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(共39张PPT)
第一章 结构与设计
第一讲 常见结构的认识
纸板实验
同学们，是什么改变让同样的纸板能够承受不同的重量？
共同点：
1、都有组成部分。
2、有序的搭配和排列
结构
定义：结构是事物各个组成部分之间的有序搭配和排列。一个较复杂的结构由许多不同的部分组成 ，这些部分通常称为构件。
魁北克大桥的坍塌
1900年，连接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁北克大桥开始修建，这座桥横跨圣劳伦斯河，是加拿大国家横贯大陆铁路的一部分，然而就在这座桥即将竣工之际，悲剧发生了。1907年8月29日下午5点32分，即将建成的大桥突然倒塌，当场造成了至少75人死亡，多人受伤。事故调查显示，这起悲剧是由工程师在设计中一个小的计算失误造成的。1913年，这座大桥的建设重新开始，然而不幸的是悲剧于1916年9月再次发生，1917年，在经历了两次惨痛的悲剧后，魁北克大桥终于竣工通车，这座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。
1922年，在魁北克大桥竣工不久，加拿大的七大工程学院一起出钱将建桥过程中倒塌的残骸全部买下，并决定把这些亲临过事故的这些钢材打造成一枚枚戒指，发给每年从工程系毕业的学生。然而由于当时技术的限制，桥梁残骸的钢材无法被打造戒指。于是这些学院只好用其它钢材代替。不过为了体现是代表桥坍塌的残骸，戒指被设计成被扭曲的钢条形状，用来纪念这起事故和在事故中被夺去的生命。于是，这一枚枚戒指就成为了后来在工程界闻名的工程师之戒(Iron Ring)。这枚戒指要戴在小拇指上，作为对每个工程师的一种警示。
工程师之戒
大桥坍塌的原因是什么？
设计师擅自改变桥梁结构
为什么改变桥的结构会造成坍塌呢？
因为，不合理的结构会使结构或材料所受到的外力
超过其承受的极限。
这件事告诉了我们什么？
进行结构设计要具有高度的责任感和严谨意识。
思考
深圳楼房坍塌事件
福建泉州欣佳酒店事件
2020年3月7日19时5分，福建省泉州市鲤城区常泰街道南环路欣佳酒店发生楼体坍塌，现场有共有71人被困（不含自救逃生的9人）。
发生坍塌事故的泉州鲤城区欣佳快捷酒店，于2018年6月开业，酒店内拥有多种类型客房共计80间。疫情发生后，被泉州市鲤城区改造为区级医学观察点，用以隔离观察密切接触者。
在技术领域， 结构方面的一个小问题，也许就会导致重大事故的发生。
因此，合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。
小结
桥梁和椅子
两者的共同之处有哪些？
共同之处
1
2
这些结构都有一定的形状。
两者都需要承受外力的作用。
3
两者都可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
从力学角度分析：结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
受拉
受剪切
受压
受弯曲
受扭转
基本受力形式
受拉：构件承受拉拽力，常见为一端固定，一端受力——构件边长的趋势。
受拉
受压：构件承受被挤压的力，常见为一端固定一端受力形式——构建变短的趋势
受压
受扭转：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。
受扭转
受剪切：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。
受剪切
下图木块的受力形式是什么？
受弯曲：构件承受使之弯曲的力，常见为一端固定一端受力形式或两端固定中间受力。
受弯曲
构件的基本受力形式
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 反方向向物两端体均匀施力 ,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
D
随堂测试
随堂测试
A
指甲钳剪指甲的时候，指甲的受力形式是受剪切吗？
不是平行力，所以不是剪切力，是压力！
材料不变，形状改变了，结构所能承受的压力也随之改变。根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别
纸板实验
结构的类型
实体结构
框架结构
结构体本身是实心的外力分布在整个体积中，如实心墙，大坝。
由细长构件组成，可以承受横向荷载也可以承受竖向荷载。
壳体结构
层状结构，外力作用在结构体表面面。
D
它是壳体结构吗？
它不是
构件的五种基本受力形式及其分析：受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转。
三种结构类型及其分析：实体结构、框架结构、壳体结构。
作业：作业本
课后总结
谢谢聆听
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