典型结构案例分析-(讲课)

第二节典型结构案例分析－－结构是怎样受力的知识回顾•1.技术领域中结构的含义？•2.什么叫构件？•3.结构的力学本质是什么？•4.从力学的架构与形态考虑，结构可以分为哪几类？各举一例。1、结构：事物各组成部分之间的有序搭配和排列。2、构件：一个复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称构件。3、结构的力学本质：承受力，抵抗变形。4、结构的分类：实心结构，框架结构，壳体结构回顾•构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变称为。•吊车的吊绳承受的力是，拉力所产生的形变为，组成材料的粒子被拉开；•板凳腿承受的外力是，压力所产生的变形为，组成材料的粒子被推近。•拉力和压力都是作用的结果。阅读材料（P11），自主完成填空。变形拉力拉伸压力压缩荷载•当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时，杆件产生的变形为•发生弯曲变形时的构件称为阅读材料：P11弯曲梁补充知识1——外力的基本形式•构件所受的外力形式多样，基本形式有弯曲力、拉力、压力、剪切力、扭转力等。•在受外力作用时，构件会发生形状或大小的改变，这种改变称为变形。（1）钓鱼——弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲变形的力（与构件纵轴线相垂直）例子：使用弓、使用臂力器、撑杆跳高（2）拔河——拉力：物体所承受的拉拽力，产生拉伸变形。例子：拉力器（3）趁热打铁——压力：挤压物体的力，产生压缩变形。例子：坐板凳、压路机压路（4）修理草坪——剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力。例子：剪刀剪纸、钢丝钳钳钢丝（5）拧干衣服——扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。例子：拧麻花条补充知识2——荷载•依据不同的标准，荷载有不同的分类。•（1）按荷载随时间的变化分为：恒载(永久性荷载)：作用于结构上长期不变的荷载活载(可变性荷载)：作用于结构上可变的荷载例：结构自重(恒载),风荷载、雪荷载(活载).荷载:施加于机械或结构上的外力在力学中通常被称为荷载。（2）按荷载的分布形式分为：集中荷载：施加在结构或构件某一点上的力线荷载：施加在结构或构件单位长度上的力面荷载：施加在结构或构件单位面积上的力体荷载：施加在结构或构件单位体积上的力1、单杠受力和变形分析1、单杠受力和变形分析杠体立柱拉杆杠体：是器械的主体立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载。（1）杠体的受力与变形•运动员在杠体上做各种动作，如大回环等，通过握杠体的手，对杠体施加了外力•包括人体质量、回转运动产生的离心力杠体受到的力的方向•任意时刻，人对杠体的作用力，其方向，都是从杠体指向人重心所处的瞬间位置。小球对固定点的作用力，其方向，从固定点指向小球球心所处的瞬间位置。杠体受力弯曲变形、方向•运动员对杠体施加了外力•使得杠体发生弯曲变形的这种外力称为弯曲力•杠体弯曲变形的方向与杠体受外力的方向一致•杠体总是朝人体所在的瞬间位置方向发生弯曲（2）立柱的受力与变形分析•单杠的立柱，是总荷载的主支撑点。•总荷载：杠体传到立柱上端的外力（杠体和人体）•认识到：结构中的某构件可能是其他构件的荷载•当人体静挂或静骑在杠体上时压力•当人体回转到单杠的一侧（如单杠的前面）时弯矩作用压力•认识到：同一荷载在静态、动态下，结构承受的外力往往不同•问题：杠体和立柱的上端相连，人的作用力通过杠体作用于立柱，立柱产生弯曲变形趋势,如果要向前发生弯曲，请问同学们，有什么方法可以削弱或抵消这种弯曲呢？•立柱埋深一点•用一个力从反方向拉（3）拉杆的作用•拉杆：辅助立柱抵抗弯曲变形趋势2、棚室屋架结构受力分析6后墙7通道5立柱1草帘3后屋面2塑料棚膜4拱架（梁）9防渗膜固定槽10防渗膜8防寒沟11混凝土墙（1）构件——梁(拱架)的受力对于梁（拱架）来说：•恒载：塑料棚膜、后屋面、梁（拱架）的自重•活载：雪载、风载等•荷载作用传到梁上，梁受力变形趋势如图。•棚室屋面支撑拱架的两个支撑点材料被挤压材料被拉伸（2）构件——墙的受力对于墙（和立柱）来说：•恒载：梁（拱架）的质量、屋面（草帘、塑料棚膜）•活载：雪载、风载等•荷载压力——由恒载和活载生成。•墙受压力时的情形。•荷载中的风载，作用于棚室的情况比较复杂，它与风的作用方向有关。压力推力•认识到：不同形式的荷载，同一结构承受的外力也不同（3）构件——拱的受力•拱结构：即中间高四周低呈弧形的曲面。•实验：折纸•荷载作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。•拱结构对承受荷载有利•认识到：•拱结构既有利于承载，又美观•在较大的跨度情况下，建筑物多采用拱结构。赵州桥小结•典型结构案例分析：（1）单杠受力和变形分析（2）棚室屋架受力与变形分析•补充知识：1）外力的基本形式2）荷载分析结构受力的方法：结构构件总荷载恒载、活载