技术与设计 典型结构案例分析.ppt

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1、第二节 典型案例分析结构是怎样受力的,结构的本质：,承受力和抵抗变形。1.单杠 2.棚室屋 3.拱结构,单杠的构件有几部分。单杠的主支撑点构件是什么。当人在杠杆上旋转时，杠体所受力的方向，杠体又是向什么方向 弯曲的？梁的定义。单杠和跳板都是梁，有什么不同。棚室屋承受的荷载有哪两种，举例说明。拱结构的概念.,自己阅读课本第二节单杠部分，思考：,从力学角度出发，对结构理解为：结构是可承受一定力的架构形态，结构可以抵抗引起形态和大小变化的力。,一、单杠的受力和变形分析,把单杠看成结构，构件有：杠体、立柱、拉杆。,人在单杠上运动时，受力情况是怎么样的呢？,从固定点指向小球球心所处的瞬间位置。,单摆实验

2、示意图,思考：小球对固定点的作用力的方向?,所以，任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人重心所处的瞬间位置。,运动员在杠体上转动，其侧视图与单摆类似：杠体相当于固定点，人相当于小球，那么人对杠体的作用力方向是怎样的？,结论一：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。,思考：杠体和立柱的上端相连，人的作用力通过杠体作用于立柱，将可能发生弯曲变形,如果要向前发生弯曲，请问同学们有什么方法可以抵消这种弯曲呢？,立柱埋深一点、用一个力从反方向拉，都可以帮助立柱抵抗变形。,结论二：任意时刻，对于立柱，由人运动所产生的弯矩M1，都有一个由立柱埋在地下部分和拉杆共同产生的反弯矩M2来平衡，以保持单

3、杠整体的稳定。,问题1：课本13页，图1-19，运动员从单杠前侧向后侧运动，起削弱、平衡作用的是拉杆5 还是拉杆6？,拉杆6,问题2：人与杠体的接触点有两个（人的双手），这与单摆实验只有一个固定点有所不同。与只有一个接触点相比，有何不同？单摆可以向四面八方各方向摆动，但单杠只能在一个方向来回摆动。,观察右下图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？,问题2:,1.保持推杆在平行于地面的一个平面上运动；防止推杆弯曲变形。2.空间轨迹是圆锥形。,阅读课本第二节的内容思考：,梁的定义。单杠和跳板都是梁，有什么不同。棚室屋承受的荷载有哪两种，举例说明

4、。拱结构的概念.,二、棚室屋架结构分析,P14页图1-20屋面（棚盖）由前坡面和后坡面组成，棚膜（塑料薄膜）覆盖于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分别由立柱和后墙支撑。,棚室荷载与立柱受力,承受的荷载主要分为恒载和活载。恒载包括屋面、梁的质量，属于不随时间变化而变化的永久性荷载。活载包括雪载、风载等，属于随情况变化而变化的可变性荷载。,梁的受力,与平常所说的“房梁”有什么不同？如平衡木，桥等都是梁的一种类型。,拱结构的应用,拱结构的概念：中间高四周低呈弧形的曲面。拱结构受力：拱结构对承受荷载有利。荷载压力作用与拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。例如雪荷载。,赵州桥,坐落在河北省赵县洨河上。建于隋

5、代（公元581618年）大业年间（公元605618年），由著名匠师李春设计和建造，距今已有约1400年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。1961年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。因赵州桥是重点文物，通车易造成损坏，所以不能通车。,赵州桥三绝“券”小于半圆“撞”空而不实 洞砌并列式,长江大桥,长江从上海至宜宾江段共84座长江大桥（含长江隧道）：铁路桥公路桥公铁两用桥,它用二十八道小券并列成9.6米宽的大券。可是用并列式砌，各道窄券的石块间没有相互联系，不如纵列式坚固。为了弥补这个缺点，建造赵州桥时，在各道窄券的石块之间加了铁钉，使它们连成了整体。用并列式修造的窄券

6、，即使坏了一个，也不会牵动全局，修补起来容易，而且在修桥时也不影响桥上交通。,隧道,公路桥,公铁两用桥,小结,1.结构的本质承受力和抵抗变形。2.力的种类。,列举几种结构承受不同外力的例子。,练习,下列说法错误的是（）A 拉力是物体所承受的拉拽力。B 压力是挤压物体的力。C 弯曲力是两个距离很近，大小相等，方向相反且作用于同一个物体上的平行力。D 扭转力是反方向物体两端均匀施力，使物体发生扭曲形变的力。,小试验比较不同形状的纸板承受压力的大小,1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？2、还有更好的方案吗？,任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭、弯中的一种或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受和

7、传递各种形式的外载荷，保证结构的可靠工作。1）秋千的吊索，主要承受；2）桥梁的桥墩，主要承受；3）连接齿轮和轴的键，主要承受；4）汽车方向盘的轴，主要承受；5）单杠的杠体（上面的横杠），主要受；6）吊扇旋转，吊杆主要受；,拉力,压力,剪切力,扭转力,弯曲力,扭力和拉力,本节小结,一、单杠的结构分析单杠的结构及组成构件的受力和变形。二、棚室屋架结构分析棚室荷载和立柱受力、梁的受力和拱结构的应用。,小秋千架的制作：画出图纸！,材料：竹签10根，502胶水一袋，工具：十锦锉一套，钳子一把。要求：制作一个秋千架，此秋千架的宽度大于10cm，高度大于15cm，可承受一定重量的沙袋在其上荡秋千。注意事项：1，是用胶水前要仔细阅读使用说明书并按要求操作。2，先设计后制作。3，所有材料数量限定，如有损坏，不再增加。,欣赏：现代桥梁中的杰作,鹿特丹的天鹅桥,眨眼的盖茨亥德千禧桥,横跨水域的铁路桥福斯铁路桥,跨江水桥连接东德和西德,天马行空的高架桥,有“大衣架”之称的悉尼港大桥,文科：哲学类：哲学 逻辑学 宗教学 经济学类:经济学 国际经济与贸易 财政学 金融学 教育学类:教育学 学前教育 特殊教育 历史学类:历史学 世界历史学 考古学 博物馆学 民族学,