工程概论实验报告1.doc

实验报告 实验项目名称 钢结构实例—美国世贸大楼 所属课程名称 工程力学与结构 实 验 类 型 认识类实验 实 验 日 期 2011.5.9 班 级 09工程管理 学 号 200907020142 姓 名 宋茜 成 绩 管理科学与工程实验中心 实验概述： 【实验目的或任务】 通过观看《DISCOVERY》“世贸大楼”专题节目了解其钢结构设计及最终倒塌和惨剧的原因，更生动的了解课内学习的钢结构知识，并加深自己的认识。 【实验原理】 钢结构各特点及其特性。 【实验环境】 多媒体实验室 实验内容： 【实验方案设计】 观看关于美国世贸大楼的视频，了解其及结构特点，思考讨论其惨剧原因。通过结合学习的有关钢结构知识，更深层次的思考体会。 【实验过程】 观看世贸大楼视频； 分析讨论其结构及特点和倒塌惨剧原因; 老师予以讲解，分析。 【结论美国世贸大楼骨架结构：钢立柱分为两层，形成两个同心轴的筒型结构（图1），由一系列钢制天花板连接起来，天花板内部是钢材制成的平面网架，平面网架是由两组垂直交错的平面桁架组成的的结构（图2）。 美国世贸大楼倒塌原因从结构上讲：一方面由于钢柱的破坏，另一方面由于天花板的破坏。在飞机所撞的楼层及其相邻楼层，钢柱被烈火烧软，具体说钢材有一个致命弱点，就是遇高温变软，丧失原有强度。随着温度越高，钢材也渐渐失去承重能力。（图3）另一方面，飞机冲撞及其猛烈爆炸的强大冲击波的机械力也使近几个楼层的钢柱遭到严重破坏。天花板内部结构的基础结构是由钢材构成的桁架结构。桁架结构的薄弱性就是在高温下失去稳定性，从而迅速失去承载作用。因而在顶部楼层的重压下，连锁倒塌，形成“多米诺骨牌效应”，（图4）最终导致大楼完全倒塌的惨剧。 有人说“桁架结构遇火变垮”，这是因为桁架结构的力学模型是由铰链联连的直杆所构成的二力杆系统。若该结构的任何一个二力杆在高温下软化，失去效用，则可认为这个二力杆被摘除，对荷载失去抵抗作用，在荷载作用下，内部发生相互运动，使得整个结构迅速失稳破坏。(图5） 【小结 管理科学与工程实验中心 实验报告