第二节 结构受力分析

1、 1、结构的定义，什么是构件？、结构的定义，什么是构件？ 2、结构的本质是什么？、结构的本质是什么？ 3、结构分为哪三种常见类型？、结构分为哪三种常见类型？ 4、实心，框架，壳体结构的特征和受力特点、实心，框架，壳体结构的特征和受力特点 阅读材料阅读材料 构件受外力作用时，要发生形状或大小的改构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变称为变，这种改变称为变形变形。 第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉力，拉力所产生的形变为力，拉力所产生的形变为拉伸拉伸，组成材料的，组成材料的粒子被拉开；板凳腿承受的外力是压力，压粒子被拉开；板凳腿承受的外力是压力

2、，压力所产生的变形为力所产生的变形为压压 缩缩，组成材料的粒子被，组成材料的粒子被推近。拉力和压力都是荷载作用的结果。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，当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时，杆件杆件 产生的产生的弯曲弯曲，发生弯曲变形时的构件，发生弯曲变形时的构件称为称为梁梁。 当板凳很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在当板凳很长时，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。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。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，却是非常明而跳

3、水的跳板发生的弯曲变形，却是非常明显。弯曲变形如图：显。弯曲变形如图：一、单杠结构分析单杠结构分析你能分析出它有哪些构件么？你能分析出它有哪些构件么？ 杠体：是器械的主体杠体：是器械的主体 立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载2、杠体的受力与变形、杠体的受力与变形 思考题思考题1：杠体的受力与变形如：杠体的受力与变形如 何？杠体变形的方向何？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，使得杠体发生弯曲和回转运动产生的

4、离心力，使得杠体发生弯曲变形。这种外力称为弯曲力。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，两根立柱只承当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受压力受压力 当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体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

5、变形作用。到辅助立柱抵抗变形作用。思考题思考题2：立柱、拉杆是：立柱、拉杆是如何受力与变形的？如何受力与变形的？ 二、棚室屋架结构分析棚室屋架结构分析 1、棚室荷载与立柱受力、棚室荷载与立柱受力 思考思考1：棚室屋架受哪些力？：棚室屋架受哪些力？ 棚室屋下边的梁，立柱和墙共同组成了棚室屋下边的梁，立柱和墙共同组成了荷载的主要支撑系统。荷载分为荷载的主要支撑系统。荷载分为恒载和活载恒载和活载 对于立柱和墙来说，屋面，梁檩的质量对于立柱和墙来说，屋面，梁檩的质量属于不随时间变化而变化的称为属于不随时间变化而变化的称为永久性荷载永久性荷载即恒载即恒载 雪载，风载等属于随情况变化而变化的为雪载，风载等

6、属于随情况变化而变化的为可可变性荷载即活载变性荷载即活载 立柱受压力时，荷载施加与立柱向下的力，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，立柱的基础会产生反作用力，他们大小相等，方向相反方向相反 当风载作用于立柱时，将于风的方向有关，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两个方向分解，垂直轴线的力对立柱根部产生弯矩生弯矩思考思考2：分析立柱是如何受力？：分析立柱是如何受力？2、梁的受力情况、梁的受力情况 梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受梁的

7、上部，受压力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉伸。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面增加支撑点，这样梁传递下来的力就被分摊了摊了3、拱结构的应用、拱结构的应用 拱结构：中间高四周低呈弧形的曲面。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。上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。 拱结构优点拱结构优点;利于承载，美观利于承载，美观分析为什么要采用拱结构（从受力角度分析为什么要采用拱结构（从受力角度

8、分析）分析）阅读材料阅读材料 单杠和棚室屋架，其结构所承受的外力主要有单杠和棚室屋架，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荷载形式的不同，相应承受的外力还有很多其他的力他的力 例如，桥的荷载有人、车及载重物、冰雪、大例如，桥的荷载有人、车及载重物、冰雪、大风等。因此桥除了承受拉力、压力、弯曲力之风等。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、不对称而产生外，还要承受因荷载分布不均、不对称而产生的的扭力扭力 又如，梯子的横梁，除了承受压力、弯又如，梯子的横梁，除了承受压力、弯曲力之外，在横梁与支柱的两个交接处曲力之外，在横梁与支柱的两个交接处还要承受还要承受剪切力剪切力。大坝与此类似，除承。大坝与此类似，除承受河水作用的压力外，由于水深的变化受河水作用的压力外，由于水深的变化还要承受剪切力还要承受剪切力课堂小结：课堂小结： 单杠结构