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 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 P1 P2 永久性荷载和雪载 立柱基础 P P M 2 梁的受力 材料被挤压 材料被拉伸 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 赵州桥 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 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 。