结构的认识及分析.ppt

1、单杠的结构（构件） 杠体：是器械的主体 立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载 人在单杠上运动时，受力情况是怎么样的呢？ 杠体的弯曲变形 当人体静挂或静骑在杠体上时,杠体、立柱分别受到什么力？ 压力 弯曲力 压力 当人体回转到单杠的一侧（如单杠的前面）时，杠体、立柱、拉杆又受到什么力的作用？ 弯矩作用 压力 改变了方向的弯曲力 拉力 运动员在杠体上做动作，如回环等通过握杠体的手，对杠体施加了外力，包括人体质量和回转运动产生的离心力，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：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲 杠体是如何受力与变形的 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。 立柱、拉杆是如何受力与变形的 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 棚室屋架结构分析 棚室荷载与立柱受力 思考1：棚室屋架受哪些力？ 棚室屋下边的梁，立柱和墙共同组成了荷载的主要支撑系统。荷载分为恒载和活载 对于立柱和墙来说，屋面，梁檩的质量属于不随时间变化而变化的称为永久性荷载即恒载 雪载，风载等属于随情况变化而变化的为可变性荷载即活载 当屋架等构件自重作用与立柱时，恒载施加于立柱向下的压力 当风载作用于立柱时，活载与风的方向有关，风载生成的作用力将沿立柱轴线和垂直轴线两个方向分解，垂直轴线的力对立柱根部产生弯矩 分析立柱是如何受力？ 梁的受力情况 梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉伸。 阻止梁过分弯曲的最简单方法，是在梁的下面增加支撑点，这样梁传递下来的力就被分摊了 拱结构的应用 拱结构：中间高四周低呈弧形的曲面。 拱结构对承受荷载有利，荷载压力作用于拱 上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。 拱结构优点;利于承载，美观 分析为什么要采用拱结构（从受力角度分析） 鸡蛋承载实验 想一想：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？ 我们常见的拱结构 我们常见的拱结构 * * 特点：能承受较大的压力。 让学生试着举例：城墙等。 * 特点：能承受较大的压力。 让学生试着举例：城墙等。 * 特征：壳体内空，受力合理，形态稳定。 让学生试着举例：等。 第一章结构与设计 第一节对结构的认识和分析 什么是结构 一、结构的功能与分类 我们身边无处不在的结构 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。 结构的各组成部分，通常称为构件。 一、结构的功能与分类 物体的功能和需要决定了物体的结构，构件的不同搭配和排列决定了物体不同的形状和性质 一、结构的功能与分类 物体的功能和需要决定了物体的结构，构件的不同搭配和排列决定了物体不同的形状和性质 同样是水，有液态、气态、固态. 同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在. 　 注：本教材中的结构只限定在“技术领域” 。 用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性。 一、结构的功能与分类 从力学的架构与形态考虑，结构一般如下分类： 实心结构 框架结构 壳体结构 结构 （1）实心结构 通常是指结构体本身是实心的结构。 如墙壁、柱子、实心球等等。 实心结构的特点——外形简单，能承受较大的力 生活中的常见结构 实心结构 大 坝 埃及法老像 锤子 特点 1、能承受较大压力。 2、几何外形简单。 想一想：实心结构存在哪些不足？ （2）框架结构 通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。 如窗户、画框、房子的架构等等。 框架结构的特点： 几何外形复杂，一般由细长的杆件组成，节省材料 生活中的常见结构 框架结构 埃 菲 尔 铁 塔 框架结构 建筑框架 建筑用脚手架 特点 １、支撑空间却不充满空间。 ２、几何外形较复杂。 ３、制作方便、省料。 （3）壳体结构 壳形结构通常是指层状的结构。 如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等。 中国国家大剧院 悉尼歌剧院 物体结构 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 受力特点 栅栏 圆形陶瓷装饰品 冰山 高层建筑的穹顶 钢化玻璃锅盖 竹排 汽车外壳 人的头盖骨 古罗马斗兽场 √ √ √ √ √ √ √ √ √ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 二、典型结构的分析