技術(shù)與設(shè)計(jì) 典型結(jié)構(gòu)案例分析

第二節(jié)第二節(jié) 典型案例分析典型案例分析結(jié)構(gòu)是怎樣受力的結(jié)構(gòu)是怎樣受力的結(jié)構(gòu)的本質(zhì)：結(jié)構(gòu)的本質(zhì)：l承受力和抵抗變形。 1. 單杠 l 2. 棚室屋 l 3. 拱結(jié)構(gòu)1.單杠的構(gòu)件有幾部分。2.單杠的主支撐點(diǎn)構(gòu)件是什么。3.當(dāng)人在杠桿上旋轉(zhuǎn)時(shí)，杠體所受力的方向，杠體又是向什么方向 彎曲的？梁的定義。4.單杠和跳板都是梁，有什么不同。5.棚室屋承受的荷載有哪兩種，舉例說明。6.拱結(jié)構(gòu)的概念.自己閱讀課本第二節(jié)單杠部分，思考：l從力學(xué)角度出發(fā)，對(duì)結(jié)構(gòu)理解為：結(jié)構(gòu)是可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗引起形態(tài)和大小變化的力。一、單杠的受力和變形分析一、單杠的受力和變形分析 l把單杠看成結(jié)構(gòu)，構(gòu)件有：杠體、立柱、拉桿。人在單杠上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力情況是怎么樣的呢？球球球球F球從固定點(diǎn)指向小球球心所處的瞬間位置。單擺實(shí)驗(yàn)示意圖思考：小球?qū)潭c(diǎn)的作用力的方向?l所以，任意時(shí)刻，人對(duì)杠體的作用力方向都是指向人重心所處的瞬間位置。l結(jié)論一： 杠體總是朝著人體所在的瞬間位置的方向上發(fā)生彎曲。l思考：杠體和立柱的上端相連，人的作用力通過杠體作用于立柱，將可能發(fā)生彎曲變形,如果要向前發(fā)生彎曲，請(qǐng)問同學(xué)們有什么方法可以抵消這種彎曲呢？結(jié)論二： 任意時(shí)刻，對(duì)于立柱，由人運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的彎矩M1，都有一個(gè)由立柱埋在地下部分和拉桿共同產(chǎn)生的反彎矩M2來平衡，以保持單杠整體的穩(wěn)定。 問題1： 課本13頁，圖1-19，運(yùn)動(dòng)員從單杠前側(cè)向后側(cè)運(yùn)動(dòng)，起削弱、平衡作用的是拉桿5 還是拉桿6？拉桿6l問題2： 人與杠體的接觸點(diǎn)有兩個(gè)（人的雙手），這與單擺實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)固定點(diǎn)有所不同。與只有一個(gè)接觸點(diǎn)相比，有何不同？ 單擺可以向四面八方各方向擺動(dòng)，但單杠只能在一個(gè)方向來回?cái)[動(dòng)。 觀察右下圖觀察右下圖,說明石磨的推桿為什說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。么要用一根繩子吊起來。 石磨在推動(dòng)過石磨在推動(dòng)過程中，繩子在空間程中，繩子在空間的軌跡是一個(gè)什么的軌跡是一個(gè)什么圖形？圖形？問題問題2:l1. 保持推桿在平行于地面的一個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)；防止推桿彎曲變形。l2. 空間軌跡是圓錐形。閱讀課本第二節(jié)的內(nèi)容思考：閱讀課本第二節(jié)的內(nèi)容思考：1.梁的定義。2.單杠和跳板都是梁，有什么不同。3.棚室屋承受的荷載有哪兩種，舉例說明。4.拱結(jié)構(gòu)的概念.二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析P14頁圖1-20屋面（棚蓋）由前坡面和后坡面組成，棚膜（塑料薄膜）覆蓋于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分別由立柱和后墻支撐。棚室荷載與立柱受力棚室荷載與立柱受力l承受的荷載主要分為恒載和活載。l恒載包括屋面、梁的質(zhì)量，屬于不隨時(shí)間變化而變化的永久性荷載。l活載包括雪載、風(fēng)載等，屬于隨情況變化而變化的可變性荷載。梁的受力梁的受力l與平常所說的“房梁”有什么不同？l如平衡木，橋等都是梁的一種類型。拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用l拱結(jié)構(gòu)的概念：中間高四周低呈弧形的曲面。l拱結(jié)構(gòu)受力：拱結(jié)構(gòu)對(duì)承受荷載有利。荷載壓力作用與拱上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。例如雪荷載。l坐落在河北省趙縣洨河上。建于隋代（公元坐落在河北省趙縣洨河上。建于隋代（公元581618年）大業(yè)年間（公元年）大業(yè)年間（公元605618年），年），由著名匠師李春設(shè)計(jì)和建造，距今已有約由著名匠師李春設(shè)計(jì)和建造，距今已有約1400年的歷史，年的歷史，是當(dāng)今世界上現(xiàn)存最早、保是當(dāng)今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。存最完善的古代敞肩石拱橋。1961年被國務(wù)年被國務(wù)院列為第一批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。因趙州院列為第一批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。因趙州橋是重點(diǎn)文物，通車易造成損壞，所以不能通橋是重點(diǎn)文物，通車易造成損壞，所以不能通車。車。趙州橋三絕趙州橋三絕“券券”小于半圓小于半圓“撞撞”空而不實(shí)空而不實(shí) 洞砌并列式洞砌并列式長江大橋長江大橋長江從上海至宜賓江段共84座長江大橋（含長江隧道）：鐵路橋公路橋公鐵兩用橋 l它用二十八道小券并列成9.6米寬的大券?？墒怯貌⒘惺狡?，各道窄券的石塊間沒有相互聯(lián)系，不如縱列式堅(jiān)固。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，建造趙州橋時(shí)，在各道窄券的石塊之間加了鐵釘，使它們連成了整體。用并列式修造的窄券，即使壞了一個(gè)，也不會(huì)牽動(dòng)全局，修補(bǔ)起來容易，而且在修橋時(shí)也不影響橋上交通。 隧道隧道公路橋公路橋公鐵兩用橋公鐵兩用橋小結(jié)小結(jié)l1.結(jié)構(gòu)的本質(zhì)承受力和抵抗變形。l2.力的種類。拉拉 力力 物體所承受的拉拽力物體所承受的拉拽力 壓壓 力力 擠壓物體的力擠壓物體的力 剪切力剪切力 兩個(gè)距離很近兩個(gè)距離很近 ,大小相等大小相等,方向相反方向相反,且且作用于同一物體上的平行力作用于同一物體上的平行力 扭轉(zhuǎn)力扭轉(zhuǎn)力 反方向向物體兩端均勻施力反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發(fā)使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力生扭轉(zhuǎn)形變的力 彎曲力彎曲力 作用于物體作用于物體 ,使它產(chǎn)生彎曲的力使它產(chǎn)生彎曲的力 列舉幾種結(jié)構(gòu)承受不同外力的例子。練習(xí)練習(xí)l下列說法錯(cuò)誤的是（）lA 拉力是物體所承受的拉拽力。lB 壓力是擠壓物體的力。lC 彎曲力是兩個(gè)距離很近，大小相等，方向相反且作用于同一個(gè)物體上的平行力。lD 扭轉(zhuǎn)力是反方向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭曲形變的力。小試驗(yàn)比較不同形狀的紙板承受壓力的大小1、哪種情況下紙板的抗壓、哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng)？能力最強(qiáng)？2、還有更好的方案嗎？、還有更好的方案嗎？l任何結(jié)構(gòu)承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭、彎中的一種或幾種的組合。工程結(jié)構(gòu)的主要功能就是承受和傳遞各種形式的外載荷，保證結(jié)構(gòu)的可靠工作。l1）秋千的吊索，主要承受；l2）橋梁的橋墩，主要承受；l3）連接齒輪和軸的鍵，主要承受；l4）汽車方向盤的軸，主要承受；l5）單杠的杠體（上面的橫杠），主要受；l6）吊扇旋轉(zhuǎn)，吊桿主要受；拉力壓力剪切力扭轉(zhuǎn)力彎曲力扭力和拉力本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)l一、單杠的結(jié)構(gòu)分析l單杠的結(jié)構(gòu)及組成構(gòu)件的受力和變形。l二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析l棚室荷載和立柱受力、梁的受力和拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。小秋千架的制作小秋千架的制作 ：畫出圖紙！：畫出圖紙！l材料：竹簽10根，502膠水一袋，l工具：十錦銼一套，鉗子一把。l要求：制作一個(gè)秋千架，此秋千架的寬度大于10cm，高度大于15cm，可承受一定重量的沙袋在其上蕩秋千。l注意事項(xiàng)：l1，是用膠水前要仔細(xì)閱讀使用說明書并按要求操作。l2，先設(shè)計(jì)后制作。l3，所有材料數(shù)量限定，如有損壞，不再增加。欣賞：現(xiàn)代橋梁中的杰作欣賞：現(xiàn)代橋梁中的杰作鹿特丹的天鵝橋鹿特丹的天鵝橋眨眼的蓋茨亥德千禧橋橫跨水域的鐵路橋福斯鐵路橋 跨江水橋跨江水橋連接?xùn)|德和西德連接?xùn)|德和西德天馬行空的高架橋天馬行空的高架橋有有“大衣架大衣架”之稱的悉尼港大橋之稱的悉尼港大橋l文科：l 哲學(xué)類：哲學(xué) 邏輯學(xué) 宗教學(xué) l經(jīng)濟(jì)學(xué)類: 經(jīng)濟(jì)學(xué) 國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易 財(cái)政學(xué) 金融學(xué) l教育學(xué)類: 教育學(xué) 學(xué)前教育 特殊教育 l歷史學(xué)類: 歷史學(xué) 世界歷史學(xué) 考古學(xué) 博物館學(xué) 民族學(xué)