資源簡介

第二節 典型結構分析
教學目標
理解結構是為了承受力和抵抗變形的本質
能對生活中常見結構進行受力與變形分析
體會結構設計的重要意義，養成對結構進行受力分析的思維習慣
引導學生多角度思考問題、分析問題，激發學生學習設計的欲望
重難點：
對單杠作受力和變形分析
通過受力和變形分析，體會結構是為了承受力和抵抗變形的本質。
教學過程：
教學 過程 教學活動 學生 反映
新課導入 利用多媒體播放一段體操運動的影像資料。運動員在場上激烈的角逐，那么，同學們，你知道他們的比賽項目是什么？ 他們進行的是單杠練習，就是我們上體育課經常玩的單杠。你們仔細觀察一下，他們所用的單杠和我們學校的單杠在結構上有哪些不同呢？或者，與你們所見過單杠相比，有沒有不同的地方呢？ 體操、單杠……
通過找不同小游戲，讓學生找到他們的不同點
引導歸納總結，細心觀察的同學發現了，比較明顯的一個區別，就是有的單杠有四根鐵線，有的卻沒有。 前面我們學習過什么叫結構，還知道了結構可以承受力和抵抗變形，而組成結構的各個部分稱為構件。那么，現在我們把單杠看成一個結構，那構件都有什么呢？ 比較好看，材料不同，少了四根鐵線,手感好……
仔細觀察 杠體 立柱 拉桿組成
設疑 導入 為什么有的單杠有拉桿，有的沒有呢？不同結構的單杠在功能上有什么不同呢？引入新內容。
在學生閱讀課本的過程后，總結兩根立柱以承受壓力為主，主要變形為壓縮變形；而拉桿始終處于張緊狀態，主要變形為拉伸變形。
設疑 如果我們抓在杠體中間，將可能發生怎樣的變形？ 結合梁的定義，所以我們認為，杠體是有兩個支點的梁。 如上圖所示，如果撤掉拉桿4和6，而抓著拉桿3和5用力拉，立柱將可能發生怎樣的變形？ 所以立柱是只有一個支點的垂直梁。 我們對杠體進行——有兩個支點的梁進行受力分析前，先看一下物理實驗——單擺。 在小球擺的過程中，繩子對小球的作用力方向怎樣變化？ 根據作用力和反作用力原理，固定點受到小球的作用力方向如何？ 無論小球擺到哪個位置，固定點受到的作用力方向始終指向小球球心所處的瞬間位置。 當運動員做大回環動作時，如果從側面來看，將會是怎樣？ 類比單擺，杠體相當于固定點；人相當于小球。杠體受到人的作用力方向是怎樣的？ 所以，無論人擺到哪個位置，杠體所受作用力的方向始終指向人的重心所處的瞬間位置。因為梁向哪個方向受力，就會向哪個方向變形。即變形方向和受力方向一致。所以杠體總是朝人的重心所在位置發生變形。于是有了結論：杠體總是朝著人體所在瞬間位置的方向上發生彎曲。 下面，我們再看立柱。杠體和立柱的上端相連，人的作用力通過柜體作用于立柱，將可能發生怎樣的變形？是彎曲，對嗎？如果要向前發生彎曲，請問同學們有什么方法可以削弱或抵削這種彎曲呢？ 彎曲 斷裂…… 始終從小球的球心指向固定點 始終從固定點指向小球球心 繞杠體轉動 指向人重心所在位置。 用一個力從后拉，立柱固定牢固點
通過單杠這種簡單的受力分析后，我們看看比較復雜的建筑受力如何分析？
棚室屋架結構分析 棚室荷載與立柱受力 荷載靜載（不隨時間變化的永久性荷載）屋面、梁動載（隨天氣情況變化的可變性荷載）雪載、風載
壓力要收起壓縮變形，彎矩要引起彎曲變形。通過結構合理設計，立柱將會抵抗住壓縮與彎曲兩類變形 （二）梁的受力 防止梁過分彎曲的最簡單方法是在梁的下面增加支撐點。 （三）拱結構的應用 棚室一般采用拱結構。適用于大跨度。
鋼箱梁橋結構分析 內部為空心狀，由頂板、底板、腹板和加勁肋等構件組成。 特點：大跨徑，質量小、省鋼材、抗彎和抗扭剛度大、安裝快、外形簡潔美觀。 荷載類型 豎向作用 橫向作用 縱向水平作用 （二）縱向結構型式 （三）橫向結構型式 扭矩：橋由于承受因荷載分布不均勻、不對稱而產生的； 剪切力：梯子的橫梁，除了承受壓力及使其發生彎曲變形的力之外，在橫梁與支柱的兩個交接處還要承受的力。
課堂小結

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