初中直观 · 高中定量拓展 · 结构 · 侧向刚度
方框为什么容易歪,斜撑怎样帮忙?
两层模型:框架侧向刚度固定10 kN/m,加一根仅轴向线弹性斜撑;小位移,宽高各3 m,EA=1000 kN。加一根斜撑,比较相同水平荷载下的位移。
斜撑抗剪:问题从哪里来?
从传统木构到钢框架,斜撑都用于限制框架侧移。四边形容易改变夹角,加上一条对角约束则把几何稳定与杆件受力联系起来。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
斜撑贡献k=EA cos²θ/L;δ=P/(k框+k撑)。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
几何三角化怎样转换为可计算的刚度?
换个条件,再试一次
载荷增大时,线弹性位移按什么比例变化?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识结构 · 侧向刚度涉及的量与单位:是否加斜撑(无量纲)、水平荷载(kN)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:加一根斜撑,比较相同水平荷载下的位移。
再做定量:保持其他条件,比较是否加斜撑与顶部侧移(mm),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
斜撑贡献k=EA cos²θ/L;δ=P/(k框+k撑)。
对照核验提示:只有框架:是否加斜撑 0 ;加上斜撑:只改变是否加斜撑 1 。按这些题设自己操作并比较顶部侧移,不把参考情景当个人完成。
适用范围:侧移200.000 mm;显示变形放大并限幅,不代表大变形有限元。 侧移可能超出主图显示限幅;量尺保留计算值,线性模型不能预测破坏。
Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。