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文档简介

建筑力学公开课教案教学课题：力法原理教学目的：掌握力法解题的基本原理和解题步骤，运用力法原理求解超静定结构。教学重点：求解多余未知量，作结构的内力图。教学难点：取基本结构，求力法方程中的系数和自由项。教学课时：2课时教学过程：一、复习“超静定次数的确定”的内容1超静定次数的确定的方法2多余约束与必要约束3提问：通过一给定的超静定结构，要求学生指出哪些约束可以作为多余约束，哪些约束为必要约束而不可以作为多余约束？二、新课教学1力法的基本结构和基本未知量（1）力法的基本结构如图所示的结构为一次超静定结构，有一个多余约束，可以把端的链杆约束作为多余约束，以相同效应的多余的约束反力来代替，图为图的等效替换，则称图为原结构图的基本结构。基本结构为我们熟知的静定结构。（2）基本未知量多余的约束反力与链杆约束的作用是等效的，的大小是未知的，待求。所以称为基本结构的基本未知量。2力法的基本方程（1）位移协调方程原结构图在点处由于链杆约束的作用，点的竖向位移，则等效代替原结构的基本结构在点的竖向位移也一定为零，点的竖向位移以表示，即。基本结构上的荷载有原有荷载和基本未知量，点的竖向位移是原有荷载和基本未知量共同作用的结果，也可以把看成是由基本未知量在点的竖向位移和由原有荷载在点的竖向位移叠加而成的，写成公式即为： （1）(2)力法的基本方程为未知力，在点的竖向位移也是未知的。假设时在点的竖向位移以表示，则，式（1）就可改写为： （2）式（2）含有待求的基本未知量，称为力法的基本方程。其中的称为系数，称为自由项。(3)求解基本未知量由力法的基本方程可得：，若和都为已知量，则即可确定。和为基本结构（静定结构）的位移，可分别运用求静定结构位移的方法图乘法求解。求法如下：分别作出基本结构在时的弯矩图和在原有荷载作用下的弯矩图，分别见图和图，和自身图乘，即可求得位移，计算过程为： 和图乘，即可求得位移，计算过程为： 可求得： 3作结构的内力图求出后，可以用两种方法作出结构的弯矩图，然后可以用相应的方法作出其它内力图，分述如下：（1）求出后，其余的反力都可用静力平衡条件确定，将求得的力与荷载共同作用在基本结构上，按照静定结构作弯矩图的方法即可绘出原结构的最后弯矩图。（2）超静定结构的最后弯矩图可以利用已经绘出的和图按照叠加原理绘出，即： （3）原结构的内力图分别如图和所示。4求解多次超静定结构若为2次超静定结构，则基本未知量为和，按照求解一次超静定结构的方法可列出力法的基本方程为： 求出系数和自由项后，可求解出和，作出内力图。同理可以列出3次、次超静定结构的力法的基本方程。5结语所谓的力法就是把超静定结构变成静定结构，根据原结构去掉约束处的位移协调条件建立力
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