典型结构受力分析-结构是怎样受力的.ppt

第二节典型结构案例分析 结构是怎样受力的 上节回顾1 什么是架构 2 结构的定义 什么是构件 物体的主体框架与构造形式 结构是指物体各个组成部分之间的搭配和排列 构件 结构的各组成部分 3 结构的本质是什么 结构的本质是承受力 抵抗变形 1 实心结构 2 框架结构 3 壳体结构 4 结构分为哪三种常见类型 5 实心 框架 壳体结构的特征和受力特点 3 壳体结构 壳体内空 形态稳定 受力合理 2 框架结构 几何外形比较复杂 能承受垂直和水平荷载 1 实体结构 能承受较大的压力 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 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 1 单杠受力和变形分析 杠体 立柱 拉杆 看一段视频 观察单杠受力时的变形 1 杠体的受力与变形 运动员在杠体上做各种动作 如大回环等 通过握杠体的手 对杠体施加了外力 这些外力包括人体重力 回转运动产生的离心力 杠体受到的力的方向 任意时刻 人对杠体的作用力 其方向 都是从杠体指向人重心所处的瞬间位置 杠体受力弯曲变形 方向 运动员对杠体施加了外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与杠体受外力的方向一致杠体总是朝人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲 2 立柱的受力与变形分析 单杠的立柱 是总荷载的主支撑点 总荷载 杠体传到立柱上端的外力 杠体和人体 认识到 结构中的某构件可能是其他构件的荷载 当人体静挂或静骑在杠体上时 压力 当人体回转到单杠的一侧 如单杠的前面 时 弯矩作用 压力 可见 同一荷载在静态 动态下 结构承受的外力往往不同 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 请问同学们 有什么方法可以削弱或抵消这种弯曲呢 立柱埋深一点用一个力从反方向拉 3 拉杆的作用 拉杆 辅助立柱抵抗弯曲变形趋势 2 棚室屋架结构分析 6后墙7通道5立柱1草帘3后屋面2塑料棚膜4拱架 梁 9防渗膜固定槽10防渗膜8防寒沟11混凝土墙 1 荷载与立柱的受力 依据不同的标准 荷载有不同的分类 1 按荷载随时间的变化分为 恒载 永久性荷载 作用于结构上长期不变的荷载活载 可变性荷载 作用于结构上可变的荷载例 结构自重 风荷载 雪荷载立柱 杠体 人体 荷载 施加于机械或结构上的外力在力学中通常被称为荷载 立柱受压力示意图 立柱 F1 永久性荷载和雪载 F2 立柱基础的反作用力 F 垂直立柱轴线方向的推力 F 沿立柱轴线方向的压力 M 弯矩 荷载中的风载分析 风的作用力 2 梁的受力 对于梁来说 恒载 塑料棚膜 后屋面 梁的自重活载 雪载 风载等 活载 雪 粱的受力 粱受力变形示意图 思考 梁的变形是怎样的 怎样防止梁过分弯曲 梁的上部受到压力 材料被挤压梁的下部受到张力 材料被拉伸 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 你还有更好的方案吗 拱结构的应用 拱结构 即中间高四周低呈弧形的曲面 荷载压力作用于拱上 圆拱再把力传到其四周的支撑上 认识到 1 在较大的跨度情况下 建筑物多采用拱结构 2 拱结构既有利于承载 又美观 关于外力的一些基本形式 构件所受的外力形式多样 基本形式有弯曲力 拉力 压力 剪切力 扭转力等 在受外力作用时 构件会发生形状或大小的改变 这种改变称为变形 1 钓鱼 弯曲力 作用于物体 使它产生弯曲变形的力 与构件纵轴线相垂直 例子 使用弓 使用臂力器 2 拔河 拉力 物体所承受的拉拽力 产生拉伸变形 例子 拉面 油条 拉力器 3 趁热打铁 压力 挤压物体的力 产生压缩变形 例子 压订书机 坐板凳 压路机压路 4 修理草坪 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 例子 剪刀剪纸 钢丝钳钳钢丝 5 拧干衣服 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 例子 拧衣服 连线 小结 典型结构案例分析 1 单杠受力和变形分析 2 棚室屋架受力与变形分析 分析结构受力的方法 结构 构件 总荷载 恒载 活载