典型结构受力分析结构是怎样受力的
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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？
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
名词解释
立
外力柱
拉杆
荷载
（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
杠体受力变形总结：
• 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
单摆实验示意图
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。
F
球
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。
• 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
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
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
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力
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
立 柱
P2 立柱基础
风载
P’’
P’
M 弯矩
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
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
一、棚室荷载与立柱受力
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。
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
二、梁的受力
材料被挤压 材料被拉伸
• 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
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
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
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。
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 是易碎的，这样雏鸡只用微弱 的力就能破壳而出。雏鸡用嘴 向外用力，从蛋壳内部看呈凹 形的顶部很容易碎裂，因为它 的抗拉力很弱。
• 当人体静挂或静骑在杠体上时
两根立柱只承受压力（杠体与人的重力）
• 当人体回转到单杠的一侧（如单杠的前面）时
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
精品文档 欢迎下载 读书破万卷，下笔如有神--杜甫
（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
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？
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
名词解释
立
外力柱
拉杆
荷载
（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
杠体受力变形总结：
• 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
单摆实验示意图
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。
F
球
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。
• 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
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
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
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力
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
立 柱
P2 立柱基础
风载
P’’
P’
M 弯矩
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
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
一、棚室荷载与立柱受力
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。
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
二、梁的受力
材料被挤压 材料被拉伸
• 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
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
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
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。
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 是易碎的，这样雏鸡只用微弱 的力就能破壳而出。雏鸡用嘴 向外用力，从蛋壳内部看呈凹 形的顶部很容易碎裂，因为它 的抗拉力很弱。
• 当人体静挂或静骑在杠体上时
两根立柱只承受压力（杠体与人的重力）
• 当人体回转到单杠的一侧（如单杠的前面）时
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
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（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