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无 棣 一 中 教 案
周次______使用日期______年____月____日____星期____班级_____节次_____
课 题 典型结构案例分析 课 型 新授
教学目标 了解结构受力的分析方法。
重点难点 棚室荷载与梁柱受力分析，单杠受力分析。
教 具 多媒体教学
教 学 内 容 设 计 教法运用
上节知识点：结构的概念，功能，分类。本节知识点：1、几个概念：变形，拉伸，压缩，弯曲，梁，拱结构，恒载，活载。2、杠体的受力分析 3.棚室荷载与受力分析一、单杠结构分析1、单杠的结构单杠的构件有：杠体，是器械的主体。立柱，拉杆。共同支撑杠体。 几个概念：变形：构件受外力作用时，发生性状或大小的改变，称为变形。拉伸：构件受到拉力产生的变形，称为拉伸。压缩：构件受到压力产生的变形称为压缩。弯曲：杆件受到与杆纵轴相垂直的外力作用时，杆件产生的变形，称为弯曲。2、单杠的受力与变形单杠的杠体可视为梁，运动员在杠体上作各种动作时，对杠体教 学 内 容 设 计 教 法 运 用
施加了外力，包括人体质量和回转运动产生的离心力，使杠体产生弯曲变形，这种外力称为弯曲力。杠体弯曲变形的方向总是朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲。教 学 内 容 设 计 教法运用
3、立柱、拉杆的受力与变形单杠的立柱是总荷载的主支撑点，当人体静挂或静骑在杠体上时，两根立柱只承受压力。 当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体传到立柱上端的外力将对立柱产生弯矩M，使立柱产生弯曲变形的趋势，此时立柱就相当于根部固定于地基的垂直梁。此时，立柱根部与地面的牢固连接，以及拉杆的共同作用，抵抗立柱发生变形。教 学 内 容 设 计 教法运用
二、棚室屋架结构分析1、棚室荷载与立柱受力棚室屋面下边的梁、立柱和墙，共同组成了荷载的主要支撑系统。这里的荷载有恒载和活载之分。 对于立柱和墙来说，恒载包括屋面、梁的质量，属于不随时间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。 荷载中的风载，情况比较复杂，它与风的大小，方向有关。将风载生成的作用力分解为沿立柱轴线和垂直于立柱轴线的两个方向的分力后，其受力情况如图所示。M为受到垂直于立柱方向的力而形成的弯矩。 教 学 内 容 设 计 教法运用
2、梁的受力荷载作用传到梁上，梁受力变形如图所示。图中，梁的上部受压力，材料被挤压，下部受张力，材料被拉伸。 对棚室的支撑屋面的支撑梁来说，它受的力被传递到其支撑点上，通过合理设计，可以使梁不产生明显弯曲。（如在梁的下面增加支撑点）。教 学 内 容 设 计 教法运用
3、拱结构的应用棚室的顶盖呈曲线的外形，这种结构称为拱结构。即中间高四周低的弧形的曲面。这种结构对承受荷载有利，荷载作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。拱结构的屋面比平板形的屋面在承受风载或雪载时要有利。跨度较大的屋面，多采用拱结构。阅读材料1、梁的受力与变形A、梁受力后，一部分受压力而缩短，另一部分受拉力而延长，两部分之间有一层不缩短也不伸长，称为中性层.B、对于整个梁来说，弯矩最大的横截面上的应力也最大，这个截面称为危险截面。C、在相同荷载作用下，梁越长，梁的变形越大。D、梁的变形和其剖面尺寸有关。梁的变形量和水平方向尺寸成反比，和垂直方向尺寸的立方成反比。因此，若要加强梁的抗变形能力，将材料加在高度上，会比加在宽度上有效。教 学 内 容 设 计 教法运用
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E、梁的抗变形能力和材料有关，为防止混凝土梁裂变，通常将钢筋安排在受拉力一侧。F、梁的变形与材料的弹性系数有关，铝的弹性系数是钢的1/3.铝梁易变形。G、荷载越靠近中央，变形量越大。2.梁的受力与平衡梁受力或力矩作用，可能引起位移或旋转，要维持其平衡，必须符合：∑Fx＝0, ∑Fy＝0, ∑Fz＝0；∑Mx＝0, ∑My＝0, ∑Mz＝0.3.拱的受力拱是一种曲线形的结构，拱在竖向荷载作用下的水平分力方向是指向内的，常称为推力。由于这种推力的存在，拱结构任意截面内的弯矩，将比相当的梁在相同截面内的弯矩为小。拱结构一般比梁结构经济。拱的应用很多，如天安门的拱门，延安窑洞的拱门，赵州桥的拱形桥洞，砖窑的拱形门等。教学内容设计 教法运用
课堂小结：本节主要介绍结构受力分析的方法，单杠受力的分析，棚室结构受力分析，拱结构的应用。
布置作业：列举简单结构的实例，并进行受力分析。
教后札记：单杠与棚室结构屋架的受力分析，应做到分析准确，客观，全面。梁拱受力的分析，拱结构在实际应用中的优点。这一部分比较抽象，应反复讲解，并让学生实际进行分析，列举实例，对照分析，提高分析能力。
无棣一中田茂芳E-mail:tmf1964@
杠体
立柱
拉杆
单杠结构示意图
P
跳板弯曲变形示意图
P
长条板凳凳面变形示意图
后拉杆
前拉杆
M
立柱
P1
P2
M
弯矩示意图
风载
棚室屋架结构示意图
立柱
梁
后坡板
前坡面
张力(共18张PPT)
第一单元：结构与设计
典型结构案例分析——
结构是怎样受力的
无棣一中田茂芳E-mail:tmf1964@
本节知识点：1、几个概念：变形，拉伸，压缩，
弯曲，梁，拱结构，恒载，活载。
2、杠体的受力分析
3.棚室荷载与受力分析
杠体
立柱
拉杆
单杠结构示意图
棚室屋架结构示意图
立柱
梁
后墙
后坡板
前坡面
一、单杠结构分析
1、单杠的结构
单杠的构件有：杠体，是器械的主体。
立柱，拉杆。共同支撑杠体。
几个概念：变形：构件受外
力作用时，发生性状或大小的
改变，称为变形。
拉伸：构件受到拉力产生的变形，
称为拉伸。
压缩：构件受到压力产生的变形
称为压缩。
弯曲：杆件受到与杆纵轴相垂直的外力作用时，杆件产生的变形，
称为弯曲。发生弯曲变形的构件称为梁。
2、单杠的受力与变形
单杠的杠体可视为梁，运动员在杠体上作各种动作时，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，使杠体产生弯曲变形，
这种外力称为弯曲力。杠体弯曲变形的方向总是朝着人体所在的瞬间
位置的方向发生弯曲。
杠体
立柱
拉杆
单杠结构示意图
P
P
长条板凳凳面变形示意图
跳板弯曲变形示意图
3、立柱、拉杆的受力与变形
后拉杆
前拉杆
单杠的立柱是总荷载的主支撑点，当人体
静挂或静骑在杠体上时，两根立柱只承受
压力。
当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体
传到立柱上端的外力将对立柱产生弯矩M，使立柱产生弯曲变形的趋势，
此时立柱就相当于根部固定于地基的垂直梁。此时，立柱根部与地面的
牢固连接，以及拉杆的共同作用，抵抗立柱发生变形。
M
二、棚室屋架结构分析
棚室屋架结构示意图
立柱
梁
后墙
后坡板
前坡面
1、棚室荷载与立柱受力
棚室屋面下边的梁、立柱和墙，
共同组成了荷载的主要支撑系统。
这里的荷载有恒载和活载之分。
对于立柱和墙来说，恒载包括屋面、梁的质量
，属于不随时间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
M
弯矩示意图
荷载中的风载，情况比较复杂，它与风的
大小，方向有关。将风载生成的作用力
分解为沿立柱轴线和垂直于立柱轴线的
两个方向的分力后，其受力情况如图所示。
M为受到垂直于立柱方向的力而形成的弯矩。
风载
2、梁的受力
荷载作用传到梁上，梁受力变形如图所示。
图中，梁的上部受压力，材料被挤压，
下部受张力，材料被拉伸。
对棚室的支撑屋面的支撑梁来说，它受的力被传递到其支撑点
上，通过合理设计，可以使梁不产生明显弯曲。
（如在梁的下面增加支撑点）。
3、拱结构的应用
棚室的顶盖呈曲线的外形，这种结构称为拱结构。即中间高
四周低的弧形的曲面。这种结构对承受荷载有利，荷载作用于
拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。拱结构的屋面比平
板形的屋面在承受风载或雪载时要有利。
跨度较大的屋面，多采用拱结构。
张力
1、梁的受力与变形
A、梁受力后，一部分受压力而缩短，另一部分受拉力而延长，
两部分之间有一层不缩短也不伸长，称为中性层.
阅读材料
B、对于整个梁来说，弯矩最大的横截面上的应力也最大，这个截面称为
危险截面。
C、在相同荷载作用下，梁越长，梁的变形越大。
D、梁的变形和其剖面尺寸有关。梁的变形量和水平
方向尺寸成反比，和垂直方向尺寸的立方成反比。
因此，若要加强梁的抗变形能力，将材料加在高度上，会比加在宽度上有效。
E、梁的抗变形能力和材料有关，为防止混凝土梁裂变，通常将钢筋安
排在受拉力一侧。
F、梁的变形与材料的弹性系数有关，铝的弹性系数是钢的1/3.铝梁易变形。
G、荷载越靠近中央，变形量越大。
2.梁的受力与平衡
梁受力或力矩作用，可能引起位移或旋转，要维持其平衡，必须符合：
∑Fx＝0, ∑Fy＝0, ∑Fz＝0；∑Mx＝0, ∑My＝0, ∑Mz＝0.
3.拱的受力
拱是一种曲线形的结构，拱在竖向荷载作用下的水平分力方向是
指向内的，常称为推力。由于这种推力的存在，拱结构任意截面
内的弯矩，将比相当的梁在相同截面内的弯矩为小。拱结构一般
比梁结构经济。拱的应用很多，如天安门的拱门，延安窑洞的拱
门，赵州桥的拱形桥洞，砖窑的拱形门等。
拱形结构的应用
再见
2009.09.10

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