一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，屬于教學(xué)輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑結(jié)構(gòu)是由若干構(gòu)件(梁、板、柱等)相互連接而成的可以承受荷載和其他間接作用的體系，建筑結(jié)構(gòu)在建筑中起骨架作用，是建筑的重要組成部分。梁是建筑結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的構(gòu)件之一，梁作為一種受彎構(gòu)件，需要承受彎矩和剪力的共同作用。在梁的受力過(guò)程中，彎矩主要由梁的正截面承擔(dān)，而剪力則主要由梁的斜截面來(lái)承擔(dān)，可以將受力模型簡(jiǎn)化為上、下弦桿和斜腹桿共同組成的桁架結(jié)構(gòu)，斜腹桿的抗剪作用對(duì)整個(gè)梁的受力性能至關(guān)重要。受彎構(gòu)件的傳力機(jī)制已成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的核心內(nèi)容和學(xué)習(xí)難點(diǎn)。在過(guò)去的教學(xué)中，由于鋼筋混凝土構(gòu)件的加工和制作成本高，難以形像的反映斜腹桿的受力性能的演示實(shí)驗(yàn)，教師只能根據(jù)教科書(shū)上的部分內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生不僅缺乏直觀的認(rèn)識(shí)，難以形象理解受彎構(gòu)件的傳力機(jī)制以及斜腹桿抗剪性能的重要性，從而影響到學(xué)生對(duì)梁受力性能的深入學(xué)習(xí)和正確應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)教學(xué)上存在的不足，提供了一種斜腹桿抗剪性能教學(xué)演示裝置。通過(guò)該裝置對(duì)斜腹桿抗剪性能的演示，可以幫助學(xué)生直觀地觀察斜腹桿在受彎構(gòu)件受力過(guò)程中的關(guān)鍵作用，正確理解和掌握梁結(jié)構(gòu)的受力機(jī)制和變形特點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，包括梁模型1、支座2、斜腹桿3、砝碼4、上弦桿7、下弦桿8;上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I上，上弦桿7、下弦桿8之間可拆卸的安裝有斜腹桿3，梁模型I放置在支座2上，通過(guò)砝碼4進(jìn)行加載、減載模擬多種受力情況。
[0005]所述梁模型I的模型主體由塑料或木片制成。
[0006]所述上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I梁體的1/2或1/3梁長(zhǎng)的位置。
[0007]所述梁模型I的模型主體上設(shè)置有螺孔5，斜腹桿3通過(guò)螺絲6可拆卸的安裝在梁模型I的模型主體的螺孔5上。
[0008]本實(shí)用新型的工作過(guò)程是:所設(shè)置的斜腹桿是可以方便的拆卸和安裝的，在角點(diǎn)設(shè)置空洞，用小號(hào)螺絲對(duì)斜腹桿進(jìn)行固定;在使用時(shí)，通過(guò)有無(wú)斜腹桿時(shí)梁的受力特征的不同，可以反映斜腹桿的對(duì)抗剪所起到的關(guān)鍵作用，就可以實(shí)現(xiàn)斜腹桿抗剪性能的教學(xué)演示模型；用砝碼進(jìn)行加載，可以通過(guò)改變砝碼數(shù)量模擬多種受力情況。通過(guò)演示可很直觀地解答如下一些問(wèn)題:受彎構(gòu)件受力過(guò)程中，斜腹桿對(duì)抗剪的關(guān)鍵作用;在沒(méi)有設(shè)置斜腹桿的情況下，上、下弦桿對(duì)抗剪基本起不到作用;清晰的反映了受彎構(gòu)件的力學(xué)傳遞機(jī)制。
[0009]圖3表示了在荷載P作用下梁的剪力圖及彎矩圖，其中V、M分別表示荷載作用點(diǎn)處的剪力及彎矩，A、B分別表示梁的兩個(gè)支座反力。
[0010]圖4表示了在荷載P作用下對(duì)梁取隔離體時(shí)的截面受力示意圖，其中V、M、N分別表示截面上的剪力、彎矩、軸力，A、B分別表示梁的兩個(gè)支座反力;從圖中可以看出隔離體上的內(nèi)力情況。
[0011]圖5表示安裝斜腹桿時(shí)梁的變形示意圖，從圖中可以看出，在安裝了斜腹桿后梁的撓度變形明顯減小，呈現(xiàn)了彎曲變形的特征，說(shuō)明了設(shè)置斜腹桿后，剪力由斜腹桿承擔(dān)，突出反應(yīng)了斜腹桿對(duì)抗剪的有利作用。
[0012]圖6表示拆下斜腹桿后梁的變形示意圖，從圖中可以看出，在沒(méi)有安裝斜腹桿的情況下，梁的撓度變形明顯加大，出現(xiàn)了明顯的剪切破壞，說(shuō)明沒(méi)有斜腹桿對(duì)抗剪是不利的；通過(guò)對(duì)比圖5和圖6，可以看出剪力主要由斜腹桿承擔(dān)，斜腹桿對(duì)抗剪起到了關(guān)鍵的作用。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)該裝置對(duì)斜腹桿抗剪性能的演示，可以幫助學(xué)生直觀地觀察斜腹桿在受彎構(gòu)件受力過(guò)程中的關(guān)鍵作用，正確理解和掌握梁結(jié)構(gòu)的受力機(jī)制和變形特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型帶斜腹桿梁的平面示意圖(未固定斜腹桿)；
[0015]圖2是本實(shí)用新型帶斜腹桿梁的平面示意圖(固定斜腹桿)；
[0016]圖3是本實(shí)用新型梁主體的彎矩及剪力示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型梁主體在荷載作用下取隔離體的截面受力示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型安裝斜腹桿時(shí)梁的變形示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型拆下斜腹桿時(shí)梁的變形示意圖；
[0020]圖1-6中各標(biāo)號(hào):1-梁模型，2-支座，3-斜腹桿，4-砝碼，5_螺孔，6_螺絲，7_上弦桿，8-下弦桿。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1:如圖1-6所示，一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，包括梁模型1、支座2、斜腹桿3、砝碼4、上弦桿7、下弦桿8;上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I上，上弦桿7、下弦桿8之間可拆卸的安裝有斜腹桿3，梁模型I放置在支座2上，通過(guò)砝碼4進(jìn)行加載、減載模擬多種受力情況。
[0023]所述梁模型I的模型主體由塑料或木片制成。
[0024]所述上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I梁體的1/2或1/3梁長(zhǎng)的位置。
[0025]所述梁模型I的模型主體上設(shè)置有螺孔5，斜腹桿3通過(guò)螺絲6可拆卸的安裝在梁模型I的模型主體的螺孔5上。
[0026]在沒(méi)有設(shè)置斜腹桿的情況下:可以看出梁的變形明顯較大，呈現(xiàn)了剪切變形的特征，上、下弦桿受力性能不佳，只能承受彎矩，對(duì)抗剪沒(méi)有多少貢獻(xiàn)。
[0027]實(shí)施例2:如圖1-6所示，一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，包括梁模型1、支座2、斜腹桿3、砝碼4、上弦桿7、下弦桿8;上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I上，上弦桿7、下弦桿8之間可拆卸的安裝有斜腹桿3，梁模型I放置在支座2上，通過(guò)砝碼4進(jìn)行加載、減載模擬多種受力情況。
[0028]所述梁模型I的模型主體由塑料或木片制成。
[0029]所述上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I梁體的1/2或1/3梁長(zhǎng)的位置。
[0030]所述梁模型I的模型主體上設(shè)置有螺孔5，斜腹桿3通過(guò)螺絲6可拆卸的安裝在梁模型I的模型主體的螺孔5上。
[0031]在設(shè)置了斜腹桿的情況下:如圖5所示，可以看出梁的變形減小很多，呈現(xiàn)了彎區(qū)變形的特征，上、下弦桿可以和斜腹桿一起承受彎矩和剪力的共同作用，說(shuō)明斜腹桿對(duì)抗剪起到了關(guān)鍵的作用。
[0032]實(shí)施例3:如圖1-6所示，一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，包括梁模型1、支座2、斜腹桿3、砝碼4、上弦桿7、下弦桿8;上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I上，上弦桿7、下弦桿8之間可拆卸的安裝有斜腹桿3，梁模型I放置在支座2上，通過(guò)砝碼4進(jìn)行加載、減載模擬多種受力情況。
[0033]所述梁模型I的模型主體由塑料或木片制成。
[0034]所述上弦桿7、下弦桿8固定安裝在梁模型I梁體的1/2或1/3梁長(zhǎng)的位置。
[0035]所述梁模型I的模型主體上設(shè)置有螺孔5，斜腹桿3通過(guò)螺絲6可拆卸的安裝在梁模型I的模型主體的螺孔5上。
[0036]通過(guò)有無(wú)斜腹桿的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)在受彎構(gòu)件的受力過(guò)程中，彎矩主要由上、下弦桿承擔(dān)，剪力主要由斜腹桿承擔(dān)。在沒(méi)有設(shè)置斜腹桿的情況下，梁出現(xiàn)了剪切變形，撓度變形較大，對(duì)結(jié)構(gòu)受力是很不利的。
[0037]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，其特征在于:包括梁模型(I)、支座(2)、斜腹桿(3)、砝碼(4)、上弦桿(7)、下弦桿(8);上弦桿(7)、下弦桿(8)固定安裝在梁模型(I)上，上弦桿(7 )、下弦桿(8)之間可拆卸的安裝有斜腹桿(3)，梁模型(I)放置在支座(2 )上，通過(guò)砝碼(4)進(jìn)行加載、減載模擬多種受力情況。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，其特征在于:所述梁模型(I)的模型主體由塑料或木片制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，其特征在于:所述上弦桿(7)、下弦桿(8)固定安裝在梁模型(I)梁體的1/2或1/3梁長(zhǎng)的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，其特征在于:所述梁模型(I)的模型主體上設(shè)置有螺孔(5)，斜腹桿(3)通過(guò)螺絲(6)可拆卸的安裝在梁模型(I)的模型主體的螺孔(5)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種斜腹桿抗剪教學(xué)演示裝置，屬于教學(xué)輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括梁模型、支座、斜腹桿、砝碼、上弦桿、下弦桿；上弦桿、下弦桿固定安裝在梁模型上，上弦桿、下弦桿之間可拆卸的安裝有斜腹桿，梁模型放置在支座上，通過(guò)砝碼進(jìn)行加載、減載模擬多種受力情況。本實(shí)用新型對(duì)斜腹桿抗剪性能的演示，可以幫助學(xué)生直觀地觀察斜腹桿在受彎構(gòu)件受力過(guò)程中的關(guān)鍵作用，正確理解和掌握梁結(jié)構(gòu)的受力機(jī)制和變形特點(diǎn)。
【IPC分類】G09B25/04
【公開(kāi)號(hào)】CN205230486
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520848527
【發(fā)明人】李龍起, 周東華, 廖文遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日