二、结构的强度.pptx

1、第一章 结构与设计,授课人：何颜红,第二节 结构强度探析,生活中有这样的情况，人坐在一只小板凳上，用力摇几下，板凳就坏了，人也摔倒在地上。人踩在窗户的防盗网上擦玻璃，防盗网合金条的焊接处断裂，险些酿成大祸。,根据你的理解，结合教材，上述情况是什么原因造成的？,这是我们今天学习的第二个内容：强度。,二、结构与强度,结构的强度是通过构件和材料来体现的。构件在外力作用下会变形，同时构件内部各质点之间的相互作用力发生了改变。这种作用力的改变称作内力。 （P13）,一般来说，外力越大，则构件的内力越大。当内力达到一定数值时，构件就会被破坏。在工程技术中，不允许任何构件在正常工作情况下被破坏，这就要求构件

2、和材料必须具有抵抗破坏的能力，这种能力称作强度（strength)。,结论：这条板凳、这个防盗网的强度不好，因为它容易被外力破坏。,（一）强度与应力,我们知道稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力，强度是研究不被外力破坏的能力。例如我们刚才举的椅子的例子，椅子能够承受人的重力这是一个强度问题，那么椅子会不会左右晃动，摇摆，那就是一个稳定性问题了。,强度与稳定性的联系与区别：,要想构件不被破坏，其构件的材料和结构起着相当重要的作用，比如我们可以研究一下，在施加同一外力的情况下，对于相同的材料但不同结构的物体，它被破坏的程度是否一样？,实验2：将一根用6股细棉线扭成的粗线剪成4节，两节分别拆成6根细

3、线，共24根，待用。 先拿3根叠在一起进行拉扯，再把6根叠在一起拉扯，分析它们的受力情况。即在施加同样力的情况下，哪一个不易断？,实验1：撕一张纸跟撕一叠纸哪个更容易？,应力的计算 = N/A 其中，N为内力，A为受力面积,上述试验表明：在外力与材料不变的条件下，构件被破坏的危险程度与它的横截面积有关。,构件单位截面面积所受的内力称为构件的应力() 。,相同的材料，受力横截面积不一样，则强度不一样；,实验3：将一张纸折成不同的形状看它承受力的情况。,续实验2：将剩下的其中6根细线扭成麻花状，6根叠在一起，分别扯它们，分析它们的受力情况。,结论:相同的材料，即使受力横截面积一样，但外部形状不一样

4、，则强度也不一样。,2、相同的材料，受力横截面积一样，但形状不一样，则强度也不一样。,从以上三个实验可得出以下结论：,对于相同重量或数量的材料，做成立体结构比平面结构强度更大；而立体结构中具有相同横截面积，但不同的截面形状其结构强度也是不一样的（P19）,综述，影响结构强度的因素（一）：结构形状,1、相同的材料，受力横截面积不一样，则强度不一样；,从左到右为强度从强到弱,特别说明：在所有的结构形状中，三角形最结实、稳定。且用料最少。,如：在长方形或六边形的框架中间，加上支撑构件，构成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。,C.相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。,B.结构的外形相同

5、，构件的截面不同，其强度不一样。,A.不同横截面形状的构件所能承受力的程度是不一样的。,综述，结构形状对强度的影响有两点，一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状。,D.在结构形状中，三角形最结实、稳定，且用料最少。,结构的强度与材料有关,纸杯,钢杯,影响结构强度的因素（二）：使用的材料,不同材料的抗压和抗拉性能不同（p17),使用钢筋混凝土结构的好处是什么？,混凝土抗压性能较好，而抗拉能力就比钢筋要小得多。因此在制造时可在梁的受拉区放置钢筋，组成钢筋混凝土梁，在这种梁中，钢筋受拉，混凝土受压，它们合理组成一个整体，共同承担载荷的作用。,结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。,结

6、构构建的连接通常有以下两类： 铰连接 刚连接,影响结构强度的因素（三）： 构件之间的连接方式,刚连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接、钉接等。,胶接,榫接,焊接,比较下图中同一结构的两种连接方式,请预言哪种连接方式的强度更好。,第一种是榫接，强度较大，结构最稳定。第二种是用钉子连接，当上端受压力时，连接处要承受剪切力，容易造成连接处断裂，所以强度最小。第三种也是钉子连接，但当上端受压力时，连接处所承受的是压力，同时因为没有榫接打孔影响结构，所以强度最大。,应县木塔,斗拱结构,铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，具体有松螺栓、松铆等。,综述，影响结构强度的几个主要因素：,结构的形状,使用的材料,构件之间的连接方式,结构外部形状不一样,铰连接 刚连接,结构的构件截面形状