稳固结构的探析1.ppt

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1、复习：第一节《常见结构的认识》1.什么是结构？广义上：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。从力学的角度：结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。2.组成结构的构件的基本受力形式拉力压力扭转力弯曲力剪切力复习：第一节《认识结构》结构的分类实体结构框架结构壳体结构结构从力学架构与形态方面考虑：结构与稳定性思考：同样在台风的破坏下，为什么有一些树、房子或广告牌等被刮倒，而其它的却稳如泰山一点都不受台风影响呢？结构与稳定性第二节稳固结构的探析什么是结构的稳定性？结构的稳定性是指结构在荷载

2、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。影响结构稳定性的主要因素有哪些?请举出生活中不稳定结构的一些例子：因货物堆得过高而在弯道翻倒的车路边倒地的自行车踩高跷倒立的啤酒瓶……不倒翁不倒为什么不倒？“不倒翁”既是我们生活中的艺术品，也是具有典型结构的技术产品，那么它不倒的原因是：大家都有这样的经验:平放的砖头很稳定,把砖头竖立起来就容易翻倒;瓶子里装了半瓶水很稳定,空瓶子或是装满水的瓶子就比较容易翻倒。从上面的两个事例来看,要使一个物体稳定,不易翻倒,需要满足两个条件:第一,它的底面积要大;第二,它的重

3、量要尽可能集中在底部,也就是说,它的重心要低,物体的重心可以认为是所受重力的合力作用点。对任何事物来说,如果它的底面积越大,重心越低,它就越稳定,越不容易翻倒。例如:塔形建筑物总是下面大上面尖;装运货物时,总是把重的货物放在下面,轻的货物放在上面。知道了这些以后,我们再来看不倒翁。不倒翁整个身体都很轻,只是在它的底部有一块较重的铅块或铁块,因此它的重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圆滑,容易摆动。当不倒翁向一边倾斜时,由于支点(不倒翁和桌面的接触点)发生变动,重心和支点就不在同一条铅垂线上,这时候,不倒翁在重力的作用

4、下会绕支点摆动,直到恢复正常的位置比萨斜塔(CAMPANILEDIPISA)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２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看视频1比萨斜塔为何不倒？影响结构稳定的因素1.重心位置的高低影响结构的稳定性重心越低,稳定性越好

5、;重心越高,稳定性越差。结构重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。高塔为什么一般上面很小，下端面积很大？大坝想一想：大坝为什么建成上端小而下端大的梯形形状？卫星电视接收天线支撑杆有螺丝固定在大框架上２.结构与地面接触所形成的支撑面的大小影响结构的稳定性。支撑面越大稳定性越好。影响结构稳定的因素A形铝梯野外勘探仪为什么用三角架支撑……因为三角形是稳定的形状三角形结构临时摆放的屏风为什么摆成Ｚ字型，而不摆成一字型？看视频2３.结构的稳定性与它的几何形状有关三角形的稳定性在建筑工程中被广泛运用（请同

6、学们看课本P15上的“阅读”内容）在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公共汽车上要如何才能保持自己的不摔倒？人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低，在一定的范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面越大，越稳定！[练习]:注意：影响结构稳定性的因素是相互关联的，往往需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。影响结构稳定性的主要因素：总结:1.重心位置的高低；2.支撑面的大小；3.结构的形状。结构稳定的基本条件：重心所在的点垂线落在结构底面的范围内探究：1.静止状态下陀螺会

7、倾倒，而当它高速旋转时却可以立起来？2.自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？1.凡是高速旋转的物体，都有一种使转动轴保持不变的能力，这种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。2.自行车运动起来后，转动的车轮也具备这种能力，这种能力使得自行车即使发生了倾斜，也能自动地把自行车调整过来，这就是自行车不倒的原因。注意:运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受荷载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。１.倒置的啤酒瓶

8、可以预报地震２.在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。不稳定结构的利用