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1、二 稳固结构的探析 3,基本要求： 1、理解结构的稳定性和影响结构稳定性的主要因素。 2、从结构的形状、材料、连接方式等方面分析影响结构的主要因素。 3、理解结构与功能的关系。 发展要求： 会用现代理念研究结构的形状、材料和连接方式。如形状新颖、材料合理、连接巧妙稳固。 重要概念： 稳定性、强度,1 结构与稳定性,结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。,台风过后的灾害 打破原有的平衡状态出现了不稳定现象,04年5月23日，巴黎戴高乐机场2候机厅顶棚发生坍塌事故，事故原因：金属构件本来也负担着顶棚的重量，但弧度结构上的裂痕使这个构件逐渐穿过了顶棚，不
2、再支撑数十吨重的顶棚，最终导致拱形顶棚发生坍塌。,东阳木雕圆桌、圆凳 受地面积大 摆放稳定,卫星电视接收天线 支撑杆有螺丝固定在大框架上,摄影棚的摄象机、射灯均为三角架支撑,比萨斜塔(CAMPANILE DI PISA)是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压力过重和地质松软，南面的地基比北面约低米。在施工期间塔身既出现轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可明显看出倾斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索皮萨诺精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程继续按原设计继续施工，直到竣工。,重心点的垂线位置，落在结构底面的范围内,双脚支撑轻骑车,单脚支撑自行车
3、,履带式小轿车,想一想,分析不同垒法的墙，当施加同样的力时，哪种垒法的墙不容易推倒？稳定性最强，你认为最好的垒法是什么？,一、结构与稳定性 二、结构的强度,影响结构稳固的因素有哪些？,三、结构与功能,1、结构的稳定性 结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 结构的重要性质之一。,一、结构的稳定性,想一想： 结构的稳定性与什么因素有关？,?,因素一：重心位置,因素二：支撑面积的大小,高塔为什么一般 上面很小，下端面积很大？,为什么大坝的横截面总是建成梯形的？,支撑面越大越稳定， 越小越不稳定。 结构的底座，结构与地面接触所形成 的支撑面的大小。,因素三：结构的形状,A字形梯为什么载人时能够
4、保持稳定？ 如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？,形状：稳定的结构 重心：落在两边的支撑脚与地面的范围内。,结构不能固定，不稳定，容易失去平衡,野外勘探仪为什么用三角架支撑而不用四角架？五角架,临时摆放的屏风为什么摆成字型，而不摆成一字型？,单脚支撑的自行车放稳的原因分析,结构的形状不同， 其稳定性不同。 往往，影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。,影响结构稳定性的因素：,结论,重心位置 结构形状 支撑面积,注意！,运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。如自行车，高空走钢丝手持长杆,小试验：,试验一：扑克牌受力试验 技术与设计2活动手册 活动一,试验
5、二：,一、结构与稳定性 二、结构的强度,影响结构稳固的因素有哪些？,三、结构与功能,2 结构与强度,结构的强度 是指结构具有抵抗被外力破坏的能力.,海啸,大坝,拔河,绳子的强度,普洱地震,唐山地震,影响结构强度的主要因素,结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。,交绰搭建增加结构强度,结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。,铝合金A字形梯,因素一: 结构的形状,结构形状,各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。,三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。在四边形、六边形构件中，加上三角形支撑件，就可大大
6、增加构件的牢固程度。,因素二: 结构使用的材料,在结构设计中必须考虑到所使用的材料,如钢、木、石、化工材料等等，不同的材料就有不同的强度。,因素三:结构构件的连接,铰连接：被连接的构件在连接处不能相对 移动，但能相对转动。,刚连接：被连接的构件在连接处既不能相 对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。,榫接,胶接,焊接,马上行动,P 020,探究,P020,3 结构与功能,结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的变化可能导致功能的变化。,残疾人专用电动车,泰顺廊桥的结构原理： 廊桥结构的基本组合单元是六根杆件，纵向四根、横向两根，平面呈“井”字形。利
7、用受压产生的摩擦力，构件之间越压越紧。这种结构，不用钉铆，只需用相同规格的杆件，别压穿插，搭接而成。从力学上分析，上端的纵梁压在横梁上，横梁又压在相对一根纵梁上，上下两根纵梁夹住一根横梁，摩擦力使得横梁不能滑动，结构简单而奇妙，这种结构，整体为拱形结构，因此沿拱心线整体受压，不会产生弯矩，就每一根杆件来说，又是最简单的简支梁，承受两种集中荷载。桥的构件统一，无特殊，异形的构件，伐下的树木只需经少量人工即可制成合格构件，而且，装卸方便，拆桥时可以做到不损构件，且可重复利用。小杆件便于运输，用小构件形成大跨度，经济合理。“虹桥结构”有很好的受压性能，只要两端固定，桥就能很好地承受向下的荷载，由于结
8、构的特殊，桥受到向上的反弹力，就很容易失稳遭受破坏。为此，泰顺的虹桥都采用了廊桥这种形式，桥上建廊屋非但不是负担，反而增加了稳定性。每当山洪爆发时，当地居民将家中最重的物体或大石头搬到桥上来增加桥的稳定性。 木拱桥以较短的木材，通过纵横相贯，犹如彩虹飞架宽阔水面，其巧妙的结构，令人惊叹！,小试验:,材料清单： 一次性筷子若干根，硬纸板，钩码一盒 活动任务：搭廊桥 1、依据示意图用筷子搭建一座廊桥,2、在搭好的桥上放一张硬纸板，然后在纸板上放钩码；观察比较廊桥载重量与桥的稳定性有什么关系。,讨论与交流：观察比较廊桥载重量与桥的稳定性有什么关系。理解“在一定范围内，拱形廊桥载重越多越稳定的科学内涵”。,链 接,中国土木工程网：http:/ http:/