第三節(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)與穩(wěn)定性演示文稿

第三節(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性演示文稿當(dāng)前1頁，總共89頁。（優(yōu)選）第三節(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性當(dāng)前2頁，總共89頁。當(dāng)前3頁，總共89頁。

它從1174年始建，1350年竣工，經(jīng)歷了176年。但由于塔身過重，地質(zhì)松軟，因此塔身仍以每年1．25毫米的速度向南傾斜。到1999年1月，塔頂比中軸線偏斜已達(dá)4．8米。意大利當(dāng)局為了拯救斜塔，已向全世界廣泛征求保護(hù)方案，同時在塔的北側(cè)加壓了830噸的鉛塊，并在塔身的三分之一處加了一圈銅纜，向北牽拉固定。不過斜有斜的好處，每天為“斜”而來的參觀者多達(dá)10余萬人，扔下大把大把的銀子。如果它是一座正塔，比薩就不會有今天的風(fēng)光，也就不會有這么多便宜可占了。當(dāng)前4頁，總共89頁。當(dāng)前5頁，總共89頁。

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。該塔建成之后雖幾經(jīng)地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。當(dāng)前6頁，總共89頁。

橋梁事故魁北克大橋當(dāng)前7頁，總共89頁。

加拿大魁北克大橋建于二十世紀(jì)初期，它是當(dāng)時世界上此類大橋中最大的一座。這座大橋本該是美國著名設(shè)計(jì)師特奧多羅·庫帕的一個真正有價值的不朽杰作。庫帕曾稱他的設(shè)計(jì)是“最佳、最省的”?？上?，它沒有架成。庫帕自我陶醉于他的設(shè)計(jì)，而忘乎所以地把大橋的長度由原來的500米加到600米，以成為當(dāng)時世界上最長的橋。橋的建設(shè)速度很快，施工組織也很完善。正當(dāng)投資修建這座大橋的人士開始考慮如何為大橋剪彩時，人們忽然聽到一陣震耳欲聾的巨響——大橋的整個金屬結(jié)構(gòu)垮了：19000噸鋼材和86名建橋工人落入水中，只有11人生還。由于庫帕的過份自信而忽略了對橋梁重量的精確計(jì)算，導(dǎo)致了一場悲劇。當(dāng)前8頁，總共89頁。

橋梁事故魁北克大橋當(dāng)前9頁，總共89頁。橋梁事故魁北克大橋當(dāng)前10頁，總共89頁。第三節(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性當(dāng)前11頁，總共89頁。試驗(yàn)1

簡易拉伸試驗(yàn)當(dāng)前12頁，總共89頁。當(dāng)前13頁，總共89頁。結(jié)論多股繩比單股繩抗變形能力，即：粗繩抗拉強(qiáng)度大大當(dāng)前14頁，總共89頁。試驗(yàn)2

簡易彎曲試驗(yàn)當(dāng)前15頁，總共89頁。當(dāng)前16頁，總共89頁。當(dāng)前17頁，總共89頁。當(dāng)前18頁，總共89頁。結(jié)論

厚梁比薄梁的截面積，抗彎強(qiáng)度。大大當(dāng)前19頁，總共89頁。試驗(yàn)3

簡易組態(tài)試驗(yàn)當(dāng)前20頁，總共89頁。P當(dāng)前21頁，總共89頁。當(dāng)前22頁，總共89頁。P當(dāng)前23頁，總共89頁。結(jié)論

三角形比四邊形穩(wěn)定當(dāng)前24頁，總共89頁。技術(shù)試驗(yàn)后的回顧與思考

前面的技術(shù)試驗(yàn)，讓我們思考了哪些問題呢？當(dāng)前25頁，總共89頁。一、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度當(dāng)前26頁，總共89頁。2013年10月13日，江西廬山西海景區(qū)過橋斷裂，18人落水當(dāng)前27頁，總共89頁。當(dāng)前28頁，總共89頁。當(dāng)前29頁，總共89頁。當(dāng)前30頁，總共89頁。結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度這條板凳、這個防盜網(wǎng)的強(qiáng)度是怎樣的，也就是指它受到外力作用的情況下，它不被外力破壞的能力如何。結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。所以說結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指：當(dāng)前31頁，總共89頁。應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系：

我們?nèi)绾蝸砗饬恳患|西的強(qiáng)度呢?那就要用到應(yīng)力的知識。當(dāng)前32頁，總共89頁。內(nèi)力

外力使構(gòu)件發(fā)生變形的同時，構(gòu)件內(nèi)部分子之間隨之產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內(nèi)力。當(dāng)前33頁，總共89頁。內(nèi)力與外力的關(guān)系外力內(nèi)力PN當(dāng)前34頁，總共89頁。內(nèi)力與外力的關(guān)系外力內(nèi)力NP當(dāng)前35頁，總共89頁。應(yīng)力

構(gòu)件單位截面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應(yīng)力。當(dāng)前36頁，總共89頁。應(yīng)力當(dāng)前37頁，總共89頁。應(yīng)力截面當(dāng)前38頁，總共89頁。應(yīng)力PG截面當(dāng)前39頁，總共89頁。應(yīng)力PG截面N當(dāng)前40頁，總共89頁。N=內(nèi)力P+G壓力重力當(dāng)前41頁，總共89頁。

應(yīng)力計(jì)算公式：

σ＝N/S

單位:內(nèi)力N（N）橫截面積S（mm2

或cm2

）應(yīng)力σ（N/mm2或N/cm2

）當(dāng)前42頁，總共89頁。閱讀材料P.24什么是容許應(yīng)力？當(dāng)前43頁，總共89頁。好當(dāng)前44頁，總共89頁。

構(gòu)件的強(qiáng)度越大，它所能承受的容許應(yīng)力越大。當(dāng)前45頁，總共89頁。物體的形狀與強(qiáng)度布帶子當(dāng)前46頁，總共89頁。用應(yīng)力概念解釋試驗(yàn)現(xiàn)象布帶子當(dāng)前47頁，總共89頁。

影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素

1、形狀構(gòu)成的形狀略有改變，強(qiáng)度就會改變。

當(dāng)前48頁，總共89頁。(1)結(jié)構(gòu)的形狀:

A.不同橫截面形狀的構(gòu)件所能承受力的程度是不一樣的。注意：結(jié)構(gòu)對強(qiáng)度的影響有兩點(diǎn)，一是結(jié)構(gòu)的外部形狀，二是結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面形狀。當(dāng)前49頁，總共89頁。

常見的結(jié)構(gòu)橫截面的形狀當(dāng)前50頁，總共89頁。C.相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強(qiáng)度不同。B.結(jié)構(gòu)的外形相同，構(gòu)件的截面不同，其強(qiáng)度不一樣。(1)結(jié)構(gòu)的形狀:

當(dāng)前51頁，總共89頁。當(dāng)前52頁，總共89頁?！肮ぁ弊中螜M梁被廣泛應(yīng)用當(dāng)前53頁，總共89頁。D.三角形形狀:

三角形是框架結(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。

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。當(dāng)前54頁，總共89頁。2、材料

形狀相同，材料不同，強(qiáng)度就不同當(dāng)前55頁，總共89頁。①結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有關(guān)當(dāng)前56頁，總共89頁。(2)材料當(dāng)前57頁，總共89頁?；炷敛牧?/p>

使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的好處是什么？

混凝土抗壓性能較好，而抗拉能力就比鋼筋要小得多。因此在制造時可在梁的受拉區(qū)放置鋼筋，組成鋼筋混凝土梁，在這種梁中，鋼筋受拉，混凝土受壓，它們合理組成一個整體，共同承擔(dān)載荷的作用。當(dāng)前58頁，總共89頁。3、材料的連接方式

不同的連接方式，受力傳遞方式和效果不一樣。

結(jié)構(gòu)的連接是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。當(dāng)前59頁，總共89頁。連接方式11、一體式2、擠壓式3、插接式當(dāng)前60頁，總共89頁。連接方式常見的技術(shù)與方法作用特點(diǎn)一體式焊接、膠接、粘接、捆綁固連、不需要拆卸、利于增加強(qiáng)度與穩(wěn)定性擠壓式釘連接、螺栓螺母、扣緊套緊強(qiáng)度不如一體式，但可再拆卸接插式插頭、插座方便連接、拆卸、傳遞信號可靠從被連接件間的狀態(tài)關(guān)系來分類當(dāng)前61頁，總共89頁。

結(jié)構(gòu)構(gòu)建的連接通常有以下兩類：

鉸連接剛連接連接方式2當(dāng)前62頁，總共89頁。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。當(dāng)前63頁，總共89頁。當(dāng)前64頁，總共89頁。

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。膠接榫接當(dāng)前65頁，總共89頁。當(dāng)前66頁，總共89頁。連接方式常見的技術(shù)與方法作用特點(diǎn)個例可相對運(yùn)動式與方便運(yùn)動，靈活轉(zhuǎn)動，承受一定的力人體關(guān)節(jié)，車把與車架不可相對運(yùn)動式準(zhǔn)確配合連接牢固車圈與輻條鏈鍵從力學(xué)結(jié)構(gòu)的連接方式來分類當(dāng)前67頁，總共89頁。1.影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素結(jié)構(gòu)的形狀使用的材料構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面形狀總結(jié)當(dāng)前68頁，總共89頁。想一想①圖中的花桿支柱，最薄弱的地方是

處，原因是

。②如果置于上板面的荷載超過桿件的承受能力，桿件會發(fā)生變形為

。③同形狀，同尺寸的花展架，為什么鐵質(zhì)的比木質(zhì)的更能承載?

b此處截面小，材料承受應(yīng)力大斷裂答：因?yàn)殍F質(zhì)的容許應(yīng)力比木質(zhì)的容許應(yīng)力大。當(dāng)前69頁，總共89頁。根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)填寫下表：走進(jìn)生活：事件結(jié)果原因分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質(zhì)量的重物

沿著垂直于重心線的方向撞擊一根完整的鋼管與用同樣的方法撞擊一根中間有焊接縫的鋼管竹竿比脆性塑料桿能掛更多的重物而不會斷裂不同材料的抗拉性能不同中間有焊接縫的鋼管受到撞擊時容易損壞因?yàn)橛羞B接點(diǎn)當(dāng)前70頁，總共89頁。小試驗(yàn)當(dāng)這些物體受到外力作用時，原有的平衡狀態(tài)被打破導(dǎo)致的這是一種我們生活中的現(xiàn)象，在沒吹它時它是穩(wěn)定的，后來它為什么會翻倒呢？

當(dāng)前71頁，總共89頁。二、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性——在荷載作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。當(dāng)前72頁，總共89頁。1、什么叫穩(wěn)定？例：生活穩(wěn)定學(xué)習(xí)穩(wěn)定情緒穩(wěn)定物價穩(wěn)定

a.在一定時間里沒有太大的變化，保持一種平衡狀態(tài)。

b.這種平衡狀態(tài)并不是指狀態(tài)絕對不變，而是受到干擾后，允許狀態(tài)有所波動。

c.但干擾消失后，能重新返回到原來的平衡狀態(tài)。釋義2、結(jié)構(gòu)具有阻礙翻倒或移動的特性，就是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。當(dāng)前73頁，總共89頁。[探究1]：拿一本書，讓它直立在桌面上，它馬上傾倒了，顯然，其穩(wěn)定性不好。同樣的一本書，把它的下端各書頁展開一定的角度，仍舊將它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。因素一：支撐面積的大小1.穩(wěn)定性與支撐面積的大小有關(guān)支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。當(dāng)前74頁，總共89頁。A.落地電風(fēng)扇或者賓館里的落地?zé)?，它們都有一個比較大的底座結(jié)構(gòu)的底座，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面大,穩(wěn)定。當(dāng)前75頁，總共89頁。B：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？

大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅(jiān)實(shí)，穩(wěn)定性就越好。當(dāng)前76頁，總共89頁。C.為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？

為了進(jìn)一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。注意：支撐面≠接觸面。接觸面:是物體與地面接觸形成的面。支撐面:是物體與地面接觸形成支撐點(diǎn)的連線與地面構(gòu)成的面。當(dāng)前77頁，總共89頁。增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性當(dāng)前78頁，總共89頁。[探究2]：落地扇為什么不易傾倒？

落地扇的底座采用較重的材料，風(fēng)扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低。當(dāng)前79頁，總共89頁。1．結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與重心位置有關(guān)。物體重心越低，越穩(wěn)定。因素二：重心位置A.不倒翁為什么不倒？如果在它脖子上掛上一定數(shù)量的鐵環(huán)，它還會不倒嗎？重心的位置：豎直方向的高度、水平方向離底面中心的距離。當(dāng)前80頁，總共89頁。

不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點(diǎn)上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環(huán)，它的重心位置升高了，當(dāng)鐵環(huán)達(dá)到一定數(shù)量時，不倒翁就不再是不倒翁了。重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。當(dāng)前81頁，總共89頁。

通過分析長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意圖，可以明白，比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點(diǎn)的垂線落在塔的底面的范圍內(nèi)。當(dāng)塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時，塔就會傾倒。結(jié)構(gòu)重心的位置：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。當(dāng)前82頁，總共89頁。B.以前的農(nóng)作物個子高，遭遇暴風(fēng)驟雨容易傾覆，造成減產(chǎn)；現(xiàn)在的農(nóng)作物普遍個子矮。就是利用了重心低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理當(dāng)前83頁，總共89頁。3、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關(guān)。

A、A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？

一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當(dāng)連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構(gòu)成了穩(wěn)定的三角形，這就進(jìn)一步加強(qiáng)了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時就不能保持穩(wěn)定。當(dāng)前84頁，總共89頁。

因?yàn)槿侵Ъ芘c地面有三個接觸點(diǎn)，形成的三角形結(jié)構(gòu)使照相機(jī)的支撐架更容易穩(wěn)定。B、照相機(jī)的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？因素三：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關(guān)。

當(dāng)前85頁，總共89頁。如何增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性1.增大結(jié)構(gòu)的底面面積。2.降低