課堂教案任課教師： 沈 杰 授課題目桿件軸向拉伸（壓縮）時的內力計算授課時間第 周星期 第 次課授課時數2教學目標與教學要求1、掌握軸力概念、正負號及計算。2、掌握軸力圖的畫法教學重點與教學難點1、軸力的計算及力圖的畫法。2、軸力圖畫法 教 學 過 程教學內容及其教學思路教學活動及其組織設計【考勤】：班長報告考勤情況。【復舊引新】：1、桿件受力變形的基本形式有四種：（組合形式）軸向拉伸和壓縮、扭轉、彎曲、剪切。2、求構件內力的基本方法：截面法截開 取出 代替 平衡在構件能安全工作的條件下，以最經濟的代價，為構件確定合理的形狀和尺寸，選擇適當的材料，保障構件具有足夠的強度、剛度及穩定性。【講授新課】：第5章 桿件的內力5-1 桿件拉（壓）時的內力在工程中以拉伸或壓縮為主要變形的桿件，有橋墩基礎、樁基礎等。今天所要講的軸向拉伸和壓縮內容，是對桿件進行力學分析的最基礎、最重要的內容，并且是后續課程內容的基礎，因此本節知識將起到承上啟下的作用，只有正確而靈活的運用這些知識，才能設計出安全、經濟的結構。一、軸力（假想截開）1、軸力：垂直于橫截面且通過截面形心的內力，力的作用線與軸線重合，常用符號 FN來表示。 2、正負號規定：拉伸拉力，其軸力為正值。方向背離所在截面。壓縮壓力，其軸力為負值。方向指向所在截面。 FN正向假定。不論取哪一段作為研究對象，所求得的同一截面上的軸力大小相等、正負號相同。例：桿件受力如圖所示，試求AB、BC、CD、DE段的軸力。解：（1）計算約束反力：取AE桿為研究對象，如圖bFx=0，80+302040FA=0求得：FA=50KN（2） 計算各段的軸力AB段：考慮AB段內任一截面的左側，由計算軸力的規律可得FN1=FA=50kNBC段：同理，考慮左側FN2= FA80=5080=30kNCD段：考慮右側FN3=3020=10kNDE段：考慮右側 FN4=20kN為了清楚、直觀地表達桿件各截面的軸力，采取作軸力圖的方法。危險截面：對于等直桿內力較大的橫截面。二、軸力圖1、軸力圖：以平行于桿件軸線的坐標表示截面位置，以垂直于桿件軸線的坐標表示相應截面上的軸力，所繪出的軸力與橫截面位置關系的圖線。2、 軸力圖的畫法： 取坐標系選比例尺，選取適當公約數正值的軸力畫在軸線坐標的上側，負值的軸力畫在軸線坐標的下側。 標注：正負號，數值大小，豎標線。思考：豎向時，軸力圖如何畫？上一題例題的截面變成如圖形式，危險截面？例5-1 見P58 練習：一等直桿及受力情況如圖（a）所示，試作桿的軸力圖。如何調整外力，使桿上軸力分布得比較合理。解：1）求AB段軸力11截面：FN1=5KN22截面：FN2=5KN10KN=15KN33截面：FN3=30KN2）按作軸力圖的規則，作出軸力圖， 3）軸力的合理分布：如果桿件上的軸力減小，應力也減小，桿件的強度就會提高。該題若將C截面的外力和D截面的外力對調，軸力圖如（f）圖所示，桿上最大軸力減小了，軸力分布就比較合理。練習：圖示磚柱，高h=3.5m，橫截面面積A=370370mm2，磚砌體的容重=18KN/m3。柱頂受有軸向壓力F=50KN，試做此磚柱的軸力圖。討論：以外載荷作用截面作為分界線（討論分界線之間無分布載荷的情況） 在分界線上左右兩側無限接近的截面上軸力發生突變；從左向右，外載荷方向向上，則軸力正突變，突變值等于集中載荷的大小（反應到軸力圖上為向上突變），反之，相反；在分界線