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(共39張PPT)
第一章 結構與設計
第一講 常見結構的認識
紙板實驗
同學們，是什么改變讓同樣的紙板能夠承受不同的重量？
共同點：
1、都有組成部分。
2、有序的搭配和排列
結構
定義：結構是事物各個組成部分之間的有序搭配和排列。一個較復雜的結構由許多不同的部分組成 ，這些部分通常稱為構件。
魁北克大橋的坍塌
1900年，連接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁北克大橋開始修建，這座橋橫跨圣勞倫斯河，是加拿大國家橫貫大陸鐵路的一部分，然而就在這座橋即將竣工之際，悲劇發生了。1907年8月29日下午5點32分，即將建成的大橋突然倒塌，當場造成了至少75人死亡，多人受傷。事故調查顯示，這起悲劇是由工程師在設計中一個小的計算失誤造成的。1913年，這座大橋的建設重新開始，然而不幸的是悲劇于1916年9月再次發生，1917年，在經歷了兩次慘痛的悲劇后，魁北克大橋終于竣工通車，這座橋至今仍然是世界上最長的懸臂跨度大橋。
1922年，在魁北克大橋竣工不久，加拿大的七大工程學院一起出錢將建橋過程中倒塌的殘骸全部買下，并決定把這些親臨過事故的這些鋼材打造成一枚枚戒指，發給每年從工程系畢業的學生。然而由于當時技術的限制，橋梁殘骸的鋼材無法被打造戒指。于是這些學院只好用其它鋼材代替。不過為了體現是代表橋坍塌的殘骸，戒指被設計成被扭曲的鋼條形狀，用來紀念這起事故和在事故中被奪去的生命。于是，這一枚枚戒指就成為了后來在工程界聞名的工程師之戒(Iron Ring)。這枚戒指要戴在小拇指上，作為對每個工程師的一種警示。
工程師之戒
大橋坍塌的原因是什么？
設計師擅自改變橋梁結構
為什么改變橋的結構會造成坍塌呢？
因為，不合理的結構會使結構或材料所受到的外力
超過其承受的極限。
這件事告訴了我們什么？
進行結構設計要具有高度的責任感和嚴謹意識。
思考
深圳樓房坍塌事件
福建泉州欣佳酒店事件
2020年3月7日19時5分，福建省泉州市鯉城區常泰街道南環路欣佳酒店發生樓體坍塌，現場有共有71人被困（不含自救逃生的9人）。
發生坍塌事故的泉州鯉城區欣佳快捷酒店，于2018年6月開業，酒店內擁有多種類型客房共計80間。疫情發生后，被泉州市鯉城區改造為區級醫學觀察點，用以隔離觀察密切接觸者。
在技術領域， 結構方面的一個小問題，也許就會導致重大事故的發生。
因此，合理的結構是事物存在的基礎，卓越的結構是設計者和制造者的重要追求。
小結
橋梁和椅子
兩者的共同之處有哪些？
共同之處
1
2
這些結構都有一定的形狀。
兩者都需要承受外力的作用。
3
兩者都可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
從力學角度分析：結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
受拉
受剪切
受壓
受彎曲
受扭轉
基本受力形式
受拉：構件承受拉拽力，常見為一端固定，一端受力——構件邊長的趨勢。
受拉
受壓：構件承受被擠壓的力，常見為一端固定一端受力形式——構建變短的趨勢
受壓
受扭轉：反方向向物體兩端均勻施力，使物體發生扭轉形變的力。
受扭轉
受剪切：兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行的力。
受剪切
下圖木塊的受力形式是什么？
受彎曲：構件承受使之彎曲的力，常見為一端固定一端受力形式或兩端固定中間受力。
受彎曲
構件的基本受力形式
拉 力 物體所承受的拉拽力
壓 力 擠壓物體的力
剪切力 兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力
扭轉力 反方向向物兩端體均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力
彎曲力 作用于物體 ,使它產生彎曲的力
D
隨堂測試
隨堂測試
A
指甲鉗剪指甲的時候，指甲的受力形式是受剪切嗎？
不是平行力，所以不是剪切力，是壓力！
材料不變，形狀改變了，結構所能承受的壓力也隨之改變。根據物體結構形態在受力時承受和傳遞力的方式差別
紙板實驗
結構的類型
實體結構
框架結構
結構體本身是實心的外力分布在整個體積中，如實心墻，大壩。
由細長構件組成，可以承受橫向荷載也可以承受豎向荷載。
殼體結構
層狀結構，外力作用在結構體表面面。
D
它是殼體結構嗎？
它不是
構件的五種基本受力形式及其分析：受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉。
三種結構類型及其分析：實體結構、框架結構、殼體結構。
作業：作業本
課后總結
謝謝聆聽
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