地质出版社高中通用技术必修技术与设计2典型结构案例分析——结构是怎样受力的.ppt

典型结构案例分析——结构是怎样受力的 不同的结构，具有不同的功能，能承受不同的力，抵抗不同的变形。结构如何承受力？如何抵抗住变形？现在来做典型案例分析。 一、单干结构分析 1.单干的结构 单干的构件有：杠体，是器械的主体，立柱和拉杆，共同支撑杠体并承受荷载。 1 杆体 2 主柱 3 4 5 6 拉杆 构件可由不同材料构成。图中所示的单杠，其构件各有什么特点？它们为什么要这样搭配和排列？ 问题思考： 2.杠体的受力与变形 单杠的杠体作为结构的基本构件，其工作状态不完全与跳板相同。单杠是具有双支撑点的梁，而跳板是只有单支撑点的梁（悬臂梁）。二者的支撑情况有别，受力与变形情况也就不一样。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。值得注意的是，杠体弯曲变形的方向，是随人体回转所到的空间位置变化而变化的，即杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲。 3.立柱、拉杆的受力与变形 单杠的立柱，是总荷载（杠体和人体）的主支撑点。当人体静挂或静骑在杠体上时，两根立柱只承受压力。 当人体回转到单杠的一侧（如单杠的前侧）时，如图所示，经过杠体传到立柱上端的外力将会对立柱产生弯矩M，使立柱产生弯曲（向单杠的前侧）变形的趋势。 此时，立柱就相当于根部固定于地基（埋在地下）的垂直梁。它以钢质材料、合适的粗细和根部与地面的牢固连接等因素，产生抵抗柱端的弯曲变形。同时，拉杆将起到配合立柱抗变形的作用。如杠后侧的两根拉杆6和4，被传给柱上端的外力所拉伸，反过来，拉杆6和4以及地基对立柱的反作用力，要产生一个与M方向相反的弯矩，记作M’。M起到削弱、平衡M的作用，保持单杠整体稳定。 二、棚室屋架结构分析 1.棚室荷载与立柱受力 棚室屋面下边的梁、立柱和墙，共同组成了荷载的主要支撑系统。这里的荷载，有恒栽与活载之分。 对于立往和墙来说，恒载包括屋面、梁（有时还有檩）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。 2.梁的受力 荷载作用传到梁上，梁受力变形如图所示 对棚室屋面的支撑梁来说，它的受力被传递到其他支撑点上，通过合理设计，可以使梁不产生明显弯曲。 防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。 3.拱结构的应用 棚室结构一般多采用拱。拱结构．即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。例如雪荷载，它是作用在屋面上的垂直荷载。屋面上积雪的程度不仅与降雪量有关，而且与屋面形状和坡度有关。屋面拱度愈大，积雪愈浅，雪压愈小。又比如风荷载，拱的弧形屋面同样要比平板形屋面有利（受力小）。 多注意观察，你就会发现：在较大的跨度情况下，建筑物多采用拱结构。这样的结构既有利于承载，又美观。 列举几种结构承受不同外力的例子。 试一试 1.常见结构中的基本构件主要有：杆、柱、索、板、梁、筋、壳、膜，以及由它们演变、组合的座、桩、材、球等。 这些构件适用在哪些场合？有什么功能？承受荷载与抵杭变形的特点是什么？ 2.拱适用于哪些场合？有什么功能？承受荷载与抵杭变形的特点是什么？ 带着这些问题，你可去图书馆或上互联网，查找有关资料。 谢谢