本实用新型专利技术涉及一种斜腹杆抗剪教学演示装置，属于教学辅助设备技术领域。本实用新型专利技术包括梁模型、支座、斜腹杆、砝码、上弦杆、下弦杆；上弦杆、下弦杆固定安装在梁模型上，上弦杆、下弦杆之间可拆卸的安装有斜腹杆，梁模型放置在支座上，通过砝码进行加载、减载模拟多种受力情况。本实用新型专利技术对斜腹杆抗剪性能的演示，可以帮助学生直观地观察斜腹杆在受弯构件受力过程中的关键作用，正确理解和掌握梁结构的受力机制和变形特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种斜腹杆抗剪教学演示装置，属于教学辅助设备
技术介绍
建筑结构是由若干构件(梁、板、柱等)相互连接而成的可以承受荷载和其他间接作用的体系，建筑结构在建筑中起骨架作用，是建筑的重要组成部分。梁是建筑结构中最关键的构件之一，梁作为一种受弯构件，需要承受弯矩和剪力的共同作用。在梁的受力过程中，弯矩主要由梁的正截面承担，而剪力则主要由梁的斜截面来承担，可以将受力模型简化为上、下弦杆和斜腹杆共同组成的桁架结构，斜腹杆的抗剪作用对整个梁的受力性能至关重要。受弯构件的传力机制已成为钢筋混凝土结构课程教学中的核心内容和学习难点。在过去的教学中，由于钢筋混凝土构件的加工和制作成本高，难以形像的反映斜腹杆的受力性能的演示实验，教师只能根据教科书上的部分内容进行讲解，学生不仅缺乏直观的认识，难以形象理解受弯构件的传力机制以及斜腹杆抗剪性能的重要性，从而影响到学生对梁受力性能的深入学习和正确应用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:本技术针对现在结构教学上存在的不足，提供了一种斜腹杆抗剪性能教学演示装置。通过该装置对斜腹杆抗剪性能的演示，可以帮助学生直观地观察斜腹杆在受弯构件受力过程中的关键作用，正确理解和掌握梁结构的受力机制和变形特点。本技术技术方案是:一种斜腹杆抗剪教学演示装置，包括梁模型1、支座2、斜腹杆3、砝码4、上弦杆7、下弦杆8;上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I上，上弦杆7、下弦杆8之间可拆卸的安装有斜腹杆3，梁模型I放置在支座2上，通过砝码4进行加载、减载模拟多种受力情况。所述梁模型I的模型主体由塑料或木片制成。所述上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I梁体的1/2或1/3梁长的位置。所述梁模型I的模型主体上设置有螺孔5，斜腹杆3通过螺丝6可拆卸的安装在梁模型I的模型主体的螺孔5上。本技术的工作过程是:所设置的斜腹杆是可以方便的拆卸和安装的，在角点设置空洞，用小号螺丝对斜腹杆进行固定;在使用时，通过有无斜腹杆时梁的受力特征的不同，可以反映斜腹杆的对抗剪所起到的关键作用，就可以实现斜腹杆抗剪性能的教学演示模型；用砝码进行加载，可以通过改变砝码数量模拟多种受力情况。通过演示可很直观地解答如下一些问题:受弯构件受力过程中，斜腹杆对抗剪的关键作用;在没有设置斜腹杆的情况下，上、下弦杆对抗剪基本起不到作用;清晰的反映了受弯构件的力学传递机制。图3表示了在荷载P作用下梁的剪力图及弯矩图，其中V、M分别表示荷载作用点处的剪力及弯矩，A、B分别表示梁的两个支座反力。图4表示了在荷载P作用下对梁取隔离体时的截面受力示意图，其中V、M、N分别表示截面上的剪力、弯矩、轴力，A、B分别表示梁的两个支座反力;从图中可以看出隔离体上的内力情况。图5表示安装斜腹杆时梁的变形示意图，从图中可以看出，在安装了斜腹杆后梁的挠度变形明显减小，呈现了弯曲变形的特征，说明了设置斜腹杆后，剪力由斜腹杆承担，突出反应了斜腹杆对抗剪的有利作用。图6表示拆下斜腹杆后梁的变形示意图，从图中可以看出，在没有安装斜腹杆的情况下，梁的挠度变形明显加大，出现了明显的剪切破坏，说明没有斜腹杆对抗剪是不利的；通过对比图5和图6，可以看出剪力主要由斜腹杆承担，斜腹杆对抗剪起到了关键的作用。本技术的有益效果是:通过该装置对斜腹杆抗剪性能的演示，可以帮助学生直观地观察斜腹杆在受弯构件受力过程中的关键作用，正确理解和掌握梁结构的受力机制和变形特点。【附图说明】图1是本技术带斜腹杆梁的平面示意图(未固定斜腹杆)；图2是本技术带斜腹杆梁的平面示意图(固定斜腹杆)；图3是本技术梁主体的弯矩及剪力示意图；图4是本技术梁主体在荷载作用下取隔离体的截面受力示意图；图5是本技术安装斜腹杆时梁的变形示意图；图6是本技术拆下斜腹杆时梁的变形示意图；图1-6中各标号:1-梁模型，2-支座，3-斜腹杆，4-砝码，5_螺孔，6_螺丝，7_上弦杆，8-下弦杆。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。实施例1:如图1-6所示，一种斜腹杆抗剪教学演示装置，包括梁模型1、支座2、斜腹杆3、砝码4、上弦杆7、下弦杆8;上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I上，上弦杆7、下弦杆8之间可拆卸的安装有斜腹杆3，梁模型I放置在支座2上，通过砝码4进行加载、减载模拟多种受力情况。所述梁模型I的模型主体由塑料或木片制成。所述上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I梁体的1/2或1/3梁长的位置。所述梁模型I的模型主体上设置有螺孔5，斜腹杆3通过螺丝6可拆卸的安装在梁模型I的模型主体的螺孔5上。在没有设置斜腹杆的情况下:可以看出梁的变形明显较大，呈现了剪切变形的特征，上、下弦杆受力性能不佳，只能承受弯矩，对抗剪没有多少贡献。实施例2:如图1-6所示，一种斜腹杆抗剪教学演示装置，包括梁模型1、支座2、斜腹杆3、砝码4、上弦杆7、下弦杆8;上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I上，上弦杆7、下弦杆8之间可拆卸的安装有斜腹杆3，梁模型I放置在支座2上，通过砝码4进行加载、减载模拟多种受力情况。所述梁模型I的模型主体由塑料或木片制成。所述上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I梁体的1/2或1/3梁长的位置。所述梁模型I的模型主体上设置有螺孔5，斜腹杆3通过螺丝6可拆卸的安装在梁模型I的模型主体的螺孔5上。在设置了斜腹杆的情况下:如图5所示，可以看出梁的变形减小很多，呈现了弯区变形的特征，上、下弦杆可以和斜腹杆一起承受弯矩和剪力的共同作用，说明斜腹杆对抗剪起到了关键的作用。实施例3:如图1-6所示，一种斜腹杆抗剪教学演示装置，包括梁模型1、支座2、斜腹杆3、砝码4、上弦杆7、下弦杆8;上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I上，上弦杆7、下弦杆8之间可拆卸的安装有斜腹杆3，梁模型I放置在支座2上，通过砝码4进行加载、减载模拟多种受力情况。所述梁模型I的模型主体由塑料或木片制成。所述上弦杆7、下弦杆8固定安装在梁模型I梁体的1/2或1/3梁长的位置。所述梁模型I的模型主体上设置有螺孔5，斜腹杆3通过螺丝6可拆卸的安装在梁模型I的模型主体的螺孔5上。通过有无斜腹杆的对比，可以发现在受弯构件的受力过程中，弯矩主要由上、下弦杆承担，剪力主要由斜腹杆承担。在没有设置斜腹杆的情况下，梁出现了剪切变形，挠度变形较大，对结构受力是很不利的。上面结合附图对本技术的具体实施例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。【主权项】1.一种斜腹杆抗剪教学演示装置，其特征在于:包括梁模型(I)、支座(2)、斜腹杆(3)、砝码(4)、上弦杆(7)、下弦杆(8);上弦杆(7)、下弦杆(8)固定安装在梁模型(I)上，上弦杆(7 )、下弦杆(8)之间可拆卸的安装有斜腹杆(3)，梁模型(I)放置在支座(2 )上，通过砝码(4)进行加载、减载模拟多种受力情况。2.根据权利要求1所述的斜腹杆抗剪教学演示装置，其特征在于:所述梁模型(I)的模型主体由塑料或木片制成。3.根据权利要求1所述的斜腹杆抗剪教学演示装置，其特征在于:所述上弦杆(7)、下弦杆(8)固定安装在梁模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种斜腹杆抗剪教学演示装置，其特征在于：包括梁模型（1）、支座（2）、斜腹杆（3）、砝码（4）、上弦杆（7）、下弦杆（8）；上弦杆（7）、下弦杆（8）固定安装在梁模型（1）上，上弦杆（7）、下弦杆（8）之间可拆卸的安装有斜腹杆（3），梁模型（1）放置在支座（2）上，通过砝码（4）进行加载、减载模拟多种受力情况。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙起，周东华，廖文远，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
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