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第二节 典型案例分析 课前预习 1.单杠的构件：_、_、_。 2.杠体、立柱、拉杆的受力与变形：杠体: 立柱: 拉杆: 3.构件的基本受力形式： 、 、 、 和 。 掰手腕游戏：游戏规则：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地，即使自己是力量比较弱的一方呢？ 一、单杠结构分析 杠体：是器械的主体；立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载。 1、杆体基本变形1、拉伸、压缩2、弯曲、梁 2、杠体的受力与变形 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，结构可以抵抗引起形态和大小变化的力。单杠的受力和变形分析 球球球球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。单摆实验示意图 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，人相当于小球。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瞬间位置。 思考题1：杠体的受力与变形如 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。 当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受压力。 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。思考题2：立柱、拉杆是如何受力与变形的？ 离心力弯曲力 弯矩M弯矩M前侧后侧 弯矩M与弯矩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。 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6 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） 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，属于随情况变化而变化的可变性荷载。 立柱P1P2永久性荷载和雪载立柱基础 PP M 2.梁的受力 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: 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。 为 什 么 要 采 用 拱 结 构 呢 ？ 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。 小试验大家一起来做设计：用一张纸做桥梁,河面的宽度为15CM，如何只用一张纸让你设计的桥梁能承受最大的重量？1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？2、还有更好的方案吗？ 拉力 物体所承受的拉拽力 压力 挤压物体的力 弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力 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 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 物体受到的力的种类 列举几种结构承受不同外力的例子？ 本节小结一、单杠结构分析二、棚室屋架结构分析三、棚室荷载和立柱受力、梁的受力和拱结构的应用。 结束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 。 ”
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