第二節(jié) 結(jié)構(gòu)受力分析

1、 1、結(jié)構(gòu)的定義，什么是構(gòu)件？、結(jié)構(gòu)的定義，什么是構(gòu)件？ 2、結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是什么？、結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是什么？ 3、結(jié)構(gòu)分為哪三種常見類型？、結(jié)構(gòu)分為哪三種常見類型？ 4、實心，框架，殼體結(jié)構(gòu)的特征和受力特點、實心，框架，殼體結(jié)構(gòu)的特征和受力特點 閱讀材料閱讀材料 構(gòu)件受外力作用時，要發(fā)生形狀或大小的改構(gòu)件受外力作用時，要發(fā)生形狀或大小的改 變，這種改變稱為變，這種改變稱為變形變形。 第一節(jié)的實例中，吊車的吊繩承受的力是拉第一節(jié)的實例中，吊車的吊繩承受的力是拉 力，拉力所產(chǎn)生的形變?yōu)榱?，拉力所產(chǎn)生的形變?yōu)槔炖?，組成材料的，組成材料的 粒子被拉開；板凳腿承受的外力是壓力，壓粒子被拉開；板凳腿承受的外力

2、是壓力，壓 力所產(chǎn)生的變形為力所產(chǎn)生的變形為壓壓 縮縮，組成材料的粒子被，組成材料的粒子被 推近。拉力和壓力都是荷載作用的結(jié)果。推近。拉力和壓力都是荷載作用的結(jié)果。 當桿件受到與桿縱軸線相垂直的外力作用時，當桿件受到與桿縱軸線相垂直的外力作用時， 桿件桿件 產(chǎn)生的產(chǎn)生的彎曲彎曲，發(fā)生彎曲變形時的構(gòu)件，發(fā)生彎曲變形時的構(gòu)件 稱為稱為梁梁。 當板凳很長時，櫈面可視為梁。此種櫈面在當板凳很長時，櫈面可視為梁。此種櫈面在 人的體重等外力的作用下，會發(fā)生彎曲變形。人的體重等外力的作用下，會發(fā)生彎曲變形。 只是這種變形可能很小，肉眼不易看出來。只是這種變形可能很小，肉眼不易看出來。 而跳水的跳板發(fā)生的彎曲

3、變形，卻是非常明而跳水的跳板發(fā)生的彎曲變形，卻是非常明 顯。彎曲變形如圖：顯。彎曲變形如圖： 一、單杠結(jié)構(gòu)分析單杠結(jié)構(gòu)分析 你能分析出它有哪些構(gòu)件么？你能分析出它有哪些構(gòu)件么？ 杠體：是器械的主體杠體：是器械的主體 立柱、拉桿：共同支撐杠體并承受荷載立柱、拉桿：共同支撐杠體并承受荷載 2、杠體的受力與變形、杠體的受力與變形 思考題思考題1：杠體的受力與變形如：杠體的受力與變形如 何？杠體變形的方向何？杠體變形的方向 運動員在杠體上做動作，如回環(huán)等通過握運動員在杠體上做動作，如回環(huán)等通過握 杠體的手，對杠體施加了外力，包括人體質(zhì)量杠體的手，對杠體施加了外力，包括人體質(zhì)量 和回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力，

4、使得杠體發(fā)生彎曲和回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力，使得杠體發(fā)生彎曲 變形。這種外力稱為彎曲力。變形。這種外力稱為彎曲力。 杠體彎曲變形的方向：杠體總是朝著人杠體彎曲變形的方向：杠體總是朝著人 體所在的瞬間位置的方向發(fā)生彎曲體所在的瞬間位置的方向發(fā)生彎曲 當人體靜掛在杠體上時，兩根立柱只承當人體靜掛在杠體上時，兩根立柱只承 受壓力受壓力 當人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時，經(jīng)過杠體當人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時，經(jīng)過杠體 傳到立柱上端的外力將對立柱產(chǎn)生彎矩，使傳到立柱上端的外力將對立柱產(chǎn)生彎矩，使 立柱產(chǎn)生彎曲變形趨勢。固定于地基的垂直立柱產(chǎn)生彎曲變形趨勢。固定于地基的垂直 梁產(chǎn)生抵抗柱端的彎曲變形。同時拉桿將起梁產(chǎn)生抵

5、抗柱端的彎曲變形。同時拉桿將起 到輔助立柱抵抗變形作用。到輔助立柱抵抗變形作用。 思考題思考題2：立柱、拉桿是：立柱、拉桿是 如何受力與變形的？如何受力與變形的？ 二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析棚室屋架結(jié)構(gòu)分析 1、棚室荷載與立柱受力、棚室荷載與立柱受力 思考思考1：棚室屋架受哪些力？：棚室屋架受哪些力？ 棚室屋下邊的梁，立柱和墻共同組成了棚室屋下邊的梁，立柱和墻共同組成了 荷載的主要支撐系統(tǒng)。荷載分為荷載的主要支撐系統(tǒng)。荷載分為恒載和活載恒載和活載 對于立柱和墻來說，屋面，梁檁的質(zhì)量對于立柱和墻來說，屋面，梁檁的質(zhì)量 屬于不隨時間變化而變化的稱為屬于不隨時間變化而變化的稱為永久性荷載永久性荷載 即恒載

6、即恒載 雪載，風載等屬于隨情況變化而變化的為雪載，風載等屬于隨情況變化而變化的為可可 變性荷載即活載變性荷載即活載 立柱受壓力時，荷載施加與立柱向下的力，立柱受壓力時，荷載施加與立柱向下的力， 立柱的基礎(chǔ)會產(chǎn)生反作用力，他們大小相等，立柱的基礎(chǔ)會產(chǎn)生反作用力，他們大小相等， 方向相反方向相反 當風載作用于立柱時，將于風的方向有關(guān)，當風載作用于立柱時，將于風的方向有關(guān)， 風載生成的作用力將沿立柱軸線和垂直軸線風載生成的作用力將沿立柱軸線和垂直軸線 兩個方向分解，垂直軸線的力對立柱根部產(chǎn)兩個方向分解，垂直軸線的力對立柱根部產(chǎn) 生彎矩生彎矩 思考思考2：分析立柱是如何受力？：分析立柱是如何受力？ 2

7、、梁的受力情況、梁的受力情況 梁的上部，受壓力，材料被擠壓；下部，受梁的上部，受壓力，材料被擠壓；下部，受 張力，材料被拉伸。張力，材料被拉伸。 阻止梁過分彎曲的最簡單方法，是在梁的下阻止梁過分彎曲的最簡單方法，是在梁的下 面增加支撐點，這樣梁傳遞下來的力就被分面增加支撐點，這樣梁傳遞下來的力就被分 攤了攤了 3、拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 拱結(jié)構(gòu)：中間高四周低呈弧形的曲面。拱結(jié)構(gòu)：中間高四周低呈弧形的曲面。 拱結(jié)構(gòu)對承受荷載有利，荷載壓力作用于拱拱結(jié)構(gòu)對承受荷載有利，荷載壓力作用于拱 上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。 拱結(jié)構(gòu)優(yōu)點拱結(jié)構(gòu)優(yōu)點;利于承載，美觀利

8、于承載，美觀 分析為什么要采用拱結(jié)構(gòu)（從受力角度分析為什么要采用拱結(jié)構(gòu)（從受力角度 分析）分析） 閱讀材料閱讀材料 單杠和棚室屋架，其結(jié)構(gòu)所承受的外力主要有單杠和棚室屋架，其結(jié)構(gòu)所承受的外力主要有 拉力、壓力和彎曲力。實際上，結(jié)構(gòu)因其所負拉力、壓力和彎曲力。實際上，結(jié)構(gòu)因其所負 荷載形式的不同，相應(yīng)承受的外力還有很多其荷載形式的不同，相應(yīng)承受的外力還有很多其 他的力他的力 例如，橋的荷載有人、車及載重物、冰雪、大例如，橋的荷載有人、車及載重物、冰雪、大 風等。因此橋除了承受拉力、壓力、彎曲力之風等。因此橋除了承受拉力、壓力、彎曲力之 外，還要承受因荷載分布不均、不對稱而產(chǎn)生外，還要承受因荷載分布不均、不對稱而產(chǎn)生 的的扭力扭力 又如，梯子的橫梁，除了承受壓力、彎又如，梯子的橫梁，除了承受壓力、彎 曲力之外，在橫梁與支柱的兩個交接處曲力之外，在橫梁與支柱的兩個交接處 還要承受還要承受剪切力剪切力。大壩與此類似，除承。大壩與此類似，除承 受河水作用的壓力外，由于水深的變化受河水作用的壓力外，由于水深的變化 還要承受剪切力還要承受剪切力 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)： 單杠結(jié)