主題2材料及結(jié)構(gòu)2

1、通 用 技 術(shù) ： 必 修 模 塊 主 題 2 主題主題2 材料材料與結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)2014-2015學(xué)年度學(xué)年度 物體都有結(jié)構(gòu)，除非物體是一個(gè)點(diǎn)。 現(xiàn)實(shí)中是一個(gè)點(diǎn)的物體不存在， 所以，現(xiàn)實(shí)中物體都有結(jié)構(gòu)。 但，物體不同于結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)是物體能夠承受和傳遞力的作用的部分。桁（hng）架：從簡(jiǎn)單到復(fù)雜 這些桁架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用于承重或懸挑。桁架的構(gòu)成桁（hng）架：從簡(jiǎn)單到復(fù)雜剪式桁架是沿著整個(gè)跨度來(lái)制作拱形吊頂之用的。下弦的斜率通常等于上弦斜率的1/2。大型的剪式桁架經(jīng)常分成兩部分搬運(yùn)然后再在現(xiàn)場(chǎng)拼接。屋脊型桁架這種桁架創(chuàng)造了階形屋頂外觀。 截面的形心就是截面圖形的幾截面的形心就是截面圖形的幾何中心何

2、中心。形心的概念形心的概念通過(guò)形心的坐標(biāo)軸稱為形心軸通過(guò)形心的坐標(biāo)軸稱為形心軸。桁（hng）架布置桁（hng）架布置桁（hng）架布置 橋梁里的桁架 屋架里的桁架現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程案例 18831883，布魯克林，主跨：，布魯克林，主跨：486.00 m486.00 m，懸索，懸索18781878，福斯海峽，主跨：，福斯海峽，主跨：488.00 m488.00 m，懸索，懸索18901890，福斯海峽，主跨：，福斯海峽，主跨：521.00 m521.00 m，桁架，桁架19071907，魁北克橋，主跨：，魁北克橋，主跨：548.86 m548.86 m，桁架，桁架1907.08.291907.08.

3、29，17173232，8686人落水，人落水，1111人生還人生還桁（hng）架：節(jié)點(diǎn)和桿 桁架的定義：工程中由桿件通過(guò)焊接、鉚接或螺栓桁架的定義：工程中由桿件通過(guò)焊接、鉚接或螺栓連接而成的結(jié)構(gòu)，稱為連接而成的結(jié)構(gòu)，稱為“桁架桁架”。( (a) )( (c) )( (b) )桁（hng）架設(shè)計(jì)工程要求： 足夠的強(qiáng)度不發(fā)生斷裂或塑性變形； 足夠的剛度不發(fā)生過(guò)大的彈性變形； 足夠的穩(wěn)定性不發(fā)生因平衡形式的突然轉(zhuǎn)變而導(dǎo)致的坍塌； 良好的動(dòng)力學(xué)特性抗震性。 設(shè)計(jì)要求： 要有符合要求的桿件； 要有良好的連接件，包括鉚釘、銷(xiāo)釘、螺栓及焊縫的連接； 永久荷載永久荷載：恒載恒載 可變荷載可變荷載：活載（活載

4、（使用活載、車(chē)輛荷載、風(fēng)載、雪使用活載、車(chē)輛荷載、風(fēng)載、雪載載） 偶然載荷偶然載荷：撞擊荷載、爆炸荷載撞擊荷載、爆炸荷載變形體內(nèi)部各點(diǎn)由于發(fā)生相對(duì)位移而產(chǎn)生變形體內(nèi)部各點(diǎn)由于發(fā)生相對(duì)位移而產(chǎn)生的的相互作用力。相互作用力。F1F3F2Fn變形體受力變形體受力（荷載荷載作用）作用）后，由于變形，其內(nèi)部各點(diǎn)后，由于變形，其內(nèi)部各點(diǎn)均會(huì)發(fā)生相對(duì)位移。均會(huì)發(fā)生相對(duì)位移。內(nèi)內(nèi)力力是體積分布的力；內(nèi)是體積分布的力；內(nèi)力力是抗力。是抗力。 拉拉 伸伸拉力拉力：+N壓壓 縮縮壓力壓力：-N扭扭 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)扭矩：扭矩：MT剪剪 切切剪力剪力：FQ彎彎 曲曲彎矩：彎矩：MF1FnF3F2工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均

5、勻分布，集工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均勻分布，集度的定義不僅準(zhǔn)確而且重要，因?yàn)槎鹊亩x不僅準(zhǔn)確而且重要，因?yàn)椤捌茐钠茐摹被蚧颉笆А蓖鶑膬?nèi)力集度最大處開(kāi)始。往往從內(nèi)力集度最大處開(kāi)始。 應(yīng)力就是單應(yīng)力就是單位面積上的位面積上的力力, 應(yīng)力應(yīng)力表示內(nèi)力表示內(nèi)力集集度度的大小。的大小。 正應(yīng)力：正應(yīng)力：桿件內(nèi)部應(yīng)力桿件內(nèi)部應(yīng)力p p的截面法線分量稱為正的截面法線分量稱為正應(yīng)力應(yīng)力 。剪應(yīng)力：剪應(yīng)力：桿件內(nèi)部應(yīng)力桿件內(nèi)部應(yīng)力p p的截面切線分量稱為剪的截面切線分量稱為剪應(yīng)力應(yīng)力 。應(yīng)力的單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（應(yīng)力的單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（PaPa）1MPa(1MPa(兆帕兆帕)=10)=10

6、6 6 PaPa， 1GPa( 1GPa(吉帕吉帕)=10)=109 9 P P 內(nèi)力：內(nèi)力：橫截面上所有點(diǎn)應(yīng)力的橫截面上所有點(diǎn)應(yīng)力的集合集合。 IIA p內(nèi)內(nèi)力力是體積分布的力；內(nèi)是體積分布的力；內(nèi)力力是抗力。是抗力。內(nèi)力：內(nèi)力：橫截面上所有點(diǎn)應(yīng)力的總和。橫截面上所有點(diǎn)應(yīng)力的總和。 IIFP軸力軸力F FP P表示截面上所有點(diǎn)正應(yīng)力表示截面上所有點(diǎn)正應(yīng)力在軸在軸線（或法線）方向上作用的總和。線（或法線）方向上作用的總和。剪力剪力F FQ表示截面上所有點(diǎn)剪應(yīng)力表示截面上所有點(diǎn)剪應(yīng)力在在切線方向上作用的總和。切線方向上作用的總和。FQ當(dāng)同一橫截面上正應(yīng)力有正有負(fù)時(shí)，當(dāng)同一橫截面上正應(yīng)力有正有負(fù)時(shí)，彎矩彎矩M M表示截面上所有點(diǎn)正應(yīng)力表示截面上所有點(diǎn)正