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(shí)心，框架，殼體結(jié)構(gòu)的特征和受力特點(diǎn)、實(shí)心，框架，殼體結(jié)構(gòu)的特征和受力特點(diǎn) 閱讀材料閱讀材料 構(gòu)件受外力作用時(shí)，要發(fā)生形狀或大小的改構(gòu)件受外力作用時(shí)，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(shí)例中，吊車的吊繩承受的力是拉第一節(jié)的實(shí)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；板凳腿承受的外力是壓力

2、，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(dāng)桿件受到與桿縱軸線相垂直的外力作用時(shí)，當(dāng)桿件受到與桿縱軸線相垂直的外力作用時(shí)，桿件桿件 產(chǎn)生的產(chǎn)生的彎曲彎曲，發(fā)生彎曲變形時(shí)的構(gòu)件，發(fā)生彎曲變形時(shí)的構(gòu)件稱為稱為梁梁。 當(dāng)板凳很長時(shí)，櫈面可視為梁。此種櫈面在當(dāng)板凳很長時(shí)，櫈面可視為梁。此種櫈面在人的體重等外力的作用下，會(huì)發(fā)生彎曲變形。人的體重等外力的作用下，會(huì)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)生的彎曲變形，卻是非常明而跳

3、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(yùn)動(dòng)員在杠體上做動(dòng)作，如回環(huán)等通過握運(yùn)動(dòng)員在杠體上做動(dòng)作，如回環(huán)等通過握杠體的手，對(duì)杠體施加了外力，包括人體質(zhì)量杠體的手，對(duì)杠體施加了外力，包括人體質(zhì)量和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力，使得杠體發(fā)生彎曲和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

4、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(dāng)人體靜掛在杠體上時(shí)，兩根立柱只承當(dāng)人體靜掛在杠體上時(shí)，兩根立柱只承受壓力受壓力 當(dāng)人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時(shí)，經(jīng)過杠體當(dāng)人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時(shí)，經(jīng)過杠體傳到立柱上端的外力將對(duì)立柱產(chǎn)生彎矩，使傳到立柱上端的外力將對(duì)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(shí)拉桿將起梁產(chǎn)生抵抗柱端的彎曲變形。同時(shí)拉桿將起到輔助立柱抵抗

5、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(duì)于立柱和墻來說，屋面，梁檁的質(zhì)量對(duì)于立柱和墻來說，屋面，梁檁的質(zhì)量屬于不隨時(shí)間變化而變化的稱為屬于不隨時(shí)間變化而變化的稱為永久性荷載永久性荷載即恒載即恒載 雪載，風(fēng)載等屬于隨情況變化而變化的為雪載，風(fēng)載等

6、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(shí)，荷載施加與立柱向下的力，立柱受壓力時(shí)，荷載施加與立柱向下的力，立柱的基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生反作用力，他們大小相等，立柱的基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生反作用力，他們大小相等，方向相反方向相反 當(dāng)風(fēng)載作用于立柱時(shí)，將于風(fēng)的方向有關(guān)，當(dāng)風(fēng)載作用于立柱時(shí)，將于風(fēng)的方向有關(guān)，風(fēng)載生成的作用力將沿立柱軸線和垂直軸線風(fēng)載生成的作用力將沿立柱軸線和垂直軸線兩個(gè)方向分解，垂直軸線的力對(duì)立柱根部產(chǎn)兩個(gè)方向分解，垂直軸線的力對(duì)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、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

7、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(diǎn)，這樣梁傳遞下來的力就被分面增加支撐點(diǎn)，這樣梁傳遞下來的力就被分?jǐn)偭藬偭?、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(duì)承受荷載有利，荷載壓力作用于拱拱結(jié)構(gòu)對(duì)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(diǎn)拱結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn);利于承載，美觀利于承載，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

8、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(shí)際上，結(jié)構(gòu)因其所負(fù)拉力、壓力和彎曲力。實(shí)際上，結(jié)構(gòu)因其所負(fù)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(fēng)等。因此橋除了承受拉力、壓力、彎曲力之風(fēng)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(duì)稱而產(chǎn)生外，還要承受因荷載分布不均、不對(duì)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(gè)交接處曲力之外，在橫梁與支柱的兩個(gè)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)構(gòu)