1、第二节 典型案例分析,课前预习 1.单杠的构件：_、_、_。 2.杠体、立柱、拉杆的受力与变形： 杠体: 立柱: 拉杆: 3.构件的基本受力形式： 、 、 、 和 。,掰手腕游戏：,游戏规则： 今天我们不比力量，比结构，比智谋。 掰手腕时，立在桌子上的手好比单杠中的主柱，现在大家想一下，如何让自己在比赛中胜出呢？如何让自己的手处于不倒之地，即使自己是力量比较弱的一方呢？,一、单杠结构分析,杠体：是器械的主体； 立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载。,1、杆体基本变形,1、拉伸、压缩,2、弯曲、梁,2、杠体的受力与变形,从力学角度出发，对结构理解为：结构是可承受一定力的架构形态，结构可以抵抗引起形
2、态和大小变化的力。,单杠的受力和变形分析,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。,单摆实验示意图,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，任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人重心所处的瞬间位置。,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。,当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受压力。当人体回转到单杠的一侧时，经过杠
3、体传到立柱上端的外力将对立柱产生弯矩，使立柱产生弯曲变形趋势。固定于地基的垂直梁产生抵抗柱端的弯曲变形。同时拉杆将起到辅助立柱抵抗变形作用。,思考题2：立柱、拉杆是如何受力与变形的？,离心力,弯曲力,弯矩M,弯矩M,前侧,后侧,弯矩M与弯矩M大小相等，方向相反，是一对平衡的弯矩，使单杠保持整体的稳定。,思考1：课本13页，图1-19，运动员从单杠前侧向后侧运动，起削弱、平衡作用的是拉杆5 还是拉杆6？,拉杆6,二、棚室屋架结构分析,棚室屋架结构是怎样受力的呢？（P14图1-20）,屋面（棚盖）由前坡面组成，棚膜（塑料薄膜）覆盖于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分别由立柱和后墙支撑。,棚室荷载与立柱
4、受力,承受的荷载主要分为恒载和活载。 恒载包括屋面、梁的质量，属于不随时间变化而变化的永久性荷载。 活载包括雪载、风载等，属于随情况变化而变化的可变性荷载。,立柱,P1,P2,永久性荷载和雪载,立柱基础,P,P,M,2.梁的受力,材料被挤压,材料被拉伸,梁,如平衡木，桥等都是梁的一种类型。,中间高四周低呈弧形的曲面。,拱结构:,拱结构的应用,拱结构十分美观，很多建筑物都采用了拱结构。,赵州桥,为什么要采用拱结构呢？,拱结构受力：,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。例如雪荷载。,小试验大家一起来做设计： 用一张纸做桥梁,河面的宽度为15CM，如何只用一张纸让你设计的桥梁能承受最大的重量？,1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？ 2、还有更好的方案吗？,物体受到的力的种类,列举几种结构承受不同外力的例子？,本节小结,一、单杠结构分析 二、棚室屋架结构分析 三、棚室荷载和立柱受力、梁的受力和拱结构的应用。,结束语,丹麦学者尼尔斯斯坦森说得好：“我们所见的固然美好，我们明了的愈加美妙，我们尚未彻悟的更是不胜其美，美不可言。”,
