《建筑力学》课程标准
课程编码:JG21B05G 课程类别:专业基础课程 适用专业:建筑工程管理 授课单位:建筑工程学院 学分学时:7学分、112学时 编写执笔人:周凯 教研室主任审核签字: 审核日期: 教学院长审定签字: 审定日期:
一、课程性质
《建筑力学》是建筑工程管理专业的一门重要技术基础课。本课程的任务是使学生具备建筑力学的基础知识,掌握正确的受力分析和力系的破坏平衡条件。对工程结构中杆件的强度问题具有明确的概念和一定的计算能力。初步掌握杆件体系的分析方法,初步了解常用结构形式的受力性能。掌握各种结构在荷载作用下维持平衡的条件以及承载能力的计算方法,为解决工程实际问题提供理论基础,使所设计的构件即安全合理,又经济实用。本课程是后续专业课,如建筑结构、土力学与地基基础等专业课程的基础。学习本课程要求有较好的数学基础知识。 二、课程总体目标
1.知识目标
(1)掌握静力学的基本概念、原理。
(2)掌握求解杆件内力的基本原理及绘制杆件内力图的方法。 (3)掌握一般常用材料拉压的力学性能。
(4)掌握基本变形及组合变形构件的应力分布规律。 (5)理解正应力和切应力强度条件的建立思想。 (6)掌握构件的强度、刚度和稳定性计算的原理及方法. (7)理解应力状态的概念,理解常用的强度理论。 2.能力目标
(1) 能够熟练准确地对物体进行受力分析。
(2)能够熟练准确地对平面静定结构进行内力计算。
(3)能够准确地对杆件进行强度计算。 (4)基本能够对杆件进行刚度计算。 (5)能够对压杆进行稳定性分析。 3.素质目标
(1)养成辩证思维和一丝不苟的科学态度,保持自主学习的兴趣和愿望,具有正确的技术观和较强的技术创新意识,培养综合素质和职业能力,促进学生全面而富有个性的发展,为迎接未来社会挑战,实现终身发展奠定基础。
(2)注重学生的自身发现与行业特点紧密联系,培养学生正确的就业观念,鼓励学生主动参与实践,逐步形成良好的学习习惯和严谨细致的工作态度,具备较强的表达与沟通能力。
(3)树立爱岗敬业、诚实守信、团结协作的品质,加强环保、节能、安全意识和执法观念,为发展职业能力奠定良好的基础。 三、课程内容与教学要求
《建筑力学》课程共112学时,安排在第一、二学期授课,共7学分。
教学单主要教学内容 元 1. 力的概念 2. 静力学公理 3. 约束与约束反力 4. 物体的受力分析与受静力学基本概念、基本理论、平衡计算 力图 5. 杆系结构的分类、几何特性及基本变形形式 1. 力的性质、力矩与力偶 2. 力的平移 3. 平面力系向一点的简化 4. 平面力系的平衡方程及其应用 5. 物体系统的平衡问题 1.明确力、平衡、约束、约束反力的概念。 能对单个物体和2.深刻理解静力学公理。 简单的物体系统3.掌握常见约束的特点及相进行正确的受力应约束反力 分析并正确画出4.能对单个物体和简单的物受力图。 体系统进行正确的受力分析并正确绘出受力图。 1.掌握力矩的概念和计算,合力矩定理及其应用。 2.掌握力偶的概念、力偶的基本性质以及平面力偶系的合成和计算。 3.掌握力的平移定理和平面一般力系的平衡方程求解单个物体和简单物系的约束反力。 14 能熟练应用平面20 6 学习目标 能力要求 参考学时
6. 空间力系的概念 一般力系的简化结果。 4.掌握平面力系平衡方程的一般形式、二矩式和三矩式。 5.掌握平面汇交力系、平面平行力系、及平面力偶系的平衡方程。 6.会利用平衡方程求解平衡问题。 1.分析低碳钢和铸铁的轴材料在拉压时的 力学性质 会根据材料的应向拉压试验结果, 力应变曲线分析2.比较塑性材料和脆性材材料的力学性能 料的力学性能。 1.掌握轴向拉压杆横截面上正应的分布规律 1.能计算轴向拉压杆横截面上的正应力。 2.能对轴向拉压杆进行强度计算 30 6 2 轴向拉压杆的应力与强度计算 2.理解轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式并会计算横截面上的正应力 3.建力轴向拉压杆横截面上的正应力强度条件 1.掌握平面弯曲梁横截面上正应、切应力的分布规律 杆件的应力与强度计算 1.能计算平面弯曲2.理解平面弯曲梁横截面上梁横截面上的正平面弯曲梁的应力与强度计算 正应、切应力的计算公式并应力及切应力。 会计算横截面上的正应力、2.能进行梁的强度切应力 计算。 3. 会建立平面弯曲梁正应、 切应力的强度条件,进行强度计算 组合变形时的应力与强1. 会分析斜弯曲梁的应能对斜弯曲梁、偏6 12
度计算 力;并能进行强度计算。 心拉压杆进行应2. 会分析偏心拉压杆的应力分析和强度计力;并能进行强度计算。 算。 应力状态与强度 理论 杆件的基本变形及内力的概念 1. 理解应力状态的概念。 能对复杂应力状2.理解四种强度理论。 态进行强度计算。 了解杆件的基本变形及内力的概念 能够分辨杆件的2 四种基本变形 能准确熟练计算轴向拉压杆的轴力。 能够对单跨静定1. 掌握微分关系法绘制梁的内力图 梁的内力计算 静定结构的内力分析 2. 掌握叠加法绘制梁的内力图 出弯矩图和剪力28 图 能够对静定平面刚架的内力计算 会刚架的内力图的绘制 刚架的内力进行分析,绘制内力图 会用结点法和截面法计算桁架的内力计算 桁架的内力 平面桁架的轴力。 会用三铰拱的内理解三铰拱的支座反力和三铰拱的内力计算 内力分析 面上的内力 力公式计算拱截2 能准确计算静定4 3 析,并且能正确作6 梁的内力进行分4 4 轴向拉压杆的 内力计算 1. 掌握截面法计算内力 2. 掌握轴向拉压杆的内力计算及轴力图的绘制.
组合结构的 内力计算 1. 分清梁式杆和桁式杆 能够对组合结构4 2. 正确计算桁式杆的内力 的内力进行分析,3. 正确计算梁式杆的内力 绘制内力图 1. 超静定结构概述 2. 力法的基本原理 3. 力法的基本结构和超静定次数 4. 力法的典型方程 5. 对称性的利用 能准确熟练地计用力法计算 超静定结构 6. 超静定结构的位移计算算超静定结构的及其最后内力图的校核 内力。 7. 力法计算其他类型的超 超静定结构的分析 静定结构 8. 超静定结构在温度变化和支座移动作用下的计算 9. 超静定结构的特性 1. 位移法的基本概念 2. 位移法的基本未知数和基本结构 位移法和力矩 分配法 3. 单跨超静定梁的形算超静定结构的常数及载常数 4. 位移法的典型方程和计算示例 5. 等截面直杆的转角内力。 8 能准确熟练地计20 12
位移方程 6. 应用转角位移方程计算超静定结构 7. 力矩分配法的基本概念 8. 对称性的应用 1.掌握轴向拉压杆的变形规律。 构件的变形和结构的位移计算 1.轴向拉压杆的变形 2.静定结构在荷载作用下的位移计算公式 3.图乘法 4.梁的变形及刚度计算 1.会计算轴向拉压2.理解结构位移计算公式中杆的变形 各项的力学意义 2.能用图乘法计算3.会用单位荷载法正确计算梁和刚架的位移; 梁、刚架、桁架在荷载作用3.能对梁进行刚度下的位移; 计算, 4.掌握图乘法及其应用条件 5.理解梁的刚度条件 1.明确压杆失稳,临界力的概念; 2.掌握欧拉公式及其范压杆稳定 1.杆稳定的概念 2.压杆的临界力与临界应力 3.压杆的稳定计算 围; 3.掌握压杆的稳定性校核, 4.明确提高压杆稳定性的一般措施。 1.理解静矩、形心惯性矩的 会应用平行移轴公式计算组合图形对形心轴的惯性矩。 2 2 能对压杆进行稳4 定性计算 4 6 6 截面的几何参静矩和形心 数 概念; 2.记住矩形和圆形惯性矩的计算结果; 3.理解惯性矩的平行移轴公
式 4.会计算组合截面的形心、静矩和惯性矩 1. 影响线的概念 2. 用静力法作简支梁的内能画出简支梁的力影响线 内力影响线图形 影响线 影响线及其应用 3. 影响线的应用 熟悉影响线的一4. 简支梁的内力包络图和般应用 绝对最大弯矩 5. 连续梁的内力包络图 机动 合计 2 2 1 109 四、课程设计思路
本课程设计的思路为:
通过深入进行企业调研、召开企业实践专家访谈会、课程团队共同分析梳理职业岗位所需要的知识、能力、素质要求。在课程标准编写中,以能力分析为基础设计课程,以能力培养为中心组织教学,以能力形成为目标引导学生学习,以企业认可的能力指标体系评价学习成果。以就业为导向,培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要。
1.以职业能力为本位,确定课程目标
本课程标准的总体设计思路是打破传统的学科式课程体系,变知识学科本位为职业能力本位,从“工作任务与职业能力”分析出发,设定职业能力培养目标。紧密结合行业发展,遵循学生认知规律,培养学生正确分析结构受力的核心能力,使其能深刻理解提高构件承载能力所采取的工程措施,为后续课程的学习和发展职业能力奠定良好的基础。
2.以课程为依据,选取课程内容
本课程以宽基础、重实践、会实际的专业岗位技能要求,以教学主题模块为基本单元,将结构受力分析作为组织学生课程学习的主要线索,适当使学生了解后续课程与教学内容的联系,使教学内容具有一定的前瞻性,增强学生学习的自觉性和主动性。
通过案例教学等手段,使学生逐步认识到本课程的学习对提高专业理论知识和技能的重要性。
本课程的工程性、实践性、技术性比较强。课程改革应及时更新教学内容,引入行业新技术、新标准和实际工程案例,使得学生“所学既所用”,增强学生的岗位适应能力。
3.以案例分析、任务驱动为导向,组织课程教学
为了充分体现任务驱动,实践导向的课程设计思想,变本书知识的传授为动手能力的培养,在课程教学中采用案例分析、任务驱动等教学手段,以实际工程项目为载体组织教学,通过具体工程案例和施工图纸,引出相关专业理论知识,使学生在技能训练中加深对专业知识的理解和应用。加强实践性教学环节,营造真实的工作氛围,实现现场教学、边讲边练,“教、学、做”融为一体,突出课程的开放性和职业性。
4.以过程评价为重点,制定考核评价标准
建立一套以能力考核为核心、以过程考核为重点的学习绩效考核评价体系,强调以学生为主体,注重过程评价与结果评价相结合,关注学生在学习过程中的体验和发展,过程评价包括学生参与教学活动的程度、自信心、独立思考的习惯,搜集和整理信息的能力,合作交流的意识,解决专业问题的综合能力等方面。强化课程评价的诊断、激励与发展作用,更真实地反映课程的能力目标和教学质量效果。 五、教学实施建议
本课程是一门理论性和实践性很强的课程。课堂教学要注意启发式,引导学生积极思考,反对注入式教学方法。学习本课程时要注意理解它的基本原理,掌握它的分析方法和解题思路特别是要学会从这些具体方法中学习分析问题的一般方法,切记死记硬背;另外,还要让学生多做练习,以加强理解和记忆。以下是教学方法建议与课程资源的开发利用的建议:
1.教学方法建议
本课程在教学过程中,要突出学生的主体地位和教师的引导作用,努力提倡启发式、探究式、开放式教学。要从学生的认知和能力结构特点出发,创设有助于学生自主学习的问题情境,引导学生积极思考、探索、参与、交流,激发学生的学习潜能,鼓励学生大胆创新与实践,促进学生在教师的指导下主动地、富有个性地学习。在课堂授课和实践教学中可以灵活运用以下教学方法:
(1)探究式教学法
该方法旨在激发学生主动观察、思考、阅读、动手的学习兴趣,进而分析总结客观规律,既牢固掌握所学知识,又培养学生独立分析和解决问题的能力。该方法可用于本课程的理论教学中,由教师事先提出先导问题,引导学生课后观察、现场印证或查阅资料,然后进行课堂讨论、分析得出答案。该教学方法使学生成为教学活动的主体,形成了学生自主学习、研究性学习和开放性学习的氛围。
(2)案例教学法
在课堂授课时,通过典型工程的案例教学(如设计方案实例、施工图实例、常见工程做法等)为学生提供一种借鉴和引伸的范例,既丰富了教学内容,加深了学生对所学知识的理解,同时也丰富了学生的感性认识,激发了学生的学习兴趣,增强了学生的经验积累。
(3)虚拟现实教学法
本课程是一门实践性和应用性都很强的专业课,在教学计划中,除完成以专业理论知识为主的课堂授课外,还应利用先进的仿真模拟软件,对结构的承载情况进行仿真模拟,增加学生的理解深度,提高学生的学习兴趣。通过观看现实结构支座录像了解结构计算简图中支座的简化等。
2.课程资源的开发与利用建议
开发和利用各种课程资源是课程建设的重要途径。要充分利用多媒体教学、网络技术和各种媒体(报纸、杂志、电视等)获取信息和资料,为学生提供丰富多彩的学习素材,不断充实、更新课程内容。要创造性地使用教材,融合教材、教案和课件三部分内容,丰富课堂信息量。教案的编写应该比《课程标准》的要求更具体,更生动,更便于操作。因此,教案的编写是一个再创造的过程,应在课程内容标准、呈现方式、案例选择等方面为实践活动的实施创造条件。多媒体课件直观性强,信息量大,易于学生接受,成为教材的有力补充。此外,本课程还应配置包括常用国家(行业)规范、标准、工具书及各种常用标准图集、技术文件范本等工程技术资料,以及试题库等配套完整的教学资源。
课堂教学应结合模型、实物等教具,在讲授过程中采用录像播放、图片演示、仿真软件应用、实物讲解、学生动手操作相结合的方法,这些资源有利于创设形象生动
的现场工作情景,充分调动学生的学习积极性和参与意识,以增强学生的感性认识,启迪学生的科学思维,扩大学生的知识面。
课程建设还应积极开发网络教学资源,包括建立课程网络,为学生提供相关的网络课程资料、网上答疑、行业动态等,为学生搭建一个自主性学习、研究性学习和开放性学习的互动平台。 六、考核方法与要求建议:
1.采取知识考核与能力考核相结合。知识考核占总分的80%(主要选择平时表现和作业考核),能力考核占总分的20%(主要选择实际工程项目的力学性能分析考核)。
2.知识考核采取形成性考核(主要选择平时表现、课堂提问和单元测试,绩权重依次为:0.3、0.1、0.6。)和期末考试两种形式。两部分的分数比例为:课程知识考核成绩=平时成绩(70%)+期末考试成绩(30%)。期末考试以卷面的形式出现(开卷和闭卷相结合),集中考核学生对所学知识的掌握程度。
3.能力考核包括项目作业、实验、实训(含课程设计实训和结构施工图识读实训)和顶岗实习。为便于成绩管理,顶岗实习成绩单独记入毕业综合实践成绩中。
4.课程教学中,把人才的培养标准与职业资格的标准和行业用人的标准有机的结合,推动双证书教学,把施工员(未来的建造师)职业资格考试中《建筑力学》考试大纲融入到《建筑力学》课程教学与考试中。
5.题型应包括基本概念、填空、选择、判断、简答、作图、计算等且不少于五种类型。题量要适中,确保2个小时做完,但也不得少于1.5小时;考题宜先易后难,基本知识的题量占80%,难度题量占20%。闭卷考试,时间2小时 。学生必须在完成作业和正常考勤后,方能参加考试。
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