典型结构案例分析

1、第二节第二节 典型案例分析典型案例分析2021/8/141 课前预习课前预习 1.单杠的构件：单杠的构件：_、_、_。 2.杠体、立柱、拉杆的受力与变形：杠体、立柱、拉杆的受力与变形： 杠体杠体: 立柱立柱: 拉杆拉杆: 3.构件的基本受力形式：构件的基本受力形式： 、 、 、 和和 。2021/8/142掰手腕游戏： 游戏规则：游戏规则： 今天我们不比力量，比结构，比智谋。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赛中胜

2、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呢？地，即使自己是力量比较弱的一方呢？2021/8/1432021/8/144一、单杠结构分析单杠结构分析2021/8/145杠体：是器械的主体；杠体：是器械的主体；立柱、拉杆：共同支撑杠体立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载。并承受荷载。2021/8/1461、杆体基本变形1、拉伸、压缩2、弯曲、梁2021/8/1472021/8/1482021/8/1492、杠体的受力与变形、杠体的受力与变形2021/8/1410 从力学角度出发，对结构理解为：结构从力学角度出发，对结构理解为：结构是可承受一定力的架构形态，结构可以是可承受一定力的

3、架构形态，结构可以抵抗引起形态和大小变化的力。抵抗引起形态和大小变化的力。单杠的受力和变形分析 2021/8/1411球球球球F球小球对固定点的作用力的方向，从固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。定点指向小球球心所处的瞬间位置。单摆实验示意图2021/8/1412 运动员在杠体上转动，其侧视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，与单摆类似：杠体相当于固定点，人相当于小球。人相当于小球。 所以，任意时刻，人对杠体的作所以，任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人重心所处的用力方向都是指向人重心所处的瞬间位置。瞬间位置。2021/8/1413思考

4、题思考题1：杠体的受力与变形如：杠体的受力与变形如 何？杠体变形的方向何？杠体变形的方向 运动员在杠体上做动作，如回环等通过握杠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。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。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。在的瞬间位置的方向发生弯曲。2021/8/1414 当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受压力。当人体静挂在杠体上时，两根

5、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柱端的弯曲变形。同时拉杆将起到辅助立柱抵抗变形作用。抗变形作用。思考题思考题2：立柱、拉杆是如何受力：立柱、拉杆是如何受力与变形的？与变形的？2021/8/14152021/8/1416离心力离心力弯曲力2021/8/14172021/8/1418弯矩M弯矩M前侧后侧2021/8/1419 弯矩M与弯

6、矩M大小相等，方向相反，是一对平衡的弯矩，使单杠保持整体的稳定。2021/8/1420 思考思考1： 课本13页，图1-19，运动员从单杠前侧向后侧运动，起削弱、平衡作用的是拉杆5 还是拉杆6？拉杆62021/8/1421二、棚室屋架结构分析棚室屋架结构是怎样受力的呢？（P14图1-20）2021/8/1422 屋面（棚盖）由前坡面组成，棚膜（塑料薄膜）覆盖于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分别由立柱和后墙支撑。2021/8/1423棚室荷载与立柱受力 承受的荷载主要分为恒载和活载。 恒载包括屋面、梁的质量，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

7、载。2021/8/14242021/8/14252021/8/1426立柱P1P2永久性荷永久性荷载和雪载载和雪载立柱基础2021/8/1427PPM2021/8/14282.梁的受力梁的受力2021/8/14292021/8/1430梁 如平衡木，桥等都是梁的一种类型。中间高四周低呈弧形的曲面。拱结构:2021/8/1431拱结构的应用拱结构十分美观，很多建筑物都采用了拱结构。2021/8/14322021/8/14332021/8/14342021/8/14352021/8/14362021/8/14372021/8/14382021/8/1439为什么要采用拱结构呢？2021/8/144

8、0拱结构受力：拱结构受力： 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。2021/8/1441 小试验小试验大家一起来做设计大家一起来做设计： 用一张纸做桥梁用一张纸做桥梁,河面的宽度为河面的宽度为15CM，如，如何只用一张纸让你设计的桥梁能承受最大何只用一张纸让你设计的桥梁能承受最大的重量？的重量？1、哪种、哪种情况下纸情况下纸板的抗压板的抗压能力最强？能力最强？2、还有、还有更好的方更好的方案吗？案吗？2021/8/1442拉力拉力 物体所承受的拉拽力物体所承受的拉拽力 压力压力 挤压物体的力挤压物体的力 弯曲力弯曲力 作用于物体作用于物体 ,使它产生弯曲的力使它产生弯曲的力 剪切力剪切力 两个距离很近两个距离很近 ,大小相等大小相等,方向相方向相反且作用于同一物体上的平行力反且作用于同一物体上的平行力 扭转力扭转力 反方向向物体两端均匀施力反方向向物体两端均匀施力 ,使使物体发生扭转形变的力物体发生扭转形变的力 物体受到的力的种类物体受到的力的种类2021/8/1443 列举几种结构承受不同外力列举几种结构承受不同外力的例子？的例子？2021/8/14442021/8/1445本节小结 一、单杠结构分析 二、棚室屋架结构分析 三、棚室荷载和立柱