主题2材料及结构2

1、通 用 技 术 ： 必 修 模 块 主 题 2 主题主题2 材料材料与结构与结构2014-2015学年度学年度 物体都有结构，除非物体是一个点。 现实中是一个点的物体不存在， 所以，现实中物体都有结构。 但，物体不同于结构。 结构是物体能够承受和传递力的作用的部分。桁（hng）架：从简单到复杂 这些桁架结构简单，常用于承重或悬挑。桁架的构成桁（hng）架：从简单到复杂剪式桁架是沿着整个跨度来制作拱形吊顶之用的。下弦的斜率通常等于上弦斜率的1/2。大型的剪式桁架经常分成两部分搬运然后再在现场拼接。屋脊型桁架这种桁架创造了阶形屋顶外观。 截面的形心就是截面图形的几截面的形心就是截面图形的几何中心何

2、中心。形心的概念形心的概念通过形心的坐标轴称为形心轴通过形心的坐标轴称为形心轴。桁（hng）架布置桁（hng）架布置桁（hng）架布置 桥梁里的桁架 屋架里的桁架现代结构工程案例 18831883，布鲁克林，主跨：，布鲁克林，主跨：486.00 m486.00 m，悬索，悬索18781878，福斯海峡，主跨：，福斯海峡，主跨：488.00 m488.00 m，悬索，悬索18901890，福斯海峡，主跨：，福斯海峡，主跨：521.00 m521.00 m，桁架，桁架19071907，魁北克桥，主跨：，魁北克桥，主跨：548.86 m548.86 m，桁架，桁架1907.08.291907.08.

3、29，17173232，8686人落水，人落水，1111人生还人生还桁（hng）架：节点和杆 桁架的定义：工程中由杆件通过焊接、铆接或螺栓桁架的定义：工程中由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的结构，称为连接而成的结构，称为“桁架桁架”。( (a) )( (c) )( (b) )桁（hng）架设计工程要求： 足够的强度不发生断裂或塑性变形； 足够的刚度不发生过大的弹性变形； 足够的稳定性不发生因平衡形式的突然转变而导致的坍塌； 良好的动力学特性抗震性。 设计要求： 要有符合要求的杆件； 要有良好的连接件，包括铆钉、销钉、螺栓及焊缝的连接； 永久荷载永久荷载：恒载恒载 可变荷载可变荷载：活载（活载

4、（使用活载、车辆荷载、风载、雪使用活载、车辆荷载、风载、雪载载） 偶然载荷偶然载荷：撞击荷载、爆炸荷载撞击荷载、爆炸荷载变形体内部各点由于发生相对位移而产生变形体内部各点由于发生相对位移而产生的的相互作用力。相互作用力。F1F3F2Fn变形体受力变形体受力（荷载荷载作用）作用）后，由于变形，其内部各点后，由于变形，其内部各点均会发生相对位移。均会发生相对位移。内内力力是体积分布的力；内是体积分布的力；内力力是抗力。是抗力。 拉拉 伸伸拉力拉力：+N压压 缩缩压力压力：-N扭扭 转转扭矩：扭矩：MT剪剪 切切剪力剪力：FQ弯弯 曲曲弯矩：弯矩：MF1FnF3F2工程构件，大多数情形下，内力并非均

5、匀分布，集工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏破坏”或或“失失效效”往往从内力集度最大处开始。往往从内力集度最大处开始。 应力就是单应力就是单位面积上的位面积上的力力, 应力应力表示内力表示内力集集度度的大小。的大小。 正应力：正应力：杆件内部应力杆件内部应力p p的截面法线分量称为正的截面法线分量称为正应力应力 。剪应力：剪应力：杆件内部应力杆件内部应力p p的截面切线分量称为剪的截面切线分量称为剪应力应力 。应力的单位是帕斯卡，简称帕（应力的单位是帕斯卡，简称帕（PaPa）1MPa(1MPa(兆帕兆帕)=10)=10

6、6 6 PaPa， 1GPa( 1GPa(吉帕吉帕)=10)=109 9 P P 内力：内力：横截面上所有点应力的横截面上所有点应力的集合集合。 IIA p内内力力是体积分布的力；内是体积分布的力；内力力是抗力。是抗力。内力：内力：横截面上所有点应力的总和。横截面上所有点应力的总和。 IIFP轴力轴力F FP P表示截面上所有点正应力表示截面上所有点正应力在轴在轴线（或法线）方向上作用的总和。线（或法线）方向上作用的总和。剪力剪力F FQ表示截面上所有点剪应力表示截面上所有点剪应力在在切线方向上作用的总和。切线方向上作用的总和。FQ当同一横截面上正应力有正有负时，当同一横截面上正应力有正有负时，弯矩弯矩M M表示截面上所有点正应力表示截面上所有点正