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第一节 认识结构,工程中，构件的受力情况是比较复杂的，为 了便于设计和计算，一般将构件的受力形式 简化成以下五种： 拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭曲力。,拉力,受力特点：物体所承受拉拽力,压力,受力特点：挤压物体的力,剪切力,受力特点：两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力,弯曲力,受力特点：作用于物体 ,使它产生弯曲的力,扭曲力,受力特点：反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力,1、分析受力的形式,支撑力,拉力,压力,側压力,吊兰的支撑架,桥墩,大坝,两端被托起的梁,二、结构与力,小试验：,比较不同形状纸板所能承受压力的大小。,请思考： 1、哪种情况下纸板的抗压能力最强，为什么？ 2、在现实的生产活动中有哪些应用？,纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。,建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。,三、结构的类型,按物体的结构形态分：,三、结构的类型,1、实体结构：,定义：结构体本身是实心的结构。,受力特点：外力分布在整个体积中。,举例：实心墙、大坝,2、框架结构：,定义：结构体由细长的构件组成的结构。,受力特点：能承受水平和垂直方向的荷载。,举例：铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架,受力情况：空间框架体。如铁塔架，脚手架，建筑框架体。,大连电视塔（框架结构）,二.常见结构的类型,2.框架结构,3、壳形结构：,定义：通常是指层状的结构。,受力特点：外力作用在结构体的表面上。,举例：摩托车头盔、贝壳,德国历史博物馆 曲线造型楼梯,悉尼歌剧院（壳形结构）,卢浮宫,周长相同时，圆的面积最大 面积相同时，球体的体积最大,在现实世界中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的，这种结构我们通常称之为组合结构。,承重部分是框架结构， 挡泥板是壳体结构， 脚踏与链轮之间是传动结构。,请思考： 自行车由哪几种结构组成？,中国国家大剧院,多种结构的组合,上海金茂大厦,纽约帝国大厦,多种结构的组合,古罗马斗兽场,埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志,是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的露空结构铁塔，高320米。埃菲尔铁塔得名于它的设计师桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。铁塔设计离奇独特，是世界建筑史上的技术杰作，因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。埃菲尔铁塔分为三层，从塔座到塔顶共有1711级阶梯，分别在离地面57米、115米和276米处建有平台,整体是框架结构；地基、柱子等是实体结构,三、结构的类型,实体结构,框架结构,壳体结构,结构体是实心,外力分布在整个体积中 主要承受压力,实心墙 大坝,结构体由细长的构件组成,支撑空间而不充满空间 即可以承受压力，又可以承受拉力,铁架,结构体是层状,外力作用在结构体表面上 当壳顶部受到压力时，能将力均匀分散,头盔 贝壳,练习：分析物体结构的类型,古罗马斗兽场,练习：,当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外 力对头骨的撞击的？ 当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到 一个大的撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击 时外力沿壳体分布出去，使得所受力迅速分布到头 盔表面，形成整个头盔表面均匀受力。另外头盔内 部还有一柔性减震结构，它可以减弱头盔壳体上的 力向人脑壳的传递，这样就起了保护摩托车手安全 的使用。,（了解壳体结构的受力情况）,思考：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？ 因为鸡蛋独特的椭圆形造型，所以只要有重量压在 鸡蛋上面，鸡蛋所承受的重力便会向四周均匀散 开，让每个部位承受同样的重力。壳体结构具有十 分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的 荷载。外力作用于壳体结构时，外力分布在整个表 面，并利用壳体结构几何形状（曲面）的合理性， 以材料直接受压来代替弯曲内力，大大减小了弯 矩，从而充分发挥材料的潜力。当石板的重力通过 木板、瓶盖传递到鸡蛋上时，被均匀地分散到了蛋 壳的表面上，所以鸡蛋可以承受较大的压力。 乌龟的外壳属于壳体结构，它能承受较大的压力， 保护身体不受损害。,汽车的安全汽囊又是如何保护驾驶员的？,汽车的安全气囊是现代汽车上的高科技装置。 当汽车前端发生强烈的碰撞时，安全气囊就 会瞬间从汽车方向盘内弹出来，垫在方向盘 与驾驶人之间，防止驾驶人的头部和胸部撞 击到方向盘或仪表板等硬物上。除了驾驶人 前的方向盘有安全囊外，有些汽车的前排也 安装了乘客用的安全气囊，另外有些汽车还 在座位侧面靠门一侧安装了侧面安全气囊。,