结构是怎样受力的详解
实体、框架、壳体结构的受力特点
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实体、框架、壳体结构的受力特点，如实体结构抗压不能抗拉，框架结构同时抗压抗拉，壳体结构受力均匀分散在表面等，并归纳出三种结构的受力特点：
实体结构：外力分布在整个体积中，即利用自身来承受负载，主要承受压力；框架结构的受力特点：通过条状物的连接来承受负载，既可以承受压力又能够承受拉力；壳体结构的受力特点：通过壳形来传递力和承受负载，特别是当壳形顶部受到压力时，它能将外力均匀扩散。
壳体受力的特殊性，可以解释壳体结构其受力特点在技术上的应用。
因为受力的特殊性，故可以利用头盔来减少车祸时对头部造成的瞬间冲击力；也可以解释为什么鸡蛋为什么能承受住一个人的重量；还可以解释为什么用手抓握鸡蛋用很大的力也难以做到；另外，车身为什么要做成金属壳状。
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精品。
结构材料类型和受力体系
结构材料类型和受力体系
结构材料和受力体系的关系涉及到建筑和工程领域中的结构设计。
结构材料用于构建各种建筑物和工程项目，而受力体系描述了材料在承受外部荷载时的力学状态。
以下是一些常见的结构材料类型和与之相关的受力体系：
1.混凝土结构：
•结构材料：混凝土是一种常见的结构材料，由水泥、砂、骨料和水混合而成。
•受力体系：混凝土结构在承受垂直荷载、横向荷载和弯矩时形成复杂的受力体系。
2.钢结构：
•结构材料：钢是一种优秀的结构材料，具有高强度和良好的延展性。
•受力体系：钢结构在承受拉力、压力、弯矩和剪切力时形成不同类型的受力体系。
3.木结构：
•结构材料：木材常用于建筑中，具有较好的强度和轻质特性。
•受力体系：木结构主要受拉力、压力和弯矩的影响。
4.复合材料结构：
•结构材料：复合材料由两种或更多种不同的材料组合而成，以取得合成材料的优点。
•受力体系：复合材料结构在受到荷载时需要考虑不同材料之间的协同作用，以及各自的受力特性。
5.砖石结构：
•结构材料：砖石结构中使用砖块、石块等材料。
•受力体系：砖石结构主要受到压力和剪切力的影响。
6.地基与基础：
•结构材料：地基与基础中使用混凝土、钢筋等材料。
•受力体系：地基与基础主要承受建筑物的垂直荷载，并将荷载传递到地下。
以上是一些常见的结构材料和受力体系的例子。
在实际的结构设计中，工程师需要根据具体的建筑需求、材料特性和环境条件选择合适的结构材料，并设计相应的受力体系以确保结构的稳定性和安全性。
1.2 典型结构受力分析(1)——结构是怎样受力的
*立柱埋深一点 *用一个力从反方 向拉
思考：
运动员从单杠前侧向后侧运动，起削 弱和平衡作用的是哪些拉杆？ 拉杆4和6
小结： 1、介绍了几种常见的力及其 变形； 2、单杠结构分析； 3、单杠构件的受力与变形情 况分析。 4、理解结构的本质。
构件受外力作用时，要发生形状 或大小的改变，这种改变称为变形。 常见的力与变形：
拉力所产生的 变形为拉伸
常见的力与变形
压力所产生的 变形为压缩
常见的力与变形
当杆件受到与 杆纵轴线相垂直的 外力作用时，杆件 产生的变形为弯曲， 发生弯曲变形的构 件，称为梁。 如：使用弓、 使用臂力器、撑杆 跳高
长凳要求既牢固又稳定，凳面在使用 时要求不能发生明显的变形。 设计时要求凳面有一定的厚度和宽度 跳板是悬臂梁受力变形，运动员在板 端起跳，跳板在压力的作用下，产生明显 的弯曲变形，促进运动员完成空中的动作。
结论：物体的结构是由物体的功 能和需要决定的。
一、单杠结构分析
1、单杠的结构
奥运小知识
奥运会男女体操单项比赛项 目分别是什么？ 男子单项：自由操、跳马、 吊环、双杠、单杠、鞍马 女子单项：自由操、跳马、 平衡木、高低杠
常见的力与变形
剪切力：两个距 离很近，大小相 等，方向相反， 且作用于同一物 体上的平行的力。
常见的力与变形
扭转力：反方 向向物体两端 均匀施力，使 物体发生扭转 形变的力。
问题思考：
长条板凳的凳面和跳板，同视为梁，然 而，在使用中，对前者不让它发生明显变形， 对后者却让它发生明显变形，这是基于什么 考虑而设计的？
建筑结构受力特点及其构造
建筑结构受力特点及其构造建筑结构是指建筑物的骨架，它承担了建筑物自身重量和外部荷载，并将荷载传递至地基。
建筑结构设计的目标是确保建筑物的安全性、稳定性和经济性。
本文将探讨建筑结构受力特点及其构造，并提供相关课件。
一、建筑结构受力特点1.受力多方向建筑结构通常同时受到重力、风荷载、地震力等多个方向的作用力，这些作用力要在结构内部产生复杂的受力状况。
2.受力不均匀建筑结构在荷载作用下，不同部位受力不均匀。
例如，地震力主要集中在建筑物的底部，而风荷载主要作用在建筑物的顶部。
3.受力渐进荷载作用下，结构内部的应力分布和变形逐渐增加，并逐渐达到稳定状态。
因此，在结构设计中要充分考虑荷载渐进性对结构性能的影响。
4.刚度不均匀建筑结构的刚度不同，一些结构部位刚度较大，负责承担大部分荷载，而其他结构部位的刚度较小，承受较小的荷载。
5.具有破坏机制建筑结构在受到过大荷载作用或其他不利因素的影响时，会发生破坏。
不同类型的结构有不同的破坏形态，如桁架结构常发生节点破坏、框架结构易出现柱破坏等。
二、建筑结构构造建筑结构的构造是指结构组成部分的形式、连接方式、材料选择等。
不同类型的建筑结构有不同的构造方式。
1.框架结构框架结构是由柱、梁、楼板等构件组成的，常用于多层或高层建筑。
它的特点是构件清晰、分布均匀，能够承受沿多个方向的荷载。
2.壳体结构壳体结构利用曲面形状承担荷载，常见的有球壳、圆柱壳等。
它的特点是结构轻巧、适用于大跨度的建筑，但施工难度较大。
3.桁架结构桁架结构由节点和杆件组成，广泛应用于各类大跨度厂房、体育馆等。
它的特点是梁和柱的尺寸相对较小，能够承受大跨度的荷载。
4.钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土组成的，常用于住宅、商业建筑等。
它的特点是强度高、刚度大，能满足大部分建筑的要求。
5.钢结构钢结构是由钢材构成的，常用于大型工厂、桥梁等。
它的特点是强度高、抗震性能好，但施工复杂、成本较高。
结构构造的选择取决于建筑的功能、形式和地理位置等因素，必须综合考虑经济性、安全性和可行性。
结构与设计 时 结构的受力分析
第一章结构与设计第二课时结构的受力分析第一章结构与设计第二课时结构的受力分析【学习目标】1、了解描述结构受到的几种类型的力2、通过两个简单的结构案例的受力分析，掌握对结构受力分析的方法【课程导入】我们在技术所研究的结构主要就是从力的角度进行，现在我们就来看两个例子――单杠和棚室屋架的受力分析。
【学习过程】一、常见结构受力的形式1、拉力2、压力3、剪切力4、扭转力5、弯曲力二、结构的受力分析1、单杠⑴单杠的构件有、和。
⑵ 受力分析人体静挂在杠体上时，杠体向弯曲，立柱受到作用。
人在完成大回环的过程中，杠体总是朝着的方向弯曲，立柱会发生弯曲。
此时立柱需要抵抗住与两类变形。
尝试一下设计单杠是每一个学校都有的器材，由于安装不当，在个别学校曾发生单杠倒塌的事故，你能否结合自己所学的知识，提出几种提高单杠稳定的方法。
2、棚室屋架结构分析⑴棚室中的粱和墙所承受的力有和之分。
⑵粱变形的特点【巩固性检测】1、晾晒衣服时，通常的做法是在两根柱子之间系上一根软绳，如图所示。
在本结构中，柱子主要受到（）。
A.弯曲力和扭转力B.弯曲力和压力C.剪切力和拉力D.扭转力和压力2、如上图所示，在本结构中，以下说法正确的是（）A、绳子对右侧柱子能产生垂直下压和水平右拉的效果B、绳子拉的越紧，晾衣服时易断C、绳子拉的越松，晾衣服时易断D、以上说法都不正确3、上刀梯是湘西苗族的传统活动，表演者为了保证教脚不受割伤，必须力求脚面垂直落在刀刃上，绝不滑动。
此时脚面承受（）A、拉力B、压力C、剪切力D、弯曲力4、钢筋混凝土梁比无钢筋的水泥梁的（）强度A、抗弯B、抗压C、抗拉D、抗剪5、在日常生活中，使用螺丝刀时，螺丝刀主要承受什么力？A、拉力B、压力C、弯曲力D、扭转力B C拉力物体所承受的拉拽力结构承受拉伸时，作用在结构（经常称为拉杆）上的力是一对方向相反，作用线与拉杆轴线重合的集中力，方向背离杆的底面。
其受力实例是吊车的吊绳。
挤压物体的力结构承受压缩时，作用在结构（习惯上称为压杆）上的力是一对方向相反，作用线与压杆轴线重合的集中力，方向指向杆的底面。
土木工程结构力学基本知识解析
土木工程结构力学基本知识解析土木工程结构力学是土木工程中一门重要的基础学科，主要研究各种结构的力学性能和力学行为。
本文将对土木工程结构力学的基本知识进行解析，包括力的基本概念、应力与变形的关系、结构受力分析、应力分析和变形分析等方面的内容。
一、力的基本概念力是物体相互作用的结果，是描述物体受力情况的物理量。
力的基本概念包括力的大小、方向和作用点等要素。
在土木工程中，我们通常关注结构所受到的外力和内力。
外力是作用于结构上的力，包括静力学的重力、支反力以及动力学的风荷载、地震力等。
设计土木工程结构时，需要对这些外力进行合理估计和计算，以保证结构的安全性。
内力是结构内部各点之间相互作用的结果，是力学分析的重要内容。
常见的内力有轴力、剪力和弯矩。
了解结构内部的内力分布情况，可以帮助工程师评估结构的抗力能力，从而优化结构设计。
二、应力与变形的关系应力和变形是结构力学分析中的两个重要概念，它们之间存在密切的关系。
应力是单位面积上的力，是描述结构内部力学行为的物理量。
常见的应力有压应力、拉应力和剪应力。
应力的分布情况会直接影响结构的承载能力和稳定性。
变形是结构在受力作用下发生的尺寸、形状或位置的改变。
结构的变形既包括弹性变形，也包括塑性变形。
弹性变形是结构在受力作用下能够恢复原状的变形，而塑性变形则是结构受力超过其塑性极限时发生的不可恢复的变形。
应力与变形之间的关系可以通过应变来描述。
应变是描述物体变形程度的物理量，可以用应变率表示。
根据材料力学性质的不同，应力与应变之间存在不同的本构关系，如胡克定律等。
三、结构受力分析结构受力分析是土木工程结构设计的基础，它主要研究结构所受到的外力和内力的计算和分析。
在结构受力分析中，首先需要确定结构所受的外力，包括静力学和动力学的作用力。
然后，根据结构的几何形状、材料特性和内力分布等信息，采用静力学、动力学和能力法等方法对结构进行受力分析。
通过受力分析，可以计算出结构各点的内力和应力分布情况。
典型案例分析-结构是怎样受力
力在结构的各个部分之间传递，确保力的平衡和稳定。
3 应力和应变
受力后，结构的材料会发生应力和应变，这需要根据材料的性质进行合理的设计。
典型案例一：桥梁结构
悬索桥
特点是主梁悬挂在主塔上，通 过悬索支撑。
拱桥
通过拱形结构均匀分配力，能 够承受大跨度的荷载。
梁桥
由梁和支撑结构组成，适合较 小跨度和荷载。
典型案例分析-结构是怎 样受力
在这个演示中，我们将探讨结构受力的基本原理，并通过典型的桥梁、建筑 和机械结构案例来展示这些原理。
引言
结构是指由不同部分组合而成的整体，它们通过相互作用和受力来保持稳定。 了解结构受力的基本原理对于设计和维护安全可靠的结构至关重要。
结构受力的基本原理
1 力的作用
结构受到来自外部和内部的力的作用，如重力、风力、荷载等。
3
滑轨结构
使用滑动轨道来达到精密控制和平滑运动。
结构受力的重要因素
1 荷载类型
不同类型的荷载会对结构产生不同的影响，如静载、动载和自重等。
2 材料特性
结构的材料特性如强度、刚度、脆性等会影响其受力性能。
3 环境因素
温度变化、湿度、风力等环境因素也会对结构的受力产生影响。
总结和展望
通过对典型案例的分析，我们了解了结构受力的基本原理和重要因建造更安全、可持续的结 构。
典型案例二：建筑结构
钢结构
使用高强度钢材建造的结 构，轻巧且能够承受巨大 的重量。
混凝土结构
由混凝土块、板或柱组成 的结构，具有优异的抗压 强度。
木结构
使用木材构建的结构，具 有良好的耐震性和环保性。
典型案例三：机械结构
1
齿轮传动
典型结构受力分析结构是怎样受力的
1、结构的含义及本质 2、结构的基本分类有哪些，分类的标准
是什么？
结论：不同结构，具有不同的功能，能承受不 同的力，抵抗不同的变形。结构如何受力？如
何抵抗住变形呢？
第二节 典型结构案例分析
－－结构是怎样受力的
1、单杠受力和变形分析
• 看一段视频
杠体
名词解释
立
外力柱
拉杆
荷载
（1）杠体的受力
同一荷载在静态、动态下， 结构承受的外力往往不同
杠体受到的力的方向
• 弯曲力：人对杠体施加的外力，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
杠体受力变形总结：
• 运动员对杠体施加了外力，使得杠体发生弯曲变 形
• 杠体弯曲变形的方向：随人体回转所到的空间位 置的变化而变化，即杠体总是朝着人体所在的瞬 间位置的方向发生弯曲
单摆实验示意图
我们的观察首先从鸡蛋，特别是从蛋壳开始。蛋壳是由94% 的碳酸钙（以方解石晶体的形式）、1%的碳酸镁、1%的磷 酸钙和4%的蛋白质构成的。方解石晶体基本上是随意排列 的，因此在晶体之间形成了许许多多的小孔，这些蛋孔可以 让空气和湿气能通过，而空气和湿度对于雏鸡，当然还有细 菌（比如沙门氏菌）的生存来说是必不可少的。
F
球
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。
• 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，任意论一：
杠体总是朝着人体所在的瞬间
位置的方向上发生弯曲。
（2）立柱的受力与变形分析
拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。
• 拱结构优点：利于承载，美观
赵州桥
小试验 ——比较不同形状的纸板承受压力的大小
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• 杠体和立柱的上端相连，人的作用力通过杠体 作用于立柱，将可能发生弯曲变形,如果要向前 发生弯曲，请问同学们有什么方法可以抵消这 种弯曲呢？
立柱埋深一点、用一个力从反方向拉， 都可以帮助立柱抵抗变形
思考题2：立柱、拉杆是如何受力与 变形的？
•
当人体静挂在杠体上
时，两根立柱只承受压力
当人体回转时，立柱
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
剪切力 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
扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使 物体发生扭转形变的力
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
课堂小结：
•
单杠结构分析
单杠的结构：杠体，立柱 拉杆
杠体的受力与变形
立柱、拉杆的受力与变形
一、单杠结构分析
你能分析出它有哪些构件么？ຫໍສະໝຸດ • 构件有：杠体、立柱、拉杆。
2、杠体的受力与变形
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
梁的受力
• 如平衡木，桥等都是梁的一种类型。
梁的抗变形能力和材料有关
• 混凝土和石材，较能抵抗压力，却无法抗拉力。木材 和钢材，都能够抵抗压力和拉力适合做梁。
• 如果我们楼房的梁只采用混凝土做梁能行吗？
不行，梁的上部受到的是压力，下部受到的 是拉力。所以我们一般会在梁的底部加钢筋，来抵 抗拉力。
梁的受力 拱结构的应用
1.2典型结构案例分析
-----结构是怎样受力的
• 课前五分钟提问
• 1、结构的定义，什么是构件？ • 2、结构的本质是什么？ • 3、结构分为哪三种常见类型？
4、实心，框架，壳体结构的特征和受力特点
阅读材料
• 构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这 种改变称为变形。
• 吊车的吊绳承受的力是拉力，拉力所产生的形 变为拉伸，组成材料的粒子被拉开；板凳腿承受的 外力是压力，压力所产生的变形为压 缩，组成材料 的粒子被推近。拉力和压力都是荷载作用的结果。
• 例如，桥的荷载有人、车及载重物、冰雪、大 风等。因此桥除了承受拉力、压力、弯曲力之 外，还要承受因荷载分布不均、不对称而产生 的扭力
• 又如，梯子的横梁，除了承受压力、弯 曲力之外，载横梁与支柱的两个交接处
还要承受剪切力。大坝与此类似，除承
受河水作用的压力外，由于水深的变化 还要承受剪切力
构件的受力形式
赵州桥
3、拱结构的应用
分析为什么要采用拱结构（从受力角度 分析）
拱结构：中间高四周低呈弧形的曲面。 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。
拱结构优点;利于承载，美观
拱形结构和梁结构在相同荷 载的情况下，谁的抗压力强？
阅读材料
• 单杠和棚室屋架，其结构所承受的外力主要有 拉力、压力和弯曲力。实际上，结构因其所负 荷载形式的不同，相应承受的外力还有很多其 他的力
• 当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时， 杆件产生的变形为弯曲，发生弯曲变形的构件，称 为梁，使其发生弯曲变形的外力称为弯曲力。
• 当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时， 杆件产生的变形为弯曲，发生弯曲变形的构 件，称为梁，使其发生弯曲变形的外力称为 弯曲力。
• 当板凳很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在 人的体重等外力的作用下，会发生弯曲变形。 只是这种变形可能很小，肉眼不易看出来。 而跳水的跳板发生的弯曲变形，却是非常明 显。弯曲变形如图：
上端产生的外力将会对立 柱产生弯矩M1，此时拉 杆和地基对立柱的反作用 力，要产生一个与M1方 向相反的弯矩M2来平衡， 以保持单杠整体的稳定。
M1
M2
2、梁的受力情况
• 梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受 张力，材料被拉伸。
• 阻止梁过分弯曲的最简单方法，是在梁的下 面增加支撑点，这样梁传递下来的力就被分 摊了