穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析1

1、二二 穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析 3基本要求：基本要求：1、理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。2、從結(jié)構(gòu)的形狀、材料、連接方式等方面分析影響結(jié)構(gòu)的主要因素。3、理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。發(fā)展要求：發(fā)展要求：會用現(xiàn)代理念研究結(jié)構(gòu)的形狀、材料和連接方式。如形狀新穎、材料合理、連接巧妙穩(wěn)固。重要概念：重要概念：穩(wěn)定性、強度1 1 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在負載負載的作的作用下維持其原有用下維持其原有平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)的能力。的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。臺風(fēng)過后的災(zāi)害臺風(fēng)過后的災(zāi)害 打破原有的平衡狀態(tài)出現(xiàn)了不穩(wěn)定現(xiàn)象打破原有的

2、平衡狀態(tài)出現(xiàn)了不穩(wěn)定現(xiàn)象 04年5月23日，巴黎戴高樂機場2候機廳頂棚發(fā)生坍塌事故，事故原因：金屬構(gòu)件本來也負擔(dān)著頂棚的重量，但弧度結(jié)構(gòu)上的裂痕使這個構(gòu)件逐漸穿過了頂棚，不再支撐數(shù)十噸重的頂棚，最終導(dǎo)致拱形頂棚發(fā)生坍塌。 東陽木雕圓桌、圓凳東陽木雕圓桌、圓凳 受地面積大受地面積大 擺放穩(wěn)定擺放穩(wěn)定衛(wèi)星電視接收天線衛(wèi)星電視接收天線 支撐桿有螺絲固定在大框架上支撐桿有螺絲固定在大框架上攝影棚的攝象機、射燈均為三角架支撐攝影棚的攝象機、射燈均為三角架支撐比薩斜塔比薩斜塔(CAMPANILE DI PISA)是世界建筑史上的一大奇跡。由于塔身壓是世界建筑史上的一大奇跡。由于塔身壓力過重和地質(zhì)松軟，南面

3、的地基比北面約低米。在施工期間塔身既出現(xiàn)力過重和地質(zhì)松軟，南面的地基比北面約低米。在施工期間塔身既出現(xiàn)輕微傾斜，隨著工程的進度，傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時，可輕微傾斜，隨著工程的進度，傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時，可明顯看出傾斜，曾一度停工。一百多年以后，經(jīng)工程師托馬索明顯看出傾斜，曾一度停工。一百多年以后，經(jīng)工程師托馬索皮薩諾精心皮薩諾精心測量和計算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會倒塌，使工程繼續(xù)按原設(shè)計繼測量和計算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會倒塌，使工程繼續(xù)按原設(shè)計繼續(xù)施工，直到竣工。續(xù)施工，直到竣工。 重心點的垂線位置，落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)雙腳支撐輕騎車單腳支撐自行車履帶式小轎

4、車履帶式小轎車想一想想一想分析不同壘法的墻，當(dāng)施加同樣的力時，哪種分析不同壘法的墻，當(dāng)施加同樣的力時，哪種壘法的墻不容易推倒？穩(wěn)定性最強，你認為最壘法的墻不容易推倒？穩(wěn)定性最強，你認為最好的壘法是什么？好的壘法是什么？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素有哪些？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素有哪些？1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)在負載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性想一想：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？ 高塔為什么一般 上面很小，下端面積很大？為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？ 支撐面越大越穩(wěn)定， 越小越不穩(wěn)定。 結(jié)構(gòu)的底座，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成 的支撐面的大小。 A字形梯為什么載

5、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？形狀：穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)重心：落在兩邊的支撐腳與地面的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)不能固定，不穩(wěn)定，容易失去平衡 野外勘探儀為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架臨時擺放的屏風(fēng)為什么擺成字型，而不擺成一字型？單腳支撐的自行車放穩(wěn)的原因分析結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性不同。往往，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：注意！注意！運動狀態(tài)下與靜止?fàn)顟B(tài)下物體的穩(wěn)定條件有所不同。如自行車，高空走鋼絲手持長桿小試驗：小試驗：試驗一：撲克牌受力試驗試驗一：撲克牌受力試驗技術(shù)與設(shè)計技術(shù)與設(shè)計2活動手冊活動手冊 活動一活動一試

6、驗二：試驗二：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素有哪些？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素有哪些？2 2 結(jié)構(gòu)與強度結(jié)構(gòu)與強度結(jié)構(gòu)的強度結(jié)構(gòu)的強度 是指結(jié)構(gòu)具有抵抗被外力破壞的能力是指結(jié)構(gòu)具有抵抗被外力破壞的能力.海嘯大壩拔河拔河繩子的強度普洱地震唐山地震影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料材料、構(gòu)件之間的連接方式構(gòu)件之間的連接方式等因素等因素有密切的關(guān)系。有密切的關(guān)系。交綽搭建增加結(jié)構(gòu)強度結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)結(jié)構(gòu)的形狀、使用構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之的材料、構(gòu)件之間的連接方式間的連接方式等等因素有密切的關(guān)因素有密切的關(guān)系。系。鋁合金鋁合金A字形

7、梯字形梯因素一因素一:結(jié)構(gòu)的形狀結(jié)構(gòu)的形狀結(jié)構(gòu)形狀結(jié)構(gòu)形狀各種形狀的橫截面構(gòu)件，所承受力的各種形狀的橫截面構(gòu)件，所承受力的程度是不一樣的。程度是不一樣的。三角形是框架結(jié)構(gòu)最基本的形三角形是框架結(jié)構(gòu)最基本的形狀之一，結(jié)實、穩(wěn)定、材料最狀之一，結(jié)實、穩(wěn)定、材料最少。在四邊形、六邊形構(gòu)件中，少。在四邊形、六邊形構(gòu)件中，加上三角形支撐件，就可大大加上三角形支撐件，就可大大增加構(gòu)件的牢固程度。增加構(gòu)件的牢固程度。因素二因素二: 結(jié)構(gòu)使用的材料結(jié)構(gòu)使用的材料在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮到所使用的材料在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮到所使用的材料,如鋼、木、如鋼、木、石、化工材料等等，不同的材料就有不同的強度。石、化工材料等等

8、，不同的材料就有不同的強度。因素三因素三: :結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接鉸連接：鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對 移動，但能相對轉(zhuǎn)動。剛連接：剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相 對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動，具體有榫接、膠接、焊接等。榫接榫接膠接膠接焊接焊接馬上行動馬上行動P 020探究探究P0203 3 結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響。結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)功能和作用產(chǎn)生著直接影響。結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化。致功能的變化。殘疾人專用電動車殘疾人專用電動車泰順廊橋的結(jié)構(gòu)原理：廊橋結(jié)構(gòu)的基本組合單元

9、是六根桿件，縱向四根、橫向兩根，平面呈“井”字形。利用受壓產(chǎn)生的摩擦力，構(gòu)件之間越壓越緊。這種結(jié)構(gòu)，不用釘鉚，只需用相同規(guī)格的桿件，別壓穿插，搭接而成。從力學(xué)上分析，上端的縱梁壓在橫梁上，橫梁又壓在相對一根縱梁上，上下兩根縱梁夾住一根橫梁，摩擦力使得橫梁不能滑動，結(jié)構(gòu)簡單而奇妙，這種結(jié)構(gòu)，整體為拱形結(jié)構(gòu)，因此沿拱心線整體受壓，不會產(chǎn)生彎矩，就每一根桿件來說，又是最簡單的簡支梁，承受兩種集中荷載。橋的構(gòu)件統(tǒng)一，無特殊，異形的構(gòu)件，伐下的樹木只需經(jīng)少量人工即可制成合格構(gòu)件，而且，裝卸方便，拆橋時可以做到不損構(gòu)件，且可重復(fù)利用。小桿件便于運輸，用小構(gòu)件形成大跨度，經(jīng)濟合理?！昂鐦蚪Y(jié)構(gòu)”有很好的受壓性能，只要兩端固定，橋就能很好地承受向下的荷載，由于結(jié)構(gòu)的特殊，橋受到向上的反彈力，就很容易失穩(wěn)遭受破壞。為此，泰順的虹橋都采用了廊橋這種形式，橋上建廊屋非但不是負擔(dān)，反而增加了穩(wěn)定性。每當(dāng)山洪爆發(fā)時，當(dāng)?shù)鼐用駥⒓抑凶钪氐奈矬w或大石頭搬到橋上來增加橋的穩(wěn)定性。木拱橋以較短的木材，通過縱橫相貫，猶如彩虹飛架寬闊水面，其巧妙的結(jié)構(gòu)，令人驚嘆！小試驗小試驗:材料清單：材料清單：一次性筷子若干根，硬紙板，鉤碼一盒活動任務(wù)：搭廊橋活動任務(wù)：搭廊橋1、依據(jù)示意圖用筷子搭建一座廊橋2