結構的強度與穩(wěn)定性

結構的強度與穩(wěn)定性第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四知識回顧1.什么是結構?2.什么是構件?4.結構的類型有哪些?3.構件有哪些具體的受力形式?第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四小試驗當這些物體受到外力作用時，原有的平衡狀態(tài)被打破導致的這是一種我們生活中的現(xiàn)象，正常它是穩(wěn)定的，后來它在什么情況下會翻倒呢？

第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四生活中的現(xiàn)象第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四什么是結構的穩(wěn)定性呢？結構的穩(wěn)定性是指結構在外力的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。結構的穩(wěn)定性是結構的重要性質之一。思考：根據課前預習，思考結構穩(wěn)定的條件是什么?第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四結構穩(wěn)定的條件：對于一個靜止狀態(tài)的結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩(wěn)定的，不會出現(xiàn)傾倒。第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四[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：支撐面積的大小支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。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的連線與地面構成的面。第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四A.落地電風扇或者賓館里的落地燈，它們都有一個比較大的底座結構的底座與地面接觸所形成的支撐面大,結構穩(wěn)定。第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四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，支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四C.為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？

為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四[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，風扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低。

因素二：重心位置的高低重心的高低影響結構的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四以前的農作物個子高，遭遇暴風驟雨容易傾覆，造成減產；現(xiàn)在的農作物普遍個子矮。就是利用了重心低結構穩(wěn)定的原理第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四

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成了穩(wěn)定的三角形，這就進一步加強了梯子的穩(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。[探究3]：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？因素三：結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。

第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四

建筑中廣泛運用了三角形的穩(wěn)定性。房子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，形成多個三角形，既節(jié)省了材料，減輕了結構的質量，又有效地加強了結構的強度和穩(wěn)定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。補充（三角形穩(wěn)定性的應用）：第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四要提高這種籃球架的穩(wěn)定性可以怎么做？在籃球底座上加些比較重的石板之類的重物。是為了使籃球架的重心向后偏移，重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，達到結構穩(wěn)定的基本條件。還有什么方法嗎？可以增大底座與地面的接觸面，這樣也可以使重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內。但我們在日常生活中沒有發(fā)現(xiàn)這樣做的，為什么呢？第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四不穩(wěn)定的結構應用：１.倒置的啤酒瓶可以預報地震。２.在打水的桶口邊掛一重物，在水面時能自動翻倒打水。第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四知識點回顧1.什么是結構的穩(wěn)定性?2.結構穩(wěn)定的條件是什么？3.影響結構穩(wěn)定性的因素有哪些？提高結構穩(wěn)定性的措施有哪些？第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四結構的重要性質之一：結構的強度什么是結構的強度？結構的強度：結構具有的抵抗被外力破壞的能力?？箟簭姸?、抗拉強度、抗彎強度……第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四內力、應力外力內力PN當構件收到外力作用時，外力使構件發(fā)生變形的同時，構件內部分子之間也會隨之產生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內力。而應力是指構件單位橫截面上所產生的內力。第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四穩(wěn)定性是研究物體的保持原有平衡狀態(tài)的能力，強度則是研究不被外力破壞的能力。例如我們日常生活中使用的椅子能夠承受人的重力這是一個強度問題，那么椅子在使用時會不會左右晃動，搖擺，那就是一個穩(wěn)定性問題了。強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別：

第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四結構強度與什么因素有關？探究一：寬度厚度相同的紙條與鋼條的抗彎強度一樣嗎？結論1：結構的強度與結構的材料有關。第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四一字形L形U形測量數值在所有的構件梁中，一字形的強度是最弱的；U形梁的強度最大；L形梁的強度介于中間。探究二：不同截面形狀的構件做成的梁的抗彎強度是否一樣？結論2：結構的強度與結構的橫截面形狀有關。第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四

吊蘭支撐使用的三角形支架結構，而不使用由一根直桿挑起的結構。從材料方面考慮，吊蘭的三角形支架使用的是鋼管而不是木條或塑料，鋼管抗拉力性能好。從連接方式考慮，吊蘭的三角形支架的構件是焊接而不是捆縛，這種連接方式更牢固。結論3：結構的強度與結構的外部形狀有關。第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四三角形形狀:三角形是框架結構中最基本的形狀之一,它結實、穩(wěn)定、所用材料最少。在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構件，構成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四探究三：構件之間的連接方式：按構件之間能否移動及轉動來分類，結構可分為以下兩類：鉸連接剛連接

結構是由若干個構件通過不同的連接方式組合而成的。不同的連接方式，受力傳遞方式和效果不一樣，構件的連接方式直接影響結構的強度。不能相對移動，但可相對轉動不能相對移動，也不能相對轉動第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可以相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等，如折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等。第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四

剛連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接、不可移動的桌腿與桌面的連接等。膠接榫接第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四1.影響結構強度的幾個主要因素結構的形狀結構的材料構件之間的連接方式結構外部形狀結構的構件截面形狀鉸連接剛連接第29頁，共31頁，2023年，2月20日，星期四混凝土材料。

使用鋼筋混凝土結構的好處是什么？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