Изгиб прямого бруса

[Введите текст]

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ДОНЕЦКИЙ КОЛЛЕДЖ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ»

УТВЕРЖДАЮ:

И.о.зам. директора

________О.А.Сапожкова

«_18_»___11__2023г.

Н.А.ГЕРМАН

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ

ПО ТЕМЕ «ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ ПРЯМОГО БРУСА»

Донецк – 2023

Методическая разработка открытого занятия по теме: «Поперечный изгиб прямого бруса» для студентов специальности 07.02.01 «Архитектура». Методическая разработка для преподавателей - Донецк: ГПОУ «ДКСА», 2023. – 38с.

Автор: Герман Наталия Андреевна, специалист высшей категории, преподаватель технической механики ГПОУ «Донецкий колледж строительства и архитектуры»

Аннотация:

В методической разработке автор предлагает методику проведения лекционного занятия по технической механике. Рассмотрены все структурные элементы данного типа занятия, обращено внимание на различные формы самостоятельной работы студентов.

В разработке раскрыты основные цели, задачи и методы, используемые при проведении лекционных занятий, которые способствуют формированию у студентов основ профессионального мастерства, творческого отношения к труду.

Представленная методическая разработка может быть использована преподавателями профессиональных образовательных учреждений строительного направления при преподавании дисциплины «Техническая механика».

Рецензенты:

Н,В,Соловьева, специалист первой категории, председатель цикловой комиссии стротельных дисциплин

Л.Г.Мащенко, специалист высшей категории, преподаватель технической механики Донецкого транспортно-экономического колледжа

Рассмотрено и утверждено на заседании

цикловой (методической) комиссии

строительных дисциплин

Протокол № 3 от 18.11.2023 г.

Председатель Н,В,Соловьева

Содержание

Введение _____________________________________________________________4

Методическая карта занятия _____________________________________________5

Этапы проведения учебного занятия ______________________________________7

1.Органирационный момент ___________________________________________ 9

2. Актуализация опорных знаний студентов и контроль исходного уровня

знаний___________________________________________________________ 9

3. Мотивация учебной деятельности. Сообщение темы, цели, задач занятия___11

4. Восприятие и первичное осознание нового материала____________________13

5. Обобщение и систематизация знаний_________________________________ 22

6. Подведение итогов занятия__________________________________________26

Заключение__________________________________________________________ 27

Список использованной литературы_____________________________________ 27

Приложения_________________________________________________________ 28

Введение

Методическая разработка составлена на проведение открытого занятия по теме «Поперечный изгиб прямого бруса» по дисциплине ОП. 01 Техническая механика. Урок проводится со студентами 2 курса специальности 07.02.01.

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что большая часть строительных конструкций испытывает деформацию изгиба, а изучаемые на занятии понятия и методы позволяют сформировать у студентов опорную базу для дальнейшего продуктивного изучения специальных дисциплин, таких как основы проектирования и расчета строительных конструкций.

Методическая разработка содержит методическую карту занятия, описание хода урока, структуру урока, краткий конспект и приложения.

В методической карте урока определены основные образовательные, воспитательные и развивающие цели.

В начале урока планируется проведение опроса по ранее изученному материалу для проверки его усвоения и подготовки студентов к восприятию нового теоретического материала. После изучения новой темы проверяется степень усвоения нового материала и обеспечивается его закрепление.

По ходу урока планируется фронтальный опрос по пройденной теме, изучение и закрепление нового материала, индивидуальная практическая работа по решению задач.

Для занятия выбрана интерактивная лекция - вид занятия, включающего в себя повторение пройденного материала, изучение нового материала и закрепление полученных знаний на занятии. Такая форма урока является оптимальной при изложения нового материала.

В ходе учебного занятия предусматривается использование:

• компьютерных и мультимедийных технологий;

• мультимедийного проектора;

• ноутбука;

• объяснительно-иллюстративного, репродуктивного, частично-поискового методов обучения;

• раздаточных материалов.

Данное занятие способствует формированию навыков работы в коллективе, развитию творческого и логического мышления, умению самостоятельно принимать решения, формированию практических навыков при выполнении расчетных заданий, воспитанию чувства ответственности к выполнению профессиональных обязанностей.

Методическая карта занятия

«……»………………………………

/дата занятия/

Группа АР-21

Специальность: 07.02.01

Дисциплина: техническая механика

Тема занятия: Поперечный изгиб прямого бруса

Цели занятия:

Методическая: отрабатывать и совершенствовать методику проведения

интерактивной лекции по изучения нового материала,

активизировать познавательную деятельность студентов.

Дидактическая: сформировать у студентов основные понятия о деформации

изгиба.

Воспитательная: воспитывать ответственное отношение к учебе, формировать

интерес и стремление к приобретению знаний и умений,

способствовать развитию культуры умственного труда.

Развивающая: способствовать формированию навыков творческого применения

полученных знаний в разных ситуациях (на занятиях, в

практической деятельности), осознанию социальной значимости

своей будущей профессии.

Вид занятия: интерактивная лекция.

Тип занятия: занятие совершенствования и первичного усвоения новых знаний.

Форма проведения занятия: фронтальная, индивидуальная, метод «тихого обсуждения», иллюстрация примеров, проблемные вопросы, самостоятельная индивидуальная работа, обсуждение фотографий, презентация.

После изучения данной темы студенты должны знать:

что собой представляет деформация изгиба;

какие виды изгибов бывают и от чего это зависит;

какие строительные конструкции испытывают деформацию изгиба;

что может вызвать деформацию изгиба;

какой элемент называется балкой;

какие внутренние усилия возникают в поперечном сечении балки.

Полученные знания должны обеспечивать следующие умения:

уметь выбирать расчетную схему балки;

определять внутренние усилия в любом сечении балки;

Данное занятие призвано способствовать формированию общих компетенций:

- Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес (ОК1).

- Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество (ОК2).

- Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность (ОК3).

- Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития (ОК4).

- Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности (ОК5).

- Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями (ОК6).

- Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий (ОК7).

- Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации (ОК8).

- Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности (ОК9).

Занятие направлено на формирование профессиональных компетенций (ПК), включающих в себя способность:

- Проектировать строительные конструкции с использованием информационных технологий (ПК1.3).

- Принимать участие в диагностике технического состояния конструктивных элементов эксплуатируемых зданий (ПК4.1).

- Осуществлять мероприятия по оценке технического состояния и реконструкции зданий (ПК4.4).

Уровень усвоения знаний: четвертый уровень при котором студент должен уметь использовать изученный материал в конкретных условиях и новых ситуациях.

Межпредметные связи:

обеспечивающие – математика, черчение, архитектура;

обеспечиваемые – основы проектирования строительных конструкций.

Методическое обеспечение: рабочая программа дисциплины, календарно-тематический план, методическая разработка занятия, вопросы для фронтального опроса, индивидуальные задания, материалы презентации.

Техническое обеспечение: компьютер, проектор.

Литература:

основная – Л.П.Портаев, А.А.Петраков, В.Л.Портаев «Техническая механика»

дополнительная – А.И. Михайлов «Сопротивление материалов»

Ход занятия

1.Органирационный момент – 3 мин.

2. Актуализация опорных знаний студентов и контроль исходного уровня знаний- мин.

3. Мотивация учебной деятельности. Сообщение темы, цели, задач занятия.

4. Восприятие и первичное осознание нового материала.

5. Обобщение и систематизация знаний.

6. Подведение итогов занятия.

Этапы проведения учебного занятия

Структурные элементы занятия	Время	Деятельность преподавателя	Деятельность студентов
1.Организа-ционный момент	3 минуты	Приветствует, проверяет отсутствующих студентов, готовность аудитории к занятиям. Мобилизует студентов на предстоящую деятельность.	Проверяют готовность к занятию.
2.Актуализация опорных знаний студентов и контроль исходного уровня знаний	10 минут	Активизирует интерес к предстоящей деятельности. Сообщает об основных этапах занятия и условий получения оценок. Проводит конкурс «Кто знает больше...»  Проверяет теоретическую подготовленность к освоению нового материала	Слушают преподавателя. Фокусируют внимание на предстоящей работе на занятии. Отвечают на поставленные вопросы.
3.Мотивация учебной деятельности. Сообщение темы, цели, задач занятия.	12 минут	Сообщает цели занятия. Обосновывает профессиональную значимость занятия. Активирует знания студентов. Обсуждение фотографий, демонстрирующих деформацию изгиба. Акцентирует внимание на межнредметных связях с основами расчета строительных конструкций	Слушают преподавателя. Фокусируют внимание на предстоящей работе на занятии. Принимают поставленные цели учебного занятия. Участвуют в обсуждении фотографий Отвечают на поставленные вопросы. Рассуждают вместе с преподавателем.
4. Восприятие и первичное осознание нового материала.	35 минут	Рассказывает студентам о видах изгиба, балок. Акцентирует внимание на том, что эти знания им необходимы при изучении основ расчета строительных конструкций. Приводит примеры использования балок в строительном производстве. Объясняет, как определяются внутренние силовые факторы при поперечном изгибе. Вовлекает студентов в обсуждение рассматриваемых примеров. Организует работу студентов по самостоятельному освоению нового материала.	Слушают преподавателя, конспектируют. Участвуют в обсуждении предложенных примеров. При затруднениях в восприятии задают вопросы.
5. Обобщение и систематизация знаний.	15 минут	Акцентирует внимание на основных положениях изучаемой темы. Формулирует практикоориентированные вопросы или задания. Раздает всем тесты для проверки качества освоения материала. По ходу работы контролирует её выполнение. Стимулирует формирование знаний по изучаемой теме.	Выполняют задания преподавателя, оценивают тесты товарищей и анализируют свой ответ. Закрепляют изученный материал, озвучивая положения новой темы.
6.Подведение итогов занятия.	5 минут	Мобилизует студентов на рефлексию результатов проведения занятия. Подводит итоги и выставляет оценки. Выдает домашнее задание к следующему занятию, обращая внимание на самостоятельную работу при изучении темы «Поперечный изгиб прямого бруса»	Самостоятельно оценивают результаты проделанной на занятии работы. Записывают домашнее задание.

 

1.Органирационный момент – 3 мин.

1. Приветствие преподавателя студентов.

2. Проверка присутствующих по журналу.

3. Проверка готовности студентов и аудитории к занятиям.

2. Актуализация опорных знаний студентов и контроль исходного уровня знаний - 10 мин.

Уважаемые ребята, сегодня мы повторим ранее изученный материал путем «Словесного поединка» среди двух команд. В ходе поединка мы определим какая команда сильнее в технической механике. Команды сидят по рядам.

 Итак, у нас две команды. Сейчас каждый команда определит капитана, который подойдет ко мне и выберет табличку с названием своей команды «Сила», «Момент».

Конкурс «Кто знает больше...» 

- За пять минут каждой команде необходимо правильно ответить на наибольшее количество вопросов. При этом за каждый правильный ответ индивидуально студент получает 1 балл (смайлик), а в сумме проставляется количество баллов всей команде. Вопросы задаются поочередно командам, в случае неправильного ответа предоставляется возможность ответа противоположной команде,

Вопросы к конкурсу:

1.   Способ решения задачи (ответ: расчет).

2.  Изменение формы и размеров тел под действием нагрузки (ответ: деформация).

3.   Единица измерения напряжения (ответ: Паскаль).

4.   Ученый, именем которого назван модуль упругости (ответ: Юнг).

5. Свойство материала сопротивляться проникновению одного тела в поверхность другого (ответ: твердость).             

6.  Внутренний силовой фактор, деленный на геометрическую характеристику сечения (ответ: напряжение).  

7.  Как называется напряжение, действующее перпендикулярно площади поперечного сечения (ответ: нормальное).

8.   Величина, определяемая проектным расчетом (ответ: размер).

9.  Способность материала сопротивляться действию нагрузок не разрушаясь.

(ответ: прочность)  

10.  Как называется напряжение, действующее по площади поперечного сечения. 

(ответ: касательное)

11.  Как называется момент, являющийся внутренним силовым фактором.

(ответ: крутящий, изгибающий)

12.  Деформация, при которой внутренним силовым фактором является поперечная сила (ответ: сдвиг)

13.  Ученый, именем которого назван закон сопромата (ответ: Гук).

14. Деформация при которой внутренним силовым фактором является продольная сила (ответ: растяжение, сжатие).

15. Знак внешней силы, если она сжимает участок бруса (ответ: минус).

16. Какие геометрические характеристики сечений Вам известны (ответ: площадь сечения, моменты инерции).

17. Знак внешней силы, если она растягивает участок бруса (ответ: плюс).

18. Диаграмма или график изменения внутреннего силового фактора по длине бруса. (ответ: эпюра)

19. Способность материала давать большие остаточные деформации.

(ответ: пластичность)

20. Способность материала восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки (ответ: упругость).

21. В каких единицах измеряется осевой момент инерции (ответ: см⁴)

22. Способность тела не давать больших деформаций (ответ: жесткость).

23. Какую деформацию может вызвать скручивающий момент. (ответ: кручение)

24. Величина, равная произведению силы на плечо (ответ: момент).

25. Ученый, показавший зависимость между продольной и поперечной деформациями. (ответ: Пуассон)

26. Что вызывает деформацию (ответ: нагрузка).

27. Какой метод в сопромате используется для определения внутренних усилий. (ответ: метод сечений)

28. В каком случае статический момент инерции равен нулю. (ответ: когда оси проходят через центр тяжести сечения)

29. В каких единицах измеряется равномерно распределенная нагрузка (ответ: кН/м)

30. Где можно найти геометрические характеристики прокатных профилей. (ответ: в сортаменте)

3. Мотивация учебной деятельности. Сообщение темы, цели, задач занятия - 12 мин.

Тема занятия: «Поперечный изгиб прямого бруса»

Сегодня мы должны рассмотреть деформацию изгиба, которая является наиболее ответственной в строительстве, так как большая часть аварий происходит с изгибаемыми элементами. Вот несколько примеров:

Рис.1 Обрушение моста в г. Витебске

27 декабря 2006 года произошло обрушение строящегося через р. Западную Двину у деревни Комары в пригороде г. Витебска (Белоруссия). После монтажа неразрезного металлического пролетного строения с двумя главными балками, произошла деформация пролетного строения под собственным весом в 1200 тонн и последующее его обрушение

Рис.2 Обрушение кровли промышленного здания

10 марта 2010 года в Красноярске обрушилась кровля цеха завода «Крастяжмаш». Общая площадь обрушения составила 1500 квадратных метров.

Причиной обрушения стало большое количество снега, скопившегося на кровле здания. Человеческих жертв нет.

Рис.3 Обрушение перекрытия в школе

4 марта 2010 года в школе №73 г. Саратова обрушилось междуэтажное перекрытие актового зала. Авария произошла поздно вечером, когда в школе никого не было. Пострадавших нет. Общая площадь обрушения составила 30 квадратных метров.

Рис. 4 Обрушение лестничной площадки жилого дома.

11 февраля 2010 года в одном из жилых домов Иркутска произошло обрушение железобетонной лестничной площадки. Пострадал мужчина, который вместе с массивной железобетонной конструкцией рухнул в подвал.

4. Восприятие и первичное осознание нового материала – 35 мин.

План занятия.

1.Основные понятия и определения.

2. Внутренние силовые факторы в поперечном сечении бруса: поперечная сила и изгибающий момент.

3.Практическое определение внутренних усилий.

Изгибом называется такой вид нагружения, при котором в поперечном сечении возникает внутренний силовой фактор - изгибающий момент. Брус, работающий на изгиб называется балкой.

Балка в технике - изгибаемый элемент конструкции, длина которого значительно больше его остальных размеров. Балки широко применяют в конструкциях зданий, сооружений, машин, станков и пр. Изготавливаются балки из металла, железобетона, дерева, полимерных материалов. В зависимости от числа опор, способа опирания и других признаков различают балки: простые (двухопорные), однопролётные, многопролётные, консольные (со свободными свесами), защемлённые, разрезные, неразрезные и др. (рис. 5). По форме поперечного сечения балки подразделяются на прямоугольные, двутавровые, тавровые, швеллерные и др. (рис.6). Сечение балки может быть постоянным или переменным по длине элемента.

Рис.5 Основные схемы простых балок

Рис.6 Основные типы балок

1-прямоугольная, 2-двутавровая, 3-тавровая, 4-швеллерная

Металлические балки (рис.7) применяют при значительных нагрузках и для перекрытия больших пролётов. Они бывают цельные (из прокатных профилей) или составные. Элементы составных балок соединяются сварными швами, заклёпками или болтами. Отличительная особенность металлических балок - их тонкостенность, поэтому при подборе сечения балки требуются дополнительные расчёты. Для повышения несущей способности металлические балки выполняют предварительно напряжёнными или биметаллическими.

Рис.7 Сечения металлических балок

Железобетонные балки (рис.8,9) изготавливают монолитными и сборными. Монолитные обычно конструируют в виде неразрезных многопролётных балок, преимущественно прямоугольного или таврового сечения. В сборных железобетонных конструкциях чаще применяют однопролётные балки разнообразных сечений (тавровые, двутавровые, коробчатые, прямоугольные, П-образные и др.). Сборные многопролётные неразрезные балки выполняют из нескольких элементов, соединяемых в процессе монтажа. Балки больших пролётов, как правило, делают предварительно напряжёнными.

Рис.8 Железобетонные балки

Рис 9. Железобетонные балки

Рис.10 Железобетонная многопустотная плита перекрытия

Рис.11 Металлический двутавр с железобетонной вставкой

Деревянные балки (рис.12,13) служат для перекрытия сравнительно небольших пролётов. Выполняются из досок, брусьев, фанеры. Составные сечения балок прямоугольного или двутаврового профиля соединяют с помощью нагелей, клея или шпонок. Для повышения несущей способности деревянные балки армируются стальными стержнями. Эффективными являются клеефанерные балки.

В зависимости от формы сечения и других особенностей можно различить такие виды балок из дерева (древесины):

Рис.12 Виды деревянных балок

1,2- бревна, 3- пиленый брус, 4,5- клееный брус, 6- двутавровые, 7- из досок

Несущим элементом всякого деревянного перекрытия являются балки из дерева (древесины) различных видов. Деревянные балки могут быть выполнены из разных пород дерева. Однако, как правило, их изготовляют из хвойных пород, таких как сосна, лиственница или ель. Это объясняется тем, что они, в сравнении с лиственными породами, характеризуются лучшей устойчивостью к изгибающим нагрузкам. Среди хвойных пород лучшими характеристиками обладает лиственница, однако и стоимость ее довольно большая. Поэтому наибольшее распространение в строительстве получили деревянные балки перекрытия из сосны. По прочности они несколько уступают лиственнице, но лучше аналогичных изделий из ели, а стоимость их относительно небольшая.

• Балки перекрытия из бревен в нынешнее время применяются редко, но, как вариант вполне могут рассматриваться. Для их изготовления можно брать сухие, очищенные от коры и обработанные антисептическим составом бревна диаметром 100-300 мм и длиной до 6 м. Они могут быть обрезанными или оцилиндрованными с двух сторон.

• В качестве балок деревянного перекрытия могут применяться доски, толщиной не меньше 50 мм и шириной 100-200 мм. Применение для этой цели досок меньшей толщины не рекомендуется. Доски, чаще всего, используются при перекрытии небольших пролетов.

• Клееный брус изготавливается в промышленных условиях, путем склеивания нескольких ламелей – высушенных до влажности 6-10% досок с противоположным направлением древесных волокон. Подобный брус намного прочнее обычного пиленого и может перекрывать пролеты до 12 м. Он изготовляется шириной и высотой от 75 до 300 мм. Существует также другая разновидность клееного бруса ЛВЛ — из склеенных достаточно тонких пластин древесины, по типу фанеры. Обе эти разновидности клееного бруса являются хорошим вариантом для устройства деревянного перекрытия, однако стоимость его также довольно высокая и не всем «по карману».

Рис.13 Перекрытие из деревянных балок

Двутавровые деревянные балки представляют собой изделия, склеенные из двух материалов: нижнего и верхнего поясов из древесины, между которыми вставлена поперечина из древесно-стружечной плиты (OSB, OSP) или фанеры. Жесткость и прочность качественно выполненных двутавровых деревянных балок почти в три раза выше, чем пиленого бруса подобного сечения. При этом вес их относительно небольшой. К примеру, вес балки длиной 6 м не больше 40 кг. Кроме этого, они со временем не дают усадку, не рассыхаются и не выкручиваются. При помощи их можно перекрывать пролеты больше 6 м. Правда, стоимость двутавровых балок выше, чем обычного бруса.

При расчете балок в сопротивлении материалов мы оперируем не действительной конструкцией, а ее расчетной схемой. Реальные узлы крепления элементов конструкции весьма разнообразны, однако в схемах сопротивления материалов их заменяют условными опорами: заделкой и шарнирными опорами.

Заделка (рис.14) — нет перемещений (жесткое закрепление тела, например, сварка), возникают реакция неизвестной величины и направления R и реактивный момент М_R.

Рис.14 Заделка

Неизвестную реакцию удобно представить в виде ее проекций на оси координат любого направления, например, для плоской системы горизонтальное R_x и вертикальное R_y. Итого: в плоской заделке возникают 3 неизвестные реакции — 2 силы и одна пара сил.

Неподвижная шарнирная опора (рис.15)— возможно вращение вокруг опоры, линейных перемещений нет, поэтому возникает реакция неизвестной величины и направления R, которую заменяют ее проекциями на оси координат. Для плоской системы возникают 2 неизвестные реакции: R_x и R_y.

Рис.15 Шарнирно неподвижная опора

Подвижная шарнирная опора (рис.16)— связь наложена только в одном направлении, т.е. возможно вращение вокруг опоры и перемещение вдоль одной из осей. В подвижной шарнирной опоре возникает только одна реакция R — сила в направлении ограничения движения (перпендикулярно направлению движения вдоль оси).

Рис.16 Шарнирно подвижная опора

В зависимости от вида опор различают следующие типы балок:

Рис.17 Типы балок

• Консоль – один конец жестко защемлен, второй свободен.

• Простая (двух опорная) балка – по обоим концам шарнирные опоры.

• Консольная (двух опорная) балка – простая балка с консольными частями.

• Составная балка – составленная из двух или более простых, консольных балок и консолей.

С точки зрения статической определимости балки бывают разрезные- статически определимые и неразрезные – статически неопределимые (рис.18)

Рис.18

При растяжении, сжатии, кручении прямых брусьев оси, прямые до деформации, остаются прямыми, и после деформации. Изгиб же представляет собой такую деформацию, при которой происходит искривление оси. В зависимости от действующей нагрузки различают следующие типы изгибов: пространственный, плоский, косой, прямой.

Будем рассматривать плоский прямой изгиб.

Прямым изгибом (рис.19) называется изгиб, при котором внешние силы, действующие на балку, лежат в одной силовой плоскости, проходящей через продольную ось балки и центральную ось поперечного сечения.

Рис.19 Плоский прямой изгиб

Изгиб называется чистым, если в любом поперечном сечении балки возникает только один внутренний силовой фактор – изгибающий момент (или ). При этом =const.

Изгиб называется поперечным, если в любом поперечном сечении балки возникают два внутренних силовых фактора - изгибающий момент и поперечная сила или и .

Используя метод сечений (рис.20), определим внутренние силовые факторы в поперечном сечении балки.

Рис.20 Внутренние силовые факторы при плоском поперечном изгибе

Вывод: В поперечном сечении балки при прямом изгибе возникает поперечная сила и изгибающий момент .

Чему же равны внутренние силовые факторы при изгибе и как они определяются?

Поперечная сила представляет собой равнодействующую касательных сил упругости, направленную перпендикулярно к продольной оси балки и лежащую в плоскости ее поперечного сечения, . При практических расчетах поперечная сила определяется как алгебраическая сумма проекций всех внешних сил (в том числе и реактивных), действующих по одну сторону от этого сечения, на ось, перпендикулярную оси балки.

Изгибающий момент представляет собой равнодействующий момент нормальных сил упругости, действующий в плоскости внешних нагрузок и направленный перпендикулярно к поперечному сечению балки, . При реальных расчетах изгибающий момент вычисляется как алгебраическая сумма моментов всех внешних сил, действующих по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно его центра тяжести.

Рис.21 Правила знаков для поперечной силы

Сила, расположенная слева от рассматриваемого сечения и направленная вверх, считается положительной, а вниз – отрицательной. Для правой части сечения правило обратное: сила, направленная вверх считается отрицательной, а сила, направленная вниз – положительной.

Правила знаков для изгибающих моментов

Рис.22 Правила знаков для изгибающих моментов

Изгибающий момент считается положительным если он изгибает балку выпуклостью вниз и отрицательным если выпуклостью вверх. Существует неофициальное правило «дождя». Момент считается положительным если он изгибает балку в форме чаши в которую можно собрать воду. Момент считается отрицательным, если он изгибает ось балки в форме зонта с которого вода стекает.

5. Обобщение и систематизация знаний – 15 мин.

Подумайте и ответьте на вопросы

Укажите балки (рис.23), для которых поперечная сила будет положительной.

Рис.23

Ответ: схема 1.

Укажите, на какой из схем поперечная сила в сечении 1-1 отрицательна (рис.24).

Рис.24

Ответ: схема 2.

Какой знак имеет изгибающий момент в сечении 1-1 (рис.25)?

Рис.25

Ответ: положительный.

Рис.26

Чему равна поперечная сила (рис.26) в сечениях: 1-1, 2-2, 3-3?

С каким знаком будет момент на третьем участке?

Ответ: поперечная сила в сечении 1-1 равна нулю; в сечении 2-2 – силе F со знаком плюс; в сечении 3-3 - силе F и силе от интенсивности q до третьего сечения со знаком плюс.

Момент, сила F и интенсивность q на третьем участке создают положительный момент.

Чему равны поперечная сила и изгибающий момент в первом и втором сечениях? (Рис.27)

Рис.27

Ответ: ; :

А теперь проверим как Вы самостоятельно ориентируетесь в вопросах, рассмотренных сегодня на занятии.

ВАРИАНТ 1.

Вопрос	Ответы	Код
1.Чему равна поперечная сила в сечении А?		1
		2
		3
		4
2.Чему равен изгибающий момент в сечении А?		1
		2
		3
		4
3. При поперечном изгибе в сечении балки возникают	Поперечная сила	1
	Изгибающий момент	2
	Изгибающий момент и поперечная сила	3
	Поперечная сила и крутящий момент	4
4. Изгибающий момент в любом сечении балки равен	Сумме моментов, действующих на балку	1
	Сумме моментов всех сил, действующих на балку	2
	Сумме моментов всех сил, действующих по одну сторону сечения	3
	Сумме моментов, действующих по одну сторону сечения	4
5.Какой элемент называется балкой	Брус, работающий на изгиб	1
	Прямолинейный брус, работающий на изгиб	2
	Прямолинейный стержень, закрепленный с двух сторон.	3
	Прямолинейный стержень	4

ВАРИАНТ 2.

Вопрос	Ответы	Код
1.Чему равна поперечная сила в сечении А?		1
		2
		3
		4
2.Чему равен изгибающий момент в сечении А?		1
		2
		3
		4
3. При чистом изгибе в сечении балки возникают	Поперечная сила	1
	Изгибающий момент	2
	Изгибающий момент и поперечная сила	3
	Поперечная сила и крутящий момент	4
4. Поперечная сила в любом сечении балки равна	Сумме всех сил, действующих по одну сторону сечения балки	1
	Сумме всех сил, действующих на балку	2
	Сумме всех сил и моментов действующих по одну сторону сечения	3
	Сумме сил и моментов, действующих по одну сторону сечения	4
5.В каких единицах измеряется изгибающий момент		1
		2
		3
		4

Правильные ответы:

Вариант 1. 1 - 4; 2 - 3; 3 - 3; 4 - 3; 5 – 2.

Вариант 2. 1 - 3; 2 - 1; 3 - 2; 4 - 1; 5 – 4.

Критерии оценивания теста

Тест состоит из 5 заданий: необходимо выбрать один правильный ответ из четырех возможных.

Оценка 5 «отлично» выставляется при правильном ответе на 5 вопросов.

Оценка 4 «хорошо» выставляется при правильном ответе на 4вопроса.

Оценка 3 «удовлетворительно» выставляется при правильном ответе на 3 вопроса.

Оценка 2 «неудовлетворительно» выставляется при ответе менее чем на 3 вопроса.

6. Подведение итогов занятия.

Рефлексия «Светофор».

Зелёный – все понятно, желтый – есть затруднения, красный – много непонятного – смайлы данных цветов даны студентам еще до начала занятия.

Итак, какая задача стояла перед нами сегодня?

Была ли польза от сегодняшнего занятия?

Какой этап пары Вам понравился больше всего?

Почему?

Что бы Вам хотелось изменить в этом занятии?

Уходя с пары, студенты бросают смайл определенного цвета в ящик.

Зеленый – все понял и научился определять внутренние усилия при поперечном изгибе.

Желтый – понял, но затрудняюсь применять.

Красный – ничего не понял. Нуждаюсь в дополнительной консультации.

Домашнее задание

- конспект лекции

- Л.П.Портаев, А.А.Петраков, В.Л.Портаев «Техническая механика» стр.209-211

- Составить кроссворд с терминами изгиб.

Заключение

В представленной методической разработке реализована задача усовершенствования методики изучения нового материала с применением современных средств предоставления информации, визуализации излагаемого материала, для освоения необходимых в дальнейшей профессиональной деятельности компетенций.

Для объективного анализа качества усвоения материала разработан перечень вопросов для актуализации опорных знаний студентов и предложена мотивация, для осознанного изучения нового материала.

Занятие проводится по типу интерактивной лекции, изложение нового материала осуществляется по плану, который позволяет студентам последовательно и подробно изучить область применения полученных ими знаний, изучить методику определения внутренних усилий в изгибаемых элементах.

Способ предоставления информации воплощается с помощью презентации Microsoft Power Point, в которой предлагаются фотоматериалы, позволяющие преподавателю излагать материал с практической направленностью в области строительного производства.

В заключительной части разработана методика, направленная на объективный контроль полученных студентами знаний, путем выполнения индивидуальных заданий.

В результате работы над методической разработкой был применен комплексный подход в использовании современных методов предоставления информации, применения прогрессивных методов обучения, объективной оценке полученных знаний студентами, что подтверждает необходимость применения современных IT -технологий в сфере образования и способствует усовершенствованию методики изучения нового материала.

Список использованной литературы

1. Портаев Л.П., Петраков А.А, Портаев В.Л. Техническая механика: Учебник для строительных специальностей средних специальных учебных заведений-М. Стройиздат, 1987. - 464 с.

2. Сетков В.И.: Сборник задач для расчетно-графических работ по технической механике: Учеб. Пособие для техникумов. 2-е изд., доп. - М.: Стройиздат, 2003,-224 с.

3. Олофинская В.П. Техническая механика курс лекций с вариантами практических работ и тестовых заданий. М. Форум - ИНФРА-М. 2003г. 348стр. (электронная версия).

Приложения

Слайд №1

Слайд №2

Слайд №3

Слайд №4

Слайд №5

Слайд №6

Слайд №7

Слайд №8

Слайд №9

Слайд №10

Слайд №11

Слайд №12

Слайд №13

Слайд №14

Слайд №15

Слайд №16

Слайд №17

Слайд №18

Слайд №19

Слайд №20

Слайд №21

Слайд №22

Слайд №23

Слайд №24

Слайд №25

Слайд №26

Слайд №27

Слайд №28

Слайд №29

Слайд №30

Слайд №31

Слайд №32

РЕЦЕНЗИЯ

на методическую разработку открытого занятия по дисциплине «Техническая механика» по теме: «Поперечный изгиб прямого бруса» Герман Наталии Андреевны, преподавателя Донецкого колледжа строительства и архитектуры.

Методическая разработка составлена в соответствии с рабочей программой дисциплины ОП.01 «Техническая механика» по специальности 07.02.01 «Архитектура». Предназначена для преподавателей дисциплины «Техническая механика» образовательных учреждений среднего профессионального образования.

Цель написания методической разработки — это совершенствование методики проведения лекционных занятий с применением интерактивных технологий, которые позволяют более наглядно излагать материал, использование элементов проблемного обучения.

Дидактическая цель методической разработки сформировать у студентов основные понятия о деформации изгиба.

Воспитательная цель - воспитывать ответственное отношение к учебе, формировать интерес и стремление к приобретению знаний и умений, способствовать развитию культуры умственного труда.

Развивающая цель способствовать формированию навыков творческого применения полученных знаний в разных ситуациях (на занятиях, в практической деятельности), осознанию социальной значимости своей будущей профессии.

Материал изложен доступно, логично, учтены современные требования методических рекомендаций по написанию и оформлению методических материалов.

Проведение открытого занятия стимулирует студентов быть активными участниками учебного процесса, умение размышлять, анализировать.

В методической разработке учтены межпредметные связи со специальными дисциплинами, четко определены задачи данного занятия, хорошо подобран теоретический материал, изложена методика расчета. Для закрепления нового материала используется тестирование. При проведении занятия могут использоваться материалы, подготовленные для компьютерных технологий.

Разработка заслуживает положительной оценки и рекомендуется для проведения лекционного занятия на тему: «Поперечный изгиб прямого бруса» по дисциплине ОП.01 «Техническая механика».

Рецензент: Мащенко Людмила Григорьевна преподаватель технической механики Донецкого транспортно-экономического колледжа, специалист высшей категории

______________ Л.Г.Мащенко

РЕЦЕНЗИЯ

на методическую разработку открытого занятия по дисциплине «Техническая механика» на тему: «Поперечный изгиб прямого бруса» Герман Наталии Андреевны, преподавателя Донецкого колледжа строительства и архитектуры.

Методическая разработка выполнена для проведения открытого занятия в соответствии с рабочей программой дисциплины «Техническая механика» по специальности 07.02.01 «Архитектура».

В методической разработке изложена методика проведения современного лекционного занятия с использованием элементов интерактивных иллюстративных технологий обучения, предусмотрена активизация студентов путем постановки проблемных вопросов, учтены межпредметные связи со специальными дисциплинами.

Структура проведения занятия представлена в слайдах, которые позволяют иллюстрировать ход проведения занятия в виде последовательных алгоритмов действий в соответствии с различными этапами занятия. Дидактическая цель занятия направлена на формирование у студентов основных понятий о деформации изгиба.

Для актуализации опорных понятий проводится конкурс «Кто знает больше…», который способствует вовлечению студентов в активный учебный процесс. В целях проверки степени усвоения новых понятий разработан тест-контроль для самопроверки и индивидуальные практические задания.

Материал разработки изложен логично, доступно, учтены современные требования методических рекомендаций по написанию и оформлению методических материалов.

Проведение открытого занятия стимулирует студентов быть активными участниками учебного процесса, развивает мыслительную деятельность, акцентирует внимание.

Методическая разработка предназначена для преподавателей технической механики учебных заведений среднего профессионального образования.

Разработка открытого занятия заслуживает положительной оценки и рекомендуется для проведения занятия на тему: «Поперечный изгиб прямого бруса» по дисциплине «Техническая механика».

Рецензент: Соловьева Наталья Васильевна председатель цикловой комиссии строительных дисциплин, специалист высшей категории

_________________________ Н.В.Соловьева