文档介绍：结构件受力变形
广东北江中学“研究性学****案例集
结构杆件的受力变形
摘要
这篇论文通过实验,向我们展示了结构杆件在刚性连接下的受力变形特点以及杆系的不同部位受力对其他部位的影响,并提出了在建筑构筑物时选材的几点建议,为我们设计杆件提供最基本的资料。
研究目的
研究杆件的变形有以下三个目的:
1、使我们了解设计杆件时,除了要满足强度条件以保证安全外,还要满足其刚度条件以保证其正常工作。也就是要求杆件在荷载作用下,弯曲变形不得超过允许范围。
2、是将来我们学****杆件的变形计算的基础。
3、通过实验的分析和对资料的整理,提高了我们分析问题和解决问题的能力。
问题提出
在工程实际中,承受荷载和传递荷载的结构的构件在荷载的作用下,引起周围构件对它们的反作用,同时,构件本身因受内力作用而将产生变形,并且存在发生破坏的可能性。
构件在怎样的受力情况下会产生怎样的变形,构件在受力变形下会不会影响构筑物的正常使用,以及柱子等细长杆件受压时会不会出现屈曲现
象致使杆件不能承担荷载,并由此引起整个构筑物的倒坍等都是我们将研究的问题。
研究方法:1收集资料2实验观察3画图分析4访问专业人士
材料:橡胶(型号:HD2803)、胶水
研究结果:在设计房屋、桥梁的楼面时,板和梁是用得最多的结构形式,在横向荷载的作用下,梁将产生弯曲变形,用橡胶做成梁的模型,这种弯曲变形就看得很清楚。
在加载之前,先在杆件的侧面上,划上许多横向直线和纵向直线,然后加载。
1、首先,我们做了一个最简单的杆件受力变形实验。
在一根杆件的两端支两个支点,再在这根杆件上加载(如图)
在加载的过程中可以观察到,杆件受载后弯曲了,但那些纵向直线仍保持直线形式,不过相对旋转了一个角度。
设想梁是由无数纵向纤维所组成,由于弯曲而使截面转动,就使梁凹边纤维缩短,凸边纤维伸长,于是中间必有一层纤维是没有长度改变的,这一层为“中性层”(如图)。
在中性层到凹边这一部分,杆件是受压的,
凸边这一部分,杆件是受拉的,所以在受压区应
高的材料,而在受拉区则应选择抗拉能力强的材而从中性层到选择耐压能力料。
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2、接着,我们又在第一个杆系的长杆中再加上一个支点,研究在一根杆件的两个支点间加载,对比杆件的其他部分将有什么影响。
在杆件的两支点间(即B区)加载(如图)
我们看到,加载的这部分杆件和这根杆件的其他部位都弯曲了。B区这部分杆件是向下凸出的,而另外两支点间的杆件(即A区杆件)则是向上凸起的。每部分杆件都是从中间层到凹边部分是受压的,从中间层到凸线部分是受拉的。但是,我们又发现,向上凸出的杆件的弯曲程度远不及向下凸出的杆件的程度大。所以向上凸出的杆件的受拉区选择的材料的抗拉能力要比主受力杆件的受拉区选择的材料的抗拉能力弱一些,同样的,副受力杆的受压区选择的材料的耐压能力也可以比主受力杆受压区所选材料的耐压能力弱些。那么我们可以想象,如果载,即在A区加载,那么A区向上凸出。原来各区的受压区则变为受压区。但是,A杆的
在原来的副受力杆上加则向下凸出,而B区就都变为受拉区,受拉区中间层以下部分(即受
拉区)所受拉力要比B杆的中间层以上部分所受拉力大;A杆的中间层以上部分(即受