資源簡介

無 棣 一 中 教 案
周次______使用日期______年____月____日____星期____班級_____節(jié)次_____
課 題 典型結構案例分析 課 型 新授
教學目標 了解結構受力的分析方法。
重點難點 棚室荷載與梁柱受力分析，單杠受力分析。
教 具 多媒體教學
教 學 內(nèi) 容 設 計 教法運用
上節(jié)知識點：結構的概念，功能，分類。本節(jié)知識點：1、幾個概念：變形，拉伸，壓縮，彎曲，梁，拱結構，恒載，活載。2、杠體的受力分析 3.棚室荷載與受力分析一、單杠結構分析1、單杠的結構單杠的構件有：杠體，是器械的主體。立柱，拉桿。共同支撐杠體。 幾個概念：變形：構件受外力作用時，發(fā)生性狀或大小的改變，稱為變形。拉伸：構件受到拉力產(chǎn)生的變形，稱為拉伸。壓縮：構件受到壓力產(chǎn)生的變形稱為壓縮。彎曲：桿件受到與桿縱軸相垂直的外力作用時，桿件產(chǎn)生的變形，稱為彎曲。2、單杠的受力與變形單杠的杠體可視為梁，運動員在杠體上作各種動作時，對杠體教 學 內(nèi) 容 設 計 教 法 運 用
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，使杠體產(chǎn)生彎曲變形，這種外力稱為彎曲力。杠體彎曲變形的方向總是朝著人體所在的瞬間位置的方向發(fā)生彎曲。教 學 內(nèi) 容 設 計 教法運用
3、立柱、拉桿的受力與變形單杠的立柱是總荷載的主支撐點，當人體靜掛或靜騎在杠體上時，兩根立柱只承受壓力。 當人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時，經(jīng)過杠體傳到立柱上端的外力將對立柱產(chǎn)生彎矩M，使立柱產(chǎn)生彎曲變形的趨勢，此時立柱就相當于根部固定于地基的垂直梁。此時，立柱根部與地面的牢固連接，以及拉桿的共同作用，抵抗立柱發(fā)生變形。教 學 內(nèi) 容 設 計 教法運用
二、棚室屋架結構分析1、棚室荷載與立柱受力棚室屋面下邊的梁、立柱和墻，共同組成了荷載的主要支撐系統(tǒng)。這里的荷載有恒載和活載之分。 對于立柱和墻來說，恒載包括屋面、梁的質(zhì)量，屬于不隨時間而變化的永久性荷載；活載包括雪載、風載等，屬于隨情況變化而變化的可變性荷載。 荷載中的風載，情況比較復雜，它與風的大小，方向有關。將風載生成的作用力分解為沿立柱軸線和垂直于立柱軸線的兩個方向的分力后，其受力情況如圖所示。M為受到垂直于立柱方向的力而形成的彎矩。 教 學 內(nèi) 容 設 計 教法運用
2、梁的受力荷載作用傳到梁上，梁受力變形如圖所示。圖中，梁的上部受壓力，材料被擠壓，下部受張力，材料被拉伸。 對棚室的支撐屋面的支撐梁來說，它受的力被傳遞到其支撐點上，通過合理設計，可以使梁不產(chǎn)生明顯彎曲。（如在梁的下面增加支撐點）。教 學 內(nèi) 容 設 計 教法運用
3、拱結構的應用棚室的頂蓋呈曲線的外形，這種結構稱為拱結構。即中間高四周低的弧形的曲面。這種結構對承受荷載有利，荷載作用于拱上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。拱結構的屋面比平板形的屋面在承受風載或雪載時要有利?？缍容^大的屋面，多采用拱結構。閱讀材料1、梁的受力與變形A、梁受力后，一部分受壓力而縮短，另一部分受拉力而延長，兩部分之間有一層不縮短也不伸長，稱為中性層.B、對于整個梁來說，彎矩最大的橫截面上的應力也最大，這個截面稱為危險截面。C、在相同荷載作用下，梁越長，梁的變形越大。D、梁的變形和其剖面尺寸有關。梁的變形量和水平方向尺寸成反比，和垂直方向尺寸的立方成反比。因此，若要加強梁的抗變形能力，將材料加在高度上，會比加在寬度上有效。教 學 內(nèi) 容 設 計 教法運用
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E、梁的抗變形能力和材料有關，為防止混凝土梁裂變，通常將鋼筋安排在受拉力一側(cè)。F、梁的變形與材料的彈性系數(shù)有關，鋁的彈性系數(shù)是鋼的1/3.鋁梁易變形。G、荷載越靠近中央，變形量越大。2.梁的受力與平衡梁受力或力矩作用，可能引起位移或旋轉(zhuǎn)，要維持其平衡，必須符合：∑Fx＝0, ∑Fy＝0, ∑Fz＝0；∑Mx＝0, ∑My＝0, ∑Mz＝0.3.拱的受力拱是一種曲線形的結構，拱在豎向荷載作用下的水平分力方向是指向內(nèi)的，常稱為推力。由于這種推力的存在，拱結構任意截面內(nèi)的彎矩，將比相當?shù)牧涸谙嗤孛鎯?nèi)的彎矩為小。拱結構一般比梁結構經(jīng)濟。拱的應用很多，如天安門的拱門，延安窯洞的拱門，趙州橋的拱形橋洞，磚窯的拱形門等。教學內(nèi)容設計 教法運用
課堂小結：本節(jié)主要介紹結構受力分析的方法，單杠受力的分析，棚室結構受力分析，拱結構的應用。
布置作業(yè)：列舉簡單結構的實例，并進行受力分析。
教后札記：單杠與棚室結構屋架的受力分析，應做到分析準確，客觀，全面。梁拱受力的分析，拱結構在實際應用中的優(yōu)點。這一部分比較抽象，應反復講解，并讓學生實際進行分析，列舉實例，對照分析，提高分析能力。
無棣一中田茂芳E-mail:tmf1964@
杠體
立柱
拉桿
單杠結構示意圖
P
跳板彎曲變形示意圖
P
長條板凳凳面變形示意圖
后拉桿
前拉桿
M
立柱
P1
P2
M
彎矩示意圖
風載
棚室屋架結構示意圖
立柱
梁
后坡板
前坡面
張力(共18張PPT)
第一單元：結構與設計
典型結構案例分析——
結構是怎樣受力的
無棣一中田茂芳E-mail:tmf1964@
本節(jié)知識點：1、幾個概念：變形，拉伸，壓縮，
彎曲，梁，拱結構，恒載，活載。
2、杠體的受力分析
3.棚室荷載與受力分析
杠體
立柱
拉桿
單杠結構示意圖
棚室屋架結構示意圖
立柱
梁
后墻
后坡板
前坡面
一、單杠結構分析
1、單杠的結構
單杠的構件有：杠體，是器械的主體。
立柱，拉桿。共同支撐杠體。
幾個概念：變形：構件受外
力作用時，發(fā)生性狀或大小的
改變，稱為變形。
拉伸：構件受到拉力產(chǎn)生的變形，
稱為拉伸。
壓縮：構件受到壓力產(chǎn)生的變形
稱為壓縮。
彎曲：桿件受到與桿縱軸相垂直的外力作用時，桿件產(chǎn)生的變形，
稱為彎曲。發(fā)生彎曲變形的構件稱為梁。
2、單杠的受力與變形
單杠的杠體可視為梁，運動員在杠體上作各種動作時，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，使杠體產(chǎn)生彎曲變形，
這種外力稱為彎曲力。杠體彎曲變形的方向總是朝著人體所在的瞬間
位置的方向發(fā)生彎曲。
杠體
立柱
拉桿
單杠結構示意圖
P
P
長條板凳凳面變形示意圖
跳板彎曲變形示意圖
3、立柱、拉桿的受力與變形
后拉桿
前拉桿
單杠的立柱是總荷載的主支撐點，當人體
靜掛或靜騎在杠體上時，兩根立柱只承受
壓力。
當人體回轉(zhuǎn)到單杠的一側(cè)時，經(jīng)過杠體
傳到立柱上端的外力將對立柱產(chǎn)生彎矩M，使立柱產(chǎn)生彎曲變形的趨勢，
此時立柱就相當于根部固定于地基的垂直梁。此時，立柱根部與地面的
牢固連接，以及拉桿的共同作用，抵抗立柱發(fā)生變形。
M
二、棚室屋架結構分析
棚室屋架結構示意圖
立柱
梁
后墻
后坡板
前坡面
1、棚室荷載與立柱受力
棚室屋面下邊的梁、立柱和墻，
共同組成了荷載的主要支撐系統(tǒng)。
這里的荷載有恒載和活載之分。
對于立柱和墻來說，恒載包括屋面、梁的質(zhì)量
，屬于不隨時間而變化的永久性荷載；活載包括
雪載、風載等，屬于隨情況變化而變化的可變性荷載。
立柱
P1
P2
M
彎矩示意圖
荷載中的風載，情況比較復雜，它與風的
大小，方向有關。將風載生成的作用力
分解為沿立柱軸線和垂直于立柱軸線的
兩個方向的分力后，其受力情況如圖所示。
M為受到垂直于立柱方向的力而形成的彎矩。
風載
2、梁的受力
荷載作用傳到梁上，梁受力變形如圖所示。
圖中，梁的上部受壓力，材料被擠壓，
下部受張力，材料被拉伸。
對棚室的支撐屋面的支撐梁來說，它受的力被傳遞到其支撐點
上，通過合理設計，可以使梁不產(chǎn)生明顯彎曲。
（如在梁的下面增加支撐點）。
3、拱結構的應用
棚室的頂蓋呈曲線的外形，這種結構稱為拱結構。即中間高
四周低的弧形的曲面。這種結構對承受荷載有利，荷載作用于
拱上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。拱結構的屋面比平
板形的屋面在承受風載或雪載時要有利。
跨度較大的屋面，多采用拱結構。
張力
1、梁的受力與變形
A、梁受力后，一部分受壓力而縮短，另一部分受拉力而延長，
兩部分之間有一層不縮短也不伸長，稱為中性層.
閱讀材料
B、對于整個梁來說，彎矩最大的橫截面上的應力也最大，這個截面稱為
危險截面。
C、在相同荷載作用下，梁越長，梁的變形越大。
D、梁的變形和其剖面尺寸有關。梁的變形量和水平
方向尺寸成反比，和垂直方向尺寸的立方成反比。
因此，若要加強梁的抗變形能力，將材料加在高度上，會比加在寬度上有效。
E、梁的抗變形能力和材料有關，為防止混凝土梁裂變，通常將鋼筋安
排在受拉力一側(cè)。
F、梁的變形與材料的彈性系數(shù)有關，鋁的彈性系數(shù)是鋼的1/3.鋁梁易變形。
G、荷載越靠近中央，變形量越大。
2.梁的受力與平衡
梁受力或力矩作用，可能引起位移或旋轉(zhuǎn)，要維持其平衡，必須符合：
∑Fx＝0, ∑Fy＝0, ∑Fz＝0；∑Mx＝0, ∑My＝0, ∑Mz＝0.
3.拱的受力
拱是一種曲線形的結構，拱在豎向荷載作用下的水平分力方向是
指向內(nèi)的，常稱為推力。由于這種推力的存在，拱結構任意截面
內(nèi)的彎矩，將比相當?shù)牧涸谙嗤孛鎯?nèi)的彎矩為小。拱結構一般
比梁結構經(jīng)濟。拱的應用很多，如天安門的拱門，延安窯洞的拱
門，趙州橋的拱形橋洞，磚窯的拱形門等。
拱形結構的應用
再見
2009.09.10

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