穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析課件

1、1.2 穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計1.2 穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析課件思考 請觀察下面兩種磚頭堆法哪一種會壘的更高，并談?wù)勂渚売?。思?請觀察下面兩種磚頭堆法哪一種會壘的更高，臺風(fēng)過后的廣告牌和樹臺風(fēng)過后的廣告牌和樹倒地的摩托車和三輪車倒地的摩托車和三輪車為什么廣告牌東倒西歪？摩托車、三輪車翻到？物體受到外力作用，原有的平衡狀態(tài)被打破而出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。為什么廣告牌東倒西歪？摩托車、三輪車翻到？物體受到外力作結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(Stability)： 是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。1.結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(Stabilit

2、y)：1.結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性馬上行動課本P12 重力支撐力說明下列物體有可能因受哪些力的作用而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，并根據(jù)你的生活經(jīng)驗，簡要說明原因？重心偏高，風(fēng)太大馬上行動課本P12 重力說明下列物體有可能因受哪些力的作馬上行動課本P12說明下列物體有可能因受哪些力的作用而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，并根據(jù)你的生活經(jīng)驗，簡要說明原因？重力碰撞底座不夠重，重心偏高。馬上行動課本P12說明下列物體有可能因受哪些力的作用而出現(xiàn)馬上行動課本P12說明下列物體有可能因受哪些力的作用而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，并根據(jù)你的生活經(jīng)驗，簡要說明原因？重力碰撞與地面接觸所形成的支撐面較小，重心偏高。馬上行動課本P12說明下列物體有可能因受哪些力

3、的作用而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？想一想：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？想一想：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素不倒翁為何不倒呢？重心低影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素不倒翁為何不倒呢？重心低獨(dú)腳茶幾為何能穩(wěn)定？茶幾高度設(shè)計比較低；底座采用較重的材料；臺面采用比底座輕的材料。重心低影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素獨(dú)腳茶幾為何能穩(wěn)定？茶幾高度設(shè)計比較低；重心低影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為何比薩斜塔出現(xiàn)傾斜后沒有立刻倒掉呢？塔體重心的垂點(diǎn)位于塔的底座范圍內(nèi)。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素為何比薩斜塔出現(xiàn)傾斜后沒有立刻倒掉呢？塔體重心的垂點(diǎn)位于塔的 遼寧瑞州古塔，現(xiàn)存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成

4、之后雖幾經(jīng)地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。 小資料：中國的斜塔 遼寧瑞州古塔，現(xiàn)存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度因素一：結(jié)構(gòu)的重心重心越低，穩(wěn)定性越好；重心越高，穩(wěn)定性越差。重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，就是穩(wěn)定的，不會出現(xiàn)傾倒。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素因素一：結(jié)構(gòu)的重心重心越低，穩(wěn)定性越好；重心越高，穩(wěn)定性越差高塔為什么一般上面很小，下端面積很大？把啤酒瓶（礦泉水瓶）倒立為什么容易到？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素高塔為什么一般上面很小，下端面積很大？把啤酒瓶（礦泉水瓶）倒結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。因素二：結(jié)構(gòu)的底座影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

5、的主要因素結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。因素二：結(jié)構(gòu)的底座影響結(jié)為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？ 為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？ 為什么許多課桌照相機(jī)、攝像機(jī)為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架？屏風(fēng)隔斷為什么通常都擺成Z字型，而不擺成一字型？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素照相機(jī)、攝像機(jī)為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架？屏結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。兩條腿的板凳能穩(wěn)定嗎？有三條腿，但在同一直線上能穩(wěn)定嗎？因素三：結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。兩條腿的板凳能穩(wěn)定嗎？有三條案例分析單腳支撐支撐腳與地面的接

6、觸點(diǎn)A與前、后輪與地面的接觸點(diǎn)B、C構(gòu)成三點(diǎn)支撐，在地面形成ABC。靜態(tài)的自行車是如何保持穩(wěn)定的？ABC自行車的重心能否落在ABC內(nèi)取決于單腳支撐架的傾斜度。在一定范圍內(nèi)，支撐架與地面的夾角越小（自行車的車身越斜），ABC的面積越大，自行車的重心越容易落在三角形內(nèi)，穩(wěn)定性越好。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素案例分析單腳支撐支撐腳與地面的接觸點(diǎn)A與前、后輪與地面的接觸馬上行動課本P14電動自行車常見的一種支撐形式如圖，請分析：支撐點(diǎn)與地面構(gòu)成的幾何形狀前、后輪的受力重心位置穩(wěn)定情況三角形穩(wěn)定重心落在兩支撐點(diǎn)與前輪與地面的接觸點(diǎn)構(gòu)成的三角形中前輪著地，后輪不受力影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素馬上行動課本P14

7、電動自行車常見的一種支撐形式如圖，請分析生活中我們有這樣的經(jīng)驗，一個物體要有三個支撐點(diǎn)才能穩(wěn)定，如果只有兩個就會倒下。但是我們也看到過這樣的現(xiàn)象：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素生活中我們有這樣的經(jīng)驗，一個物體要有三個支撐點(diǎn)才能穩(wěn)定，如果靜止時傾倒高速旋轉(zhuǎn)立起來物體在運(yùn)動狀態(tài)中和在靜止?fàn)顟B(tài)中穩(wěn)定條件是不同的。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素靜高物體在運(yùn)動狀態(tài)中和在靜止?fàn)顟B(tài)中穩(wěn)定條件是不同的。影響結(jié)構(gòu)探究自行車在騎動時，只有兩個支撐點(diǎn)，卻不會倒下的原因？一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。車輪轉(zhuǎn)的越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。另外，人在反復(fù)練習(xí)后，掌握了隨時平衡車體平穩(wěn)

8、的能力也是一個比較重要的原因。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素探究自行車在騎動時，只有兩個支撐點(diǎn)，卻不會倒下的原因？一個旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，一方面人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負(fù)載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些功能。例如：地震多發(fā)地區(qū)，人們利用倒置的啤酒瓶來預(yù)報地震。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素推拉式防盜門/窗結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，一方面人們利用穩(wěn)定的課堂小結(jié)1.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下，維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。2.影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素：支撐面的大小、重心位置的高低、結(jié)構(gòu)的形狀等。 3.靜態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本條件重心所在

9、點(diǎn)的垂線落在支撐面內(nèi)。4.靜止?fàn)顟B(tài)與運(yùn)動狀態(tài)得穩(wěn)定條件不同。課堂小結(jié)1.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下，維持其原有思 考這些建筑只是因為缺乏穩(wěn)定性嗎？思 考這些建筑只是因為缺乏穩(wěn)定性嗎？如果一個體重200斤左右的人坐在兒童小板凳上，還用力搖晃，會發(fā)生什么現(xiàn)象？板凳壞人跌倒如果一個體重200斤左右的人坐在兒童小板凳上，還用力搖晃，會2.結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。 以上兩例屬于物體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠（抵抗不住外力的破壞）2.結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。穩(wěn)定性是物體保持平衡狀態(tài)的能力，強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)不被外力破壞的能力。強(qiáng)度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別穩(wěn)

10、定性是物體保持平衡狀態(tài)的能力，強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)不被外力破壞的能力還記得什么叫應(yīng)力嗎?應(yīng)力是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力。 即 =F/s當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某一極限值時（容許應(yīng)力）,結(jié)構(gòu)就會遭到破壞。還記得什么叫應(yīng)力嗎?應(yīng)力是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力。 馬上行動課本P17根據(jù)你的生活經(jīng)驗填寫下表。脆性塑料易斷中間有焊接縫的鋼管易壞不同材料的抗拉性能不同構(gòu)件的連接方式不同馬上行動課本P17根據(jù)你的生活經(jīng)驗填寫下表。脆性塑料易斷中影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素2.使用的材料1.結(jié)構(gòu)的形狀3.構(gòu)件之間的連接方式影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素2.使用的材料1.結(jié)構(gòu)的形狀3.構(gòu)件之影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素1.結(jié)構(gòu)的形狀 三角形是框

11、架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一,它結(jié)實(shí)、穩(wěn)定，所用材料最少。 影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素1.結(jié)構(gòu)的形狀 三角形是框架結(jié)構(gòu)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構(gòu)件，構(gòu)成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。 法國蓬皮杜藝術(shù)中心1.結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構(gòu)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素三個周長相同、截面分別為三角形、圓形、正方形的紙筒哪個可以承受更大的力？影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素三個周長相同、截面分別為三角形、圓形、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素 相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強(qiáng)度不同。1.結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素 相同材料，相同截面積，影響

12、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素“拱形結(jié)構(gòu)”的歷史起源生活在中生代的巨型爬行動物恐龍，身長約20m，身高48m，體重達(dá)3040t。這么一個龐然大物要走動覓食，生存下去，四肢必須承受相當(dāng)大的負(fù)荷。如果恐龍不具備合理的力學(xué)結(jié)構(gòu)，諾大的身軀就會被壓塌。專家們發(fā)現(xiàn)，恐龍巨大的身軀、長頸和粗長尾巴的重心在腰部，整個身體的上部猶如一座拱橋。從力學(xué)角度看，它的確是一種承受巨大負(fù)荷的理想結(jié)構(gòu)造型，這便是建筑史上的“拱形結(jié)構(gòu)”的歷史淵源。影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素“拱形結(jié)構(gòu)”的歷史起源生活在中生代的巨結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有關(guān)VS紙杯鋼杯影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素2.結(jié)構(gòu)的材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有關(guān)VS紙杯鋼杯影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素2.結(jié)影

13、響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素目前很多橋梁都是使用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，它的好處是什么？一個堅固的梁的材料必須具有好的抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力的性能?；炷亮汉屑庸啼摻?，混凝土擅長抗壓力，而鋼筋擅長抗拉力，它們共同形成了非常牢固的結(jié)構(gòu)。影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素目前很多橋梁都是使用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。不同的材料有不同的連接方式。連接方式不同，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度也不同。鉸連接剛連接3.結(jié)構(gòu)的連接按構(gòu)件之間能否移動及轉(zhuǎn)動分：影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可以相對轉(zhuǎn)動，具體有松螺栓、松鉚等。3.結(jié)構(gòu)的連接影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動，具體有榫接、膠接、焊接等。榫接3.結(jié)構(gòu)的連接膠接焊接影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素馬上行動課本P20比較圖中同一結(jié)構(gòu)的幾種連接方式，分析哪種連接方式的強(qiáng)度最大，哪種連接方式的強(qiáng)度最小。榫接 強(qiáng)度較大 結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度