典型结构受力分析——结构是怎样受力的ppt课件

1 结构的含义及本质2 结构的基本分类有哪些 分类的标准是什么 回顾 结论 不同结构 具有不同的功能 能承受不同的力 抵抗不同的变形 结构如何受力 如何抵抗住变形呢 第二节典型结构案例分析 结构是怎样受力的 1 单杠受力和变形分析 看一段视频 杠体 立柱 拉杆 荷载 外力 名词解释 1 杠体的受力 同一荷载在静态 动态下 结构承受的外力往往不同 杠体受到的力的方向 弯曲力 人对杠体施加的外力 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 运动员对杠体施加了外力 使得杠体发生弯曲变形杠体弯曲变形的方向 随人体回转所到的空间位置的变化而变化 即杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲 杠体受力变形总结 小球对固定点的作用力的方向 从固定点指向小球球心所处的瞬间位置 单摆实验示意图 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 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 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 2 立柱的受力与变形分析 当人体静挂或静骑在杠体上时 当人体回转到单杠的一侧 如单杠的前面 时 两根立柱只承受压力 杠体与人的重力 杠体与人的重力以及运动员运动时手的拉力 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 请问同学们 有什么方法可以削弱或抵消这种弯曲呢 立柱埋深一点合适的材料 合适的粗细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作用 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 以保持单杠整体的稳定 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 1 保持推杆在平行于地面的一个平面上运动 2 防止推杆弯曲变形 3 抵消推杆自身的重力空间轨迹是圆锥形 棚室屋架结构分析 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 一 棚室荷载与立柱受力 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 小组讨论 荷载是怎样给立柱施加力的 1 压力 立柱受压力时 荷载施加与立柱向下的力 立柱的基础会产生反作用力 他们大小相等 方向相反 P1 P2 P M弯矩 风载 P 2 弯曲力当风载作用于立柱时 将于风的方向有关 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 二 梁的受力 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 思考 如图为何现在大棚顶盖都是采用拱形结构呢 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 赵州桥 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 构件的受力形式 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 材料阅读 一件建筑和高级工程学的杰作 蛋壳对于压力的承受力是惊人的 人人皆知的是 在中国杂技佳作中 不仅有人踩鸡蛋的节目 更有提起两桶水踩蛋的精彩表演 这是巧妙地利用蛋壳承受压力能力的一个极好的例子 蛋不仅是整个生物界最大的单体细胞 以现代技术和工程知识系统的眼光来看 它还是一个集工程学 建筑学 防卫战略 保存能量和使空间利用达到最佳化与将其最完美结合于一身的大自然的绝妙之作 我们的观察首先从鸡蛋 特别是从蛋壳开始 蛋壳是由94 的碳酸钙 以方解石晶体的形式 1 的碳酸镁 1 的磷酸钙和4 的蛋白质构成的 方解石晶体基本上是随意排列的 因此在晶体之间形成了许许多多的小孔 这些蛋孔可以让空气和湿气能通过 而空气和湿度对于雏鸡 当然还有细菌 比如沙门氏菌 的生存来说是必不可少的 方解石晶体的排列赋予了蛋壳与其作用相称的一个完美的结构 也就是它能够抗较大的压力 但对于拉力来说相对较弱 这样 如果通过两个凸出的顶端 对蛋壳施加力 那么鸡蛋抗压力就显得很强 这也是由它们的拱状结构的力学特性决定的 拱形结构使圆屋顶和拱形物能够承受巨大的重量 在这种状态下 压力沿拱状结构 也就是沿蛋壁 分布 而不会使结构断裂 而蛋壳又必须是易