конспект занятия МДК 01.01. Тема 2.1. Основы проектирования строительных конструкций.. Практическое занятие по теме 4. Основы расчета строительных конструкций, работающих на сжатие. Расчет стальных колонн.
план-конспект занятия по теме

Этапы занятия

Содержание учебной деятельности

Деятель-ность учителя

Деятель-ность ученика

Актуализа-ция знаний

Фронталь-ный опроса с концентрацией опорных знаний

Работа с нормативной документа-цией

Работа с нормативной документа-цией

Соотношение со знаниями, полученными из курса технической механики, физики

Повторение пройденного материала

Работа с нормативной документа-цией

Работа с нормативной документа-цией

Работа с нормативной документа-цией

Обобщение материала

Конкретиза-ция цели

Исследова-тельское, творческое усвоение знаний

Приветствие, включение студентов в деловой ритм,  краткое подведение итогов предыдущей лекции (основы расчета центрально-сжатых элементов из стали)   в виде краткого фронтального опроса: с концентрацией опорных знаний; соотношение со знаниями, полученными из ранее изученных тем и курсов предметов   ((тех. мех., физика)

1.  Как определить расчетную длину  колонны?

Кто может записать на доске формулу?

(l0 = µl, где l0 – расчетная длина колонны, l – геометрическая длина, µ - коэффициент, зависящий от способа закрепления конструкции)

2. Откройте таблицу значений µ  ( на столах перед вами  методическое пособие, где есть эта таблица) и определите коэффициент µ для нахождения  расчетной длину стальной колонны, если вверху и внизу она опирается шарнирно.

(µ = 1)

3. Напишите формулу для вычисления радиуса инерции сечения (на классной доске)

( iх = √(Ix/A ,  где Ix - момент инерции, А – площадь поперечного сечения)

4. Как определить радиус инерции прокатного изделия

( в сортаменте прокатных сталей)

5. Какой из двух радиусов инерции принимают к расчету?

(минимальный)

6. Почему?

( чтобы принять к расчету максимальную гибкость)

7. По какой формуле определяется гибкость элемента? Напишите на классной доске.

(λ = l0/i)

8. Как определить условную гибкость элемента? Кто запишет формулу на доске?

(λ-  = λ√ Rу /Е)

9. Находим  в методическом пособии таблицу 6 типов кривой устойчивости СП 53-102-2004

 Назовите тип устойчивости для сечения «труба»

(а)

10. Находим  в методическом пособии таблицу Д.1 Приложение (обязательное) СП 53-102-2004, вспоминаем  как по условной гибкости найти коэффициент продольного изгиба φ   для определенного ранее типа сечения. Если тип а, условная гибкость 3, чему равен φ?

Приложение Д  (обязательное) СП 53-102-2004

Таблица Д.1 - Коэффициенты устойчивости при центральном сжатии

 (0,704)

11. Напишите  (на доске) формулу проверки общей устойчивости

(σ = N/( φА) < Rу γс )

12. Как проверить гибкость колонны (таблица 32 СП 53-102-2004)? 

Предельные гибкости сжатых элементов

Таблица 32 СП 53-102-2004
 

(  λ = l0/i < λпред.,

 где λпред. =180-60α,  

α = N/( φ АRу γс) > 0,5)

Практически мы обобщили материал, пройденный ранее,  и на доске в процессе ответов  записан алгоритм решения подобной задачи. Кроме того, мы просмотрели таблицы в методических пособиях, требуемые для расчета. Примеры подробно были разобраны на предыдущем занятии. Вы можете воспользоваться записанной лекцией для решения задачи.

Дискуссионной беседой  определяем и конкретизируем цель – мы можем подобрать стержень колонны  различного профиля под нагрузку.

Итог: (цель) – полное усвоение предыдущего материала, т.к. (мотивация) на нем базируется последующий  (нельзя, не зная таких понятий как гибкость, условная гибкость, коэффициент продольного изгиба, типы кривой устойчивости перейти к расчету, т.е. к подбору сечения элемента).

Я предлагаю провести эту практическую работу в следующей форме:

Разобьем  класс на 5 групп:

5 студентов у нас будут заказчики: им нужно выбрать наиболее удобный вариант сечения колонны:  она должна быть прочна, устойчива и, по возможности,  дешева. Это зависит от формы принятого сечения. Они проверят расчеты, определят достоинства и недостатки каждого варианта.

20 студентов разобьются на группы по 5 человек.  Это будут 5 проектных мастерских. Каждая группа  предложит свое сечение для колонны, рассчитает его и определит его стоимость (на основании прайс-листов).

Заказчики выберут наиболее достойный вариант. Они объявляют конкурс  на проектное решение формы сечения стержня колонны из прокатного профиля.

Их условия:

1. колонна является основной стальной колонной общественного здания (нормальный уровень ответственности, т.е. γn  = 0,95;
2. колонна должна выдержать нагрузку

N = 400 кН;

3. Длина колонны l = 2,8 метра;
4. Шарнирное закрепление колонны сверху и снизу;

1-е проектное бюро предлагает выполнить колонну из прокатного широкополочного двутавра;

2-е проектное бюро предлагает выполнить колонну из 2-х сваренных швеллеров;

3-е проектое бюро предлагает выполнить колонну из одного прокатного швеллера;

4-е проектное бюро предлагает выполнить колонну сечением труба

Начинается работа.

Расчеты, выполненные студентами прилагаются.

Заказчик выбирает наиболее рациональный вариант и оглашает свой выбор с комментариями:

«1 проектное бюро»  приняло к расчету двутавр 23 Б1,  однако  после расчета убедилось, что общая устойчивость не обеспечена, так как полученные напряжения превышают расчетное сопротивления стали  (прочность), поэтому  было увеличено сечение и принят к расчету двутавр 26Ш1. Расчетом было доказано, что гибкость в пределах нормы. Жесткости стержня достаточно. Общая устойчивость обеспечена. Стоимость (на основании норм и прайс-листов) стержня колонны составила 2033 рубля.

«2 проектное бюро»  приняло к расчету сечение из 2 сваренных швеллеров 12П,  после расчета убедилось, что гибкость в пределах нормы. Жесткости стержня достаточно. Общая устойчивость обеспечена. Стоимость (на основании норм и прайс-листов) стержня колонны составила 2659 рублей.

«3 проектное бюро»  приняло к расчету сечение – труба 159×6,  однако  после расчета убедилось,  что гибкость превышает значение предельно допустимой.  Жесткости стержня не достаточно.

Поэтому приняли к расчету трубу большего диаметра 219×8, однако  после расчета убедилось,  что гибкость превышает значение предельно допустимой. Жесткости стержня не достаточно.

Увеличили диаметр – приняли к расчету трубу 325×10. Расчетом было доказано, что гибкость в пределах нормы. Жесткости стержня достаточно. Общая устойчивость обеспечена. Стоимость (на основании норм и прайс-листов) стержня колонны составила 106999 рублей.

«4 проектное бюро»  приняло к расчету сечение из двух швеллеров 24П.  Однако  после расчета убедилось, что общая устойчивость не обеспечена, так как полученные напряжения превышают расчетное сопротивления стали  (прочность).

 Поэтому  было изменено сечение и принято  к расчету сечение из двух швеллеров 22 П. Расчет гибкости показал, что гибкость не превышает значение предельно допустимой. Жесткости стержня не достаточно.

Тогда приняли к расчету сечение из двух швеллеров 22П.  Расчетом доказали, что гибкость в пределах нормы. Жесткости стержня достаточно. Общая устойчивость обеспечена. Стоимость (на основании норм и прайс-листов) стержня колонны составила 3117 рублей.

«Заказчик» проверил расчеты и принял в работу вариант, предложенный  «1 проектным бюро».

Подводятся итоги.

Выставляются оценки каждому учащемуся.

Преподаватель дополнительно выставляет оценки «5» той группе, чей вариант принял заказчик, и ребятам, которые были самыми активными из других групп.

- создает условия для актуализации знаний обучающихся

- организует  проблемную ситуацию

- организует мыслитель-ную деятельность обучающихся,

 - ведёт беседу с классом,

- обеспечивает самостоятельный выбор различных вариантов ответов,

 - создаёт условия для формулирования темы урока,

- Способствует появлению интереса к теме урока, формированию позитивного отношения обучающихся к изучаемым  объектам

- Организует работу учащихся с нормативной документа-цией и с информацией  по плану урока.

- Ведёт беседу с классом, организует мыслительную деятельность обучающихся.

- Организует работу учащихся с нормативной документа-цией и с новой информацией  по плану урока.

- Ведёт беседу с классом, организует мыслительную деятельность обучающихся.

-формулируют цели урока,

предлагают пути их достижения

- создает учебную ситуацию для проявления поисковой активности

- Создает учебную ситуацию для развития познаватель-ных коммуника-тивных процессов при выполнении групповой работы

-работа по формирова-нию навыков работы в группе,

- управление процессом решения проблемных задач

-  работа по формирова-нию умений анализиро-вать                       информацию;

- создает учебную ситуацию, обеспечивающую анализ обучающими-ся результатов своей деятельности и оценку качества усвоения.

- создает учебную ситуацию, обеспечивающую рефлексию содержания результатов, действий по достижению результатов,  эмоционального состояния.

- обеспечивает понимание практический значимости полученных знаний и умений

- отвечают на поставлен-ные вопросы;

-актуализиру-ют свои знания;

-осуществляют поиск информации  и ее преобразование

- Студенты под руковод-ством преподавате-ля рассуждают, решают познаватель-ные задачи, анализируют, сравнивают, обобщают : формирование прочных знаний

- самостоя-тельное выделение познавательной цели,

- планирова-

ние,

- прогнозиро-вание,

- выбор оптималь-ных способов решения задач,

сравнивают объекты, анализируют, обобщают, доказывают и делают выводы.

- умение слушать и вступать в диалог,

- участие в коллектив-ном обсуждении проблем,

- умение выражать свои мысли в соответствии с задачами коммуника-ции,

- владение монологи-ческой и диалоги-ческой речью

- решение профессиональных задач в становлении                           специалиста,

- развитие навыков выступать пред аудиторией,

- приобрете-ние первичных навыков поведения на рынке труда