搭建抗震模型

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1、江苏省2012年金钥匙科技竞赛教练员培训班“设计与技术”领域——搭建抗震模型叶艳东南大学学习科学研究中心“做中学”科学教育改革实验项目教学中心江苏汉博教育培训中心2012年10月·南京科学教育所涉及的四大领域•物质科学领域•生命科学领域科学知识•地球与空间科学领域•设计与技术领域应用技术科学与技术有什么区别和联系？科学与技术的区别科学技术解释的科学行动的学科为了揭示自然界的现象为了创造人工自然物解决“是什么”和“为什么”解决“做什么”和“怎么做”的问题的问题研究时尽量简化参量关心特殊性和具体情况总希望规律能普适化不期望能普适科学与

2、技术的联系•科学在认识世界、探索自然中不断发现新知识、新理论，为工程技术的发展奠定理论基础；•工程和技术在改造世界中，综合应用科学知识，不断实践、创新，研制新产品，为科学的探索创造条件和提供新的手段与方法，进而又促进了科学的深入研究和新的发现。在小学开展设计与技术领域活动的意义•“设计与技术”领域活动更强调动手能力、合作能力、以及综合解决问题的能力。•爱因斯坦认为教育的目的是“培养独立思考和行动的个人”。“设计与技术”领域的活动，通过培养学生综合解决问题的能力，对于学生今后的发展有着重要作用。5/127设计与技术领域活动如何开展我

3、们通过亲历设计与技术领域活动来了解设计与技术领域体验活动任务——搭建抗震模型2010年1月12日海地里氏7.0级地震遇难人数约22.25万人2010年2月27日智利里氏8.8级地震遇难人数约600多人2010年4月14日中国玉树里氏7.1级地震遇难人数约2700人为什么智利地震震级最强，反而遇难人数最少呢？人口密度防震抗震知识建筑抗震设计……智利所有建筑要求抗震9级抗震设计的基本原则一场地选择•宜选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地等。•避开对建筑抗震不利地段，如饱和松散粉细砂等易液化土，人工填土及软弱场地土等。•不应在

4、危险地段建造建筑。危险地段一般指，地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段。二地基设计•同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基，部分采用桩基。•当地基有软弱粘土、可液化土，新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚性，以防止地震引起的动态和永久的不均匀变形。•在地基稳定的条件下，还应考虑结构与地基的震动特性，力求避免共振的影响。三建筑的结构设计•力求使质量、刚度、延性等均匀、对称、规整，避免突然变化。•建筑的防震缝应该根据建筑的类型，结构体系和建筑形状等具体情况的实际需要设置。伸缩缝

5、、沉降缝应符合防震缝的要求。四抗震结构体系•应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。•宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。•应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。•以具有合理的刚度和强度分布、避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。搭建抗震模型需要考虑结构设计•结构对称•宽基座•桁架支撑暂不考虑•场地选择•地基设计•抗震结构体系搭建抗震模型的材料回形针吸管制作要求•搭建抗震模型的材料只能使用吸管和回形针，不能使用其他连接材料。•吸管的最大使用量不能超过50根。•抗震模型的

6、底面积不能大于25*25cm（抗震测试平台基座的大小）。•抗震模型必须搭建两层，每层的高度不低于18cm。•每层至少能够摆放1块300克的木板。尽可能地做到美观、省材，且具有创新性。怎样用回形针连接吸管？如何连接两根吸管ò用单个回形针连接两根吸管形成固定连接处容的角度易变形如何连接两根吸管ò用两个回形针连接两根吸管连接点灵活运动不能形成固定角度如何连接多根吸管制作前的思考•你们组想做一个什么样的抗震模型？•这个抗震模型需要多少根吸管？•你们组如何分工合作？24/127给各组十分钟的时间进行设计请在设计图上清晰地表现出你们的设计思路

7、制作时的注意事项•认真规划，不浪费材料•制作时注意安全•安排好时间（30分钟）•制作完后及时进行测试制作要求•搭建抗震模型的材料只能使用吸管和回形针，不能使用其他连接材料。•吸管的最大使用量不能超过50根。•抗震模型的底面积不能大于25*25cm（抗震测试平台基座的大小）。•抗震模型必须搭建两层，每层的高度不低于18cm。•每层至少能够摆放1块300克的木板。尽可能地做到美观、省材，且具有创新性。地震检测1.制作完成之后，将给各组的抗震模型进行逐级“地震”测试。地震波2.如模型在“地震”测试中倒塌，给予2分钟修理时间，但不能补充材

8、料。修理完之后可以进入下一级测试。层次测试内容一第一层放1袋重物。基础要求二第二层加放1袋重物。三将沙袋取下，进行小地震测试，即垂直和水平轻微震动各5秒。四第一层放一袋重物，进行小地震测试。小地震测试五第二层加放一袋重物，进行小地震测试。六将沙袋取