孫琴琴

0 引言

《建筑力學(xué)》是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,但處于教學(xué)一線的教師普遍感到當(dāng)前的高職學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣不高,課堂重視度不夠,力學(xué)課相當(dāng)難教。頭疼當(dāng)前學(xué)生“一上力學(xué)課就睡覺”的現(xiàn)狀,但苦于改革無從著手。本文將以一堂典型的建筑力學(xué)課為案例,提出一系列提高《建筑力學(xué)》課教學(xué)效率的有效措施。

1 案例

1.1 課題

靜定梁的受力圖。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

能夠熟練繪制靜定梁的內(nèi)力圖;會利用技巧校核結(jié)果的正確性;會判斷梁上危險點(diǎn)的位置;能夠總結(jié)規(guī)律,利用規(guī)律。

1.3 教學(xué)重點(diǎn)

按步驟繪制內(nèi)力圖(求關(guān)鍵點(diǎn)的內(nèi)力);判斷梁上危險點(diǎn)的位置。

1.4 教學(xué)難點(diǎn)

均布荷載作用的梁段上,剪力為0時,彎矩極值的求解。

1.5 教學(xué)步驟

1)基礎(chǔ)知識回顧,展示建筑物圖片,說明本節(jié)課的課程目標(biāo)及重難點(diǎn)。

2)講解例題。試做出如圖1所示的簡支梁的剪力圖和彎矩圖。

a.求得支座反力為:

FA=16 kN,FB=24 kN。

b.將梁分為 AC,CD,DE,EB四段(課堂提問:分段依據(jù))。

c.做剪力圖(見圖2)。

d.繼而做彎矩圖。

求 C截面(關(guān)鍵點(diǎn) C)處的內(nèi)力彎矩 MC,畫出隔離體圖如圖3所示。

列平衡方程:

可得:MC=12 kN·m。

同理,求得 D,E截面(關(guān)鍵點(diǎn)D,E)左臨右臨彎矩。

特別地(教學(xué)難點(diǎn)),在均布荷載梁段,剪力為0處,即 x=1.6 m處(G點(diǎn)),彎矩圖出現(xiàn)最大值Mmax,取隔離體如圖4所示。

列平衡方程:

可得:Mmax=12.8 kN·m。

綜上所述,繪制梁的彎矩圖如圖5所示。

e.判斷梁上危險點(diǎn)(D,E)。

3)啟發(fā)學(xué)生總結(jié)規(guī)律。

a.在無荷載作用的一段梁上,該梁段內(nèi)各橫截面的剪力FS(x)為常數(shù),故剪力圖必為平行于 x軸的直線;如 CD,DE,EB段;彎矩圖必為斜直線,且斜直線的斜率等于該梁段的剪力。并驗(yàn)證:

b.在均布荷載作用的一段梁上,q(x)為常數(shù),剪力圖必然是斜直線,如 AC段,斜率為集度 q的大小(驗(yàn)證-10),彎矩圖是二次拋物線。若某截面上的剪力FS(x)=0,則該截面上的彎矩必為極值。當(dāng)x=1.6 m時,剪力為0,彎矩有極值 M1.6=12.8 kN·m。

c.在集中力作用處的左右兩側(cè)截面上剪力圖發(fā)生突變,突變值等于集中力的數(shù)值,如E點(diǎn)。兩側(cè)截面上的彎矩值相等,但是由于兩側(cè)的剪力值不同,所以彎矩在集中力作用處兩側(cè)的斜率不相同,彎矩圖發(fā)生轉(zhuǎn)折,出現(xiàn)尖角,尖角的指向與集中力的指向相同。

d.集中力偶作用的左右兩側(cè)截面上,剪力相等;彎矩發(fā)生突變,突變值等于集中力偶的數(shù)值(如D點(diǎn))。

4)課后習(xí)題當(dāng)堂練,熟能生巧。

2 結(jié)語

以上一堂看似傳統(tǒng)的教學(xué)卻處處閃爍著改革的光芒:

1)前3 min提問(繪制梁的內(nèi)力圖有哪些基本規(guī)定)以及教學(xué)過程中提問(分段依據(jù))有助于學(xué)生溫故知新,前后知識銜接,從而在頭腦中形成力學(xué)體系;2)求彎矩最大值 Mmax的過程中,避開教科書上學(xué)生不熟練的積分法,轉(zhuǎn)而利用已有知識(取相應(yīng)隔離體,列平衡方程),條條道路通羅馬,增強(qiáng)學(xué)生成就感;3)教具展示(建筑圖片),使抽象、理論、晦澀的問題具體、實(shí)踐、活潑化,啟發(fā)學(xué)生帶著疑問、帶著問題有目的聽課,以此來調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性;4)注重基本技能的培養(yǎng)[2]:截面法作梁的內(nèi)力圖這種技能通過例題講解習(xí)題反復(fù)操練,必須掌握;5)鼓勵學(xué)生總結(jié)規(guī)律并利用,增強(qiáng)學(xué)生教學(xué)參與程度。

[1] 顧華詳.論科學(xué)發(fā)展觀視野下的高職教育發(fā)展戰(zhàn)略[J].烏魯木齊職業(yè)大學(xué)學(xué)報(人文社會科學(xué)版),2007(1):26-27.

[2] 陳燕菲,李 英.探索建筑工程專業(yè)課程設(shè)計的一體化模式[J].貴陽金筑大學(xué)學(xué)報,2002(1):100-103.