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第一章 结构与设计
第三节 结构的强度
一、结构的强度
结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
1、什么是结构的强度？
在工程技术中，不允许任何构件在正常工作情况下被破坏，这就要求构件和材料必须有足够的强度。
想一想，议一议：
2、结构为什么会遭到破坏？
内力:构件在外力作用下,内部各质点之间的相互作用
力发生了改变,产生一种抵抗外力的力，称内力。
应力:构件单位截面面积所受的内力称为构件的应力。
可用公式表示为：σ=N/A
（注意：应用公式计算时，要化为国际单位）
[实例]：如右图是一混凝土方柱的示意图，支柱横截面为边长L=400mm的正方形，支柱顶受轴向压力P=45KN，支柱重力G=22KN，求支柱的底截面l-l上的应力。
解：根据平衡条件有：P+G-N=0，
则 N=P+G=45KN+22KN=67000N，
所以应力σ=N/A=67000N/(0.4m×0.4m)
=418750N/m2≈0.419MPa
应力计算举例
想一想，议一议：
3、结构强度与哪些因素有关？
结构的强度与材料有关
分组小试验
材料清单：
打印纸一张，钩码一个。
活动任务：
1、将一张平坦展开的打印纸两边支撑起来，在纸上面放钩码（如图1）。
2、参照（如图2），将一张打印纸折叠成可伸缩的形状，同样将纸两边支撑起来，在纸上面放钩码。
讨论与交流：
纸张在哪种情况下可以承受更大的压力？说明什么问题？
图1
图2
演示：承载试验
3块长方形塑料
机片叠放在一起
3块长方形塑料
机片粘成三棱柱
结构的强度与材料本身的形状有关
结 论：
结构的强度与材料有关
影响结构强度的因素：
不同形状的结构在生活中的应用
课堂练习
1、为什么有些金属材料常被加工成“工”字形？
拔河用的绳子
拔河时的场面
2、拔河用的绳子，为什么要由多股细绳扭绞组成？
拔河的时候，绳子受到两边拉力的作用，内部就产生了抵抗拉力的张力。当张力超过一定值时，绳子就会在应力最大的地方被拉断。把多股细绳绞合在一起，可以防止它们之间相对移动，保证每股细绳同时受力，实际上就是有效增大了绳子的横截面积，减少绳子应力，从而使绳子不容易被拉断。
2、拔河用的绳子，为什么要由多股细绳扭绞组成？
3、如图1-40中，起重机吊钩
的上端用螺母固定。试分析起重
机在起吊重物时，吊钩是如何抵
抗重物的拉力的？
若起吊的重物对吊钩的拉力
为170KN，吊钩螺栓部分内径d=55mm，材料许用应力σ=80MPa。试校核螺栓部分的强度。
解：起重机工作时，吊钩产生的内力N=170KN，
螺栓横截面积A=3.14×(0.055/2)2m2≈0.0024m2
所以应力σ=N/A=170000N/0.0024m2
≈70833333Pa
≈70.83MPa＜80MPa
所以该起重机吊钩螺栓强度足够
结构的强度：结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。一般而言，一个结构的强度取决于它对张力和压力两方面的反应能力。
影响结构强度的主要因素：结构的材料、结构的形状、材料的截面形状以及构件的连接方式。这些因素之间又不是孤立的，通常情况下我们要综合考虑各种因素，来提高结构的强度。
二、结构的强度与稳定性的联系和区别。
三、应力及其运用 σ=N/A。
课堂小结

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