经典：典型结构受力分析

三、立柱的受力与变形
压力 弯曲力
压缩 弯曲趋势
柱子两侧 人运动的一侧
• 注意：同一荷载在静态、动态下，结构承受的外 力往往不同。
1
2
3
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，如果要向前发生弯曲， 有什么方法可以削弱或抵消这种弯曲呢？
用一个力从反方向拉
四、拉杆的作用
• 拉杆：辅助立柱抵抗弯曲变形趋势
还有其他方法可以增强单杠的受力能力吗？
使单杠更加结实、稳定 自主探究
如何使单杠更加 结实、稳定？
使单杠更加结实、稳定
方法：
加粗立柱 深埋立柱 加固底基 改变材料
技术实践
请设计一款能够在家里使用的单杠， 从单杠受力的角度分析并做简要设计。
注意：家庭用，不方便安装拉杆 安放在哪里呢？ 各个构件都受到哪些力？ 如何增强它的承力能力？
• 当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时 ，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：
杆件基本变形
1、拉伸、压缩
C.近下端 D.各处，分布均匀
3.钢筋混凝土梁中混凝土主要是起着抗压的 作用，而钢筋主要是起抗拉的作用，如下图， 楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是
（A ）
结语
• 丹麦学者尼尔斯·斯坦森说得好：
“我们所见的固然 美好，我们明了的 愈加美妙，我们尚 未彻悟的更是不胜 其美，美不可言。
个人观点供参考，欢迎讨论
2、弯曲
欣赏视频
一、单杠结构分析
单杠由哪些构件组成？
杠体
立 柱
拉杆
二、杠体的受力与变形 自主探究
运动员在单杠上的状态，分析讨论，并完成表格：
弯曲力 弯曲力 弯曲力
弯曲 指向人体 弯曲 指向人体 弯曲 指向人体
1
2
（1）人静挂或静坐时
（2）人运动时
• 任意时刻，杠体受到的作用力，其方向，都是从杠 体指向人重心所处的瞬间位置。
二、棚室屋架结构分析
棚室屋架结构是怎样受力 的呢？
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。
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，wk.baidu.com于随 情况变化而变化的可变性荷载。
蛋壳敲击实验
将蛋壳如图摆放，用一支 是其重量20倍的笔垂直落下砸 向它，蛋壳能否被击破？
蛋壳的材料
94% 1% 1% 4%
蛋壳的受力
压力沿拱状结构的弧面（也就是蛋壁）分布，而 不会使结构断裂。拱形结构使圆屋顶和拱形物能够承 受巨大的重量。
蛋壳的受力
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 内部看成凹形的顶部很容易碎裂， 那是因为它的抗拉力很弱。
尽善尽美一颗蛋
知识回顾：常见结构的类型
壳体结构：力沿壳体表面分布 实心结构：能够承受较大的力
框架结构：支撑但不充满空间， 能够承受垂直和水平荷载
第一章 结构与设计
受力分析
阅读材料P11
• 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。
• 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。
列举几种结构 承受不同外力 的例子？
1. 通常在混凝土梁中加 入钢筋是用于提高梁的 ( A ) A.抗弯强度 B.抗 压强度 C.抗拉强度 D.抗 剪强度
2.如图所示为简易混凝土桥梁， 为提高承载力，设计时计划 在水泥1. 混凝土桥梁中加入钢 筋。你认为钢筋应加在支承 梁的（ C ）A.近上端 B.中间
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。
——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？
如图所示，某村庄旁边的小河上原有一座限重1.5吨的 简易梁式桥。桥下的河水较浅，不能通航。现在由于 经济的发展．运输量有了极大的增加．必须使桥梁的 承重能力加以提高。但是又不能把桥拆掉后重新再 建．因为这是该村唯一的公路桥。那么我们应该如何 进行改进，设计出符合要求的桥梁结构呢?请同学们 设计出3种以上的改良方案。
P1永久性荷载
立 柱
P2 立柱基础
雪载
P’’
P’
M
•2.梁的受力
材料被挤压
材料被拉伸
梁的受力
如平衡木，桥等都是 梁的一种类型。
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。
赵州桥
拱结构的概
念：
中间高四周低 呈弧形的曲面 。
为什么要采用 拱结构呢？