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第二节典型结构案例分析－－结构是怎样受力的1、结构的定义、构件、结构的本质2、为什么是这样的结构：对应物体的性质和功能。3、结构的基本分类回顾掰手腕游戏：•游戏规则：•今天我们不比力量，比结构，比智谋。•掰手腕时，立在桌子上的手好比单杠中的主柱，现在大家想一下，如何让自己在比赛中胜出呢？•如何让自己的手处于不倒之地，即使自己是力量比较弱的一方？构件的受力形式拉力物体所承受的拉拽力压力挤压物体的力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力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弯曲力作用于物体,使它产生弯曲的力1、单杠受力和变形分析•看一段视频杠体立柱拉杆•单杠为什么如此设计？（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。•单摆实验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•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的方向发生弯曲。（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•当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受压力。•当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体传到立柱上端的外力将对立柱产生弯矩，使立柱产生弯曲变形趋势。固定于地基的垂直梁产生抵抗柱端的弯曲变形。同时拉杆将起到辅助立柱抵抗变形作用。单杠的受力与变形离心力弯曲力2、棚室屋架结构受力分析•图中有什么？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梁的受力什么办法可以防止梁过分弯曲？1、加支撑2、在上面施加拉力3、减少梁的长度4、增加厚度5、更换材料如：梁必须是混泥土底部含有加固钢筋，混泥土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，他们共同形成了非常牢固的结构屋顶雨搭混凝土和石材，较能抵抗压力，却无法抗拉力，为避免产生裂变，一般在混凝土梁上加钢筋。以下两种结构（屋顶、雨搭）要在哪一面加钢筋？受拉力一侧加上钢筋（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——由恒载和雪载生成。•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观察右下图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。•用一张纸做桥梁,河面的宽度为15CM，如何只用一张纸让你设计的桥梁能承受最大的重量？1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？2、还有更好的方案吗？小试验一座限重1.5吨的简单梁式桥，如果要使它的承重增加，该如何改进。•拱结构：即中间高四周低呈弧形的曲面。•试验：纸桥•荷载压力作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。•拱的受力面积大，例如雪荷载•拱结构对承受荷载有利（3）构件——拱的受力拱(P20——阅读材料)•(1)形状特点：曲线形结构•(2)受力特点：在竖向荷载作用下，水平方向约束力是推力。推力对拱上任意点力矩与支持力对该点力矩转向相反，故其任意截面弯矩小于相当的梁在相同截面弯矩。•(3)优点：比梁经济。因弯矩小，应力就小，强度高，等强度时，可以用较少的材料。•(4)用途：较大跨度。如天安门门楼的拱门、拱形桥洞等。•(5)型式：三铰拱、两铰拱、无铰拱赵州桥•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。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（3）拱结构的应用分析结构受力的方法：结构构件总荷载恒载、活载