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1、,土木工程力学基础,（一）任务情景,任务：公路上一小桥，每个桥墩需承受外部荷载为2500KN，使用C25混凝土砌筑桥墩，桥墩截面尺截面 尺寸为（400400mm），如不计截面中钢筋承受的应力，试校核桥墩是否满足强度要求？如不满足，采取什么样的措施进行改善？,（二）任务分析细化 细化问题一，用什么物理量来描述材料强度？ 细化问题二，探寻构件符合正应力强度条件？ 细化问题三，探寻强度和面积之间的科学关系？,学生活动： 组建探究小组每组4-5名学生 明确探究任务完成三个细化任 务，寻找思路，最终解决情景大任务。,讨论问题（一）,用什么物理量来描述材料的强度,1.强度：物体抵抗力的能力。,小问题：物体
2、运动快慢可用速度这个物理量来表示 ，物体强度用什么物理量来表示？,拉、压杆问题只研究轴向力对杆件的压缩或拉伸问题，即抗拉或抗压强度问题。,2.观察图示回答问题,小问题：杆件A和杆件B分别用力F1和F2刚好被拉断，如果F1 F2时，A材料比B材料抗拉，对么？,如果F1 F2时，且SA=SB，是否 可以判断谁的抗拉强度大。,探究结果：反应轴向抗拉、抗压强度的物理量与物体受力和截面积有关。 我们可以用应力来表示强度的大小,3.许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。 为极限应力，n为的安全系数。,讨论问题（二）,探究构件符合正应力强度条件,(1.)观察视频,思考：受压物体发生破坏的过程。,
3、轴向压力作用下物体并没有马上发生破坏，当施加的外力达到一定程度时，杆件才发生破坏。,(2.)引导学生分组讨论破坏的原因,讨论结果,外部施加的压力使截面产生的正应力,大于,材料本身能承受的最大的应力时材料破坏,(3.)总结学生讨论结果给出正应力强度条件公式 为保证拉压杆具备足够的强度，最大工作应力max不能超过材料的许用应力。 即其强度条件是：,最大工作应力max 许用应力,讨论问题（三）,探究强度和面积之间的科学关系,1.观看图示提出问题,问题（1）同种材料制成A1、A2（A1A2）不同截面面积的杆件，受到大小相同轴向压力F1时，哪个杆件相对更安全?,问题（2）同种材料制成两个相同截面的杆件，
4、受到大小不同轴向压力F1、F2(F1F2)时，哪个杆件相对更安全?,图示,3.请思考构件截面-轴向外力-构件正应力强度三者之间的关系。,2.总结小组分析结论,正确答案：（1）截面面积为A2的杆件更安全。 （2）受较小F2力的杆件更安全。,联系正应力强度公式思考,4.基本公式变形及应用 ： （1）变形： AN/ 应用 截面设计 （2）变形： PA 应用确定许用荷载,力学方式归纳情景任务,长方体C25混凝土(=12.5Mp)杆件，截面尺截面 尺寸为（400400mm），杆件受外部轴向压荷载2500KN，试校核杆件是否满足强度要求？如不满足，采取什么样的措施进行改善？,2500000/(400400
5、)=15.625Mp12.5Mp 工作应力大于许用应力，杆件不安全。,思路1,变形应用： AN/ 2400000/12.5 =192000mm2 因为桥墩尺寸需为50mm的整倍数，所以思路1将桥墩尺寸改为 450450mm ，截面面积为202500mm2,思路2,变形应用： PA 40040012.5 =2000KN 思路解决方法 ，将工作荷载降到2000KN以下即可满足要求。,难点:基本公式变形及应用 （1）变形： AN/ 应用 截面设计 （2）变形： PA 应用确定许用荷载,重点：强度校核公式,三角形屋顶如图所示，已知：均布荷载密度q=4.2kN/m, AB杆许用应力 s = 170MPa . （1）若AB杆直径d =16mm,请校核该杆的安全性.（2）确定AB的最小直径.,A,C,8.5m,9.3m,0.4m,q,课后作业:,谢谢指导！,
