典型结构案例分析

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
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阅读材料
• 单杠和棚室屋架，其结构所承受的外力主要有拉
力、压力和弯曲力。实际上，结构因其所负荷载 形式的不同，相应承受的外力还有很多其他的力
• 例如，桥的荷载有人、车及载重物、冰雪、大风
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拉力：物体所承受的拉拽力。
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扭转力：反方向向物体两端均匀施力， 使物体发生扭转形变的力。
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• 又如，梯子的横梁，除了承受压力、弯曲
力之外，载横梁与支柱的两个交接处还要 承受剪切力。大坝与此类似，除承受河水 作用的压力外，由于水深的变化还要承受 剪切力
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课堂小结：
• 单杠结构分析
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
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思考2：分析立柱是如何受力？
• 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
• 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
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2、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
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3、拱结构的应用
分析为什么要采用拱结构（从受力角度 分析）
等。因此桥除了承受拉力、压力、弯曲力之外， 还要承受因荷载分布不均、不对称而产生的扭力
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组成结构的构件的基本受力形式
拉力 压力 扭曲力 弯曲力 剪切力
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弯曲力：作用于物体，使它产
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生弯曲的力
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剪切力：两个距离很近，大小相等，方
向相反，且作用于同一物体上的平行的力
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压力：挤压物体的力。
单杠的结构：杠体，立柱 拉杆
杠体的受力与变形
立柱、拉杆的受力与变形
棚室屋架结构分析
棚室荷载与立柱受力
梁的受力
拱结构的应用
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阅读材料
• 构件受外力作用时，要发生形状或大小的改
变，这种改变称为变形。
• 第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉
力，拉力所产生的形变为拉伸，组成材料的 粒子被拉开；板凳腿承受的外力是压力，压 力所产生的变形为压 缩，组成材料的粒子被 推近。拉力和压力都是荷载作用的结果。
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• 当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时，
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
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思考题2：立柱、拉杆是 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
1.2典型结构案例分析
-----结构是怎样受力的
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•课前五分钟提问
• 1、什么是架构 • 2、结构的定义，什么是构件？ • 3、结构的本质是什么？ • 4、结构分为哪三种常见类型简述它们的特征
和受力特点。
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一、单杠结构分析
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你能分析出它有哪些构件么？
• 杠体：是器械的主体 • 立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载
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。
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• 二、棚室屋架结构分析
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• 1、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
杆件 产生的弯曲，发生弯曲变形时的构件 称为梁。
• 当板凳很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在
人的体重等外力的作用下，会发生弯曲变形。 只是这种变形可能很小，肉眼不易看出来。 而跳水的跳板发生的弯曲变形，却是非常明 显。弯曲变形如图：
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2、杠体的受力与变形
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思考题1：杠体的受力与变形如 何？杠体变形的方向