用于小变形、线性弹性结构的分析；不适用于存在局部破坏、非线性特性的结构。

总之，力法是结构力学中一种常用的分析方法，通过分解和叠加结构的内力来求解结构的变形和应力分布。

结构力学——力法结构力学，力法结构力学是研究物体和结构受力情况以及结构变形的一门学科。

在结构力学中，力法是一种重要的分析方法之一，它可以用来解决结构的内力和位移分布问题。

力法的基本思想是将外力作用在结构上的效果转化为力的剪力、弯矩和轴力等，通过求解这些内力来得到结构的受力和变形情况。

力法的基本步骤包括：选择适当的受力系统，根据受力系统的特点将受力转化为剪力、弯矩和轴力等力的效果，通过平衡条件得到内力分布方程，并解析或计算出内力分布，最后计算结构的位移和变形情况。

力法的应用范围较广，适用于静定和非静定结构的受力和变形分析。

在静定结构中，结构的支座反力可以通过受力平衡条件求解，然后根据支座反力和结构的几何形状得到结构的内力和位移分布。

在非静定结构中，由于受力平衡条件无法直接求解，需要通过引入位移相关的方程来解决。

在应用力法进行受力分析时，需要根据结构的几何形状和受力情况，选择适当的受力系统。

受力系统的选择应当符合结构的几何特征以及边界条件，使得受力效果可以直接转化为剪力、弯矩和轴力的效果。

通常情况下，剪力和弯矩用受力系统的剪力图和弯矩图来表示，而轴力则通过受力系统的轴力图来表示。

在进行力法计算时，首先需要确定受力系统的作用点和力的大小，然后通过受力平衡条件求解支座反力，并根据支座反力和结构的几何形状构造内力分布方程。

内力分布方程一般根据结构的受力特点，可以通过积分法、均布加载原理、等效剪力原理等构造。

然后，通过解析或计算的方法求解内力分布方程，得到结构的内力分布情况。

最后，根据内力分布和结构的弹性特性，可以计算出结构的位移和变形情况。

力法在结构分析中具有广泛的应用，可以用来解决梁、柱、桁架、刚架等结构的受力和变形分析问题。

在实际工程中，通过力法可以得到结构的内力和位移分布情况，从而评估结构的稳定性和安全性，指导结构的设计和施工，并对结构的荷载承载能力进行估算。

总之，力法是一种重要的结构力学分析方法，通过将受力效果转化为剪力、弯矩和轴力等，可以求解结构的内力和位移分布情况。