1、第二節(jié) 典型案例分析,課前預(yù)習(xí) 1.單杠的構(gòu)件：_、_、_。 2.杠體、立柱、拉桿的受力與變形： 杠體: 立柱: 拉桿: 3.構(gòu)件的基本受力形式： 、 、 、 和 。,掰手腕游戲：,游戲規(guī)則： 今天我們不比力量，比結(jié)構(gòu)，比智謀。 掰手腕時，立在桌子上的手好比單杠中的主柱，現(xiàn)在大家想一下，如何讓自己在比賽中勝出呢？如何讓自己的手處于不倒之地，即使自己是力量比較弱的一方呢？,一、單杠結(jié)構(gòu)分析,杠體：是器械的主體； 立柱、拉桿：共同支撐杠體并承受荷載。,1、桿體基本變形,1、拉伸、壓縮,2、彎曲、梁,2、杠體的受力與變形,從力學(xué)角度出發(fā)，對結(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

2、態(tài)和大小變化的力。,單杠的受力和變形分析,小球?qū)潭c的作用力的方向，從固定點指向小球球心所處的瞬間位置。,單擺實驗示意圖,運動員在杠體上轉(zhuǎn)動，其側(cè)視圖與單擺類似：杠體相當(dāng)于固定點，人相當(dāng)于小球。 所以，任意時刻，人對杠體的作用力方向都是指向人重心所處的瞬間位置。,思考題1：杠體的受力與變形如 何？杠體變形的方向,運動員在杠體上做動作，如回環(huán)等通過握杠體的手，對杠體施加了外力，包括人體質(zhì)量和回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力，使得杠體發(fā)生彎曲變形。這種外力稱為彎曲力。 杠體彎曲變形的方向：杠體總是朝著人體所在的瞬間位置的方向發(fā)生彎曲。,當(dāng)人體靜掛在杠體上時，兩根立柱只承受壓力。 當(dāng)人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時，經(jīng)

3、過杠體傳到立柱上端的外力將對立柱產(chǎn)生彎矩，使立柱產(chǎn)生彎曲變形趨勢。固定于地基的垂直梁產(chǎn)生抵抗柱端的彎曲變形。同時拉桿將起到輔助立柱抵抗變形作用。,思考題2：立柱、拉桿是如何受力與變形的？,離心力,彎曲力,彎矩M,彎矩M,前側(cè),后側(cè),彎矩M與彎矩M大小相等，方向相反，是一對平衡的彎矩，使單杠保持整體的穩(wěn)定。,思考1： 課本13頁，圖1-19，運動員從單杠前側(cè)向后側(cè)運動，起削弱、平衡作用的是拉桿5 還是拉桿6？,拉桿6,二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析,棚室屋架結(jié)構(gòu)是怎樣受力的呢？（P14圖1-20）,屋面（棚蓋）由前坡面組成，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

4、與立柱受力,承受的荷載主要分為恒載和活載。 恒載包括屋面、梁的質(zhì)量，屬于不隨時間變化而變化的永久性荷載。 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。,立柱,P1,P2,永久性荷載和雪載,立柱基礎(chǔ),P,P,M,2.梁的受力,材料被擠壓,材料被拉伸,梁,如平衡木，橋等都是梁的一種類型。,中間高四周低呈弧形的曲面。,拱結(jié)構(gòu):,拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,拱結(jié)構(gòu)十分美觀，很多建筑物都采用了拱結(jié)構(gòu)。,趙州橋,為什么要采用拱結(jié)構(gòu)呢？,拱結(jié)構(gòu)受力：,拱結(jié)構(gòu)對承受荷載有利。荷載壓力作用于拱上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。例如雪荷載。,小試驗大家一起來做設(shè)計： 用一張紙做橋梁,河面的寬度為15CM，如何只用一張紙讓你設(shè)計的橋梁能承受最大的重量？,1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強？ 2、還有更好的方案嗎？,物體受到的力的種類,列舉幾種結(jié)構(gòu)承受不同外力的例子？,本節(jié)小結(jié),一、單杠結(jié)構(gòu)分析 二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析 三、棚室荷載和立柱受力、梁的受力和拱結(jié)