穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析 省賽獲獎(jiǎng)

穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析一、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性2023年6月16日(1)一輛白色轎車(chē)掉到河里，一輛吊車(chē)來(lái)營(yíng)救。2023年6月16日(2)白色轎車(chē)被吊到了空中。2023年6月16日(3)意外情況發(fā)生了，吊車(chē)承受不住了，向河里開(kāi)始傾斜了。2023年6月16日(4)兩輛車(chē)都掉到了河里。2023年6月16日(5)沒(méi)辦法，只好又找來(lái)一輛更大的吊車(chē)來(lái)營(yíng)救。2023年6月16日(6)轎車(chē)被吊了上來(lái)。2023年6月16日(7)再去營(yíng)救第一輛吊車(chē)，吊車(chē)露出了水面。2023年6月16日(8)情況又發(fā)生了，兩輛吊車(chē)又一同掉進(jìn)了河里、、、、、、上?！吧徎ê优暇霸贰?號(hào)樓于2009年6月27日倒了2023年6月16日“樓歪歪”2023年6月16日1

結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(Stability)是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。穩(wěn)定不是狀態(tài)絕對(duì)不變，而是指受干擾后，允許狀態(tài)有所變動(dòng)，但當(dāng)干擾消失后，能重新返回到原平衡狀態(tài)，稱(chēng)為穩(wěn)定。不能回到原有平衡狀態(tài)，稱(chēng)為不穩(wěn)定。研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的之一：是為了在技術(shù)領(lǐng)域中設(shè)計(jì)出更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。那到底什么樣的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的？什么樣的結(jié)構(gòu)又是不穩(wěn)定的？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素思考

“說(shuō)你呆你不呆，把你推一推，你又歪一歪，讓你躺下去，你又站起來(lái)”這首兒歌形象的描述了不倒翁的特點(diǎn)，不倒翁為何不倒呢？2023年6月16日重心低影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素1、結(jié)構(gòu)的重心重心越低，穩(wěn)定性越好；重心越高，穩(wěn)定性越差。落地扇的底座影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素獨(dú)腳茶幾為何能穩(wěn)定？茶幾高度設(shè)計(jì)比較低；底座采用較重的材料；臺(tái)面采用比底座輕的材料。重心低思考：是不是結(jié)構(gòu)的重心越低，就一定越穩(wěn)定呢？例如：人站立時(shí)穩(wěn)定，身體越傾斜的時(shí)候會(huì)變的越不穩(wěn)定，為什么重心下降了，反而不穩(wěn)定呢？2023年6月16日

結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線(xiàn)是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在底面范圍內(nèi)就是穩(wěn)定的，反之就是不穩(wěn)定的思考：下面的圖中的哪個(gè)結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的？（C）（A）（B）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素為何比薩斜塔出現(xiàn)傾斜后沒(méi)有立刻倒掉呢？塔體重心的垂點(diǎn)位于塔的底座范圍內(nèi)。

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(chēng)奇跡。小資料：中國(guó)的斜塔2023年6月16日生活中采用降低重心的方法來(lái)提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的實(shí)例

影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素高塔為什么一般上面很小，下端面積很大？把啤酒瓶（礦泉水瓶）倒立為什么容易倒？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素２、支撐面的大小結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。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(diǎn)的連線(xiàn)與地面構(gòu)成的面。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素

為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？想一想：想一想：為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素照相機(jī)、攝像機(jī)為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架……？三角支架與地面有三個(gè)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。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素３、結(jié)構(gòu)的形狀結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。兩條腿的板凳能穩(wěn)定嗎？有三條腿，但在同一直線(xiàn)上能穩(wěn)定嗎？

判斷穩(wěn)定性：穩(wěn)定不夠穩(wěn)定影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素屏風(fēng)隔斷為什么通常都擺成Z字型，而不擺成一字型？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素案例分析靜態(tài)的自行車(chē)是如何保持穩(wěn)定的？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素案例分析單腳支撐支撐腳與地面的接觸點(diǎn)A與前、后輪與地面的接觸點(diǎn)B、C構(gòu)成三點(diǎn)支撐，在地面形成△ABC。靜態(tài)的自行車(chē)是如何保持穩(wěn)定的？ABC自行車(chē)的重心能否落在△ABC內(nèi)取決于單腳支撐架的傾斜度。在一定范圍內(nèi)，支撐架與地面的夾角越?。ㄗ孕熊?chē)的車(chē)身越斜），△ABC的面積越大，自行車(chē)的重心越容易落在三角形內(nèi)，穩(wěn)定性越好。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素生活中我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)物體要有三個(gè)支撐點(diǎn)才能穩(wěn)定，如果只有兩個(gè)就會(huì)倒下。但是我們也看到過(guò)這樣的現(xiàn)象：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素靜止時(shí)傾倒高速旋轉(zhuǎn)立起來(lái)物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中和在靜止?fàn)顟B(tài)中穩(wěn)定條件是不同的。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，一方面人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負(fù)載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些功能。例如：地震多發(fā)地區(qū)，人們利用倒置的啤酒瓶來(lái)預(yù)報(bào)地震。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素利用偏心輪等質(zhì)量不均勻的旋轉(zhuǎn)件，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)不穩(wěn)定，引起很大的跳動(dòng)，人們利用這個(gè)原理制作了按摩器。小結(jié)穩(wěn)定性支撐面重心形狀二、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度1、強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)具有抵抗被外力破壞的能力。事件結(jié)果主要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相同質(zhì)量的重物沿著垂直中心線(xiàn)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脆性塑料桿易斷中間有焊接縫的鋼管易斷不同材料的抗拉性能不同結(jié)構(gòu)的連接方式不同馬上行動(dòng)：根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)填寫(xiě)。二、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素：（1）結(jié)構(gòu)的形狀鉆石與石墨的結(jié)構(gòu)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，有比較好的強(qiáng)度。法國(guó)蓬皮杜藝術(shù)中心橫截面形狀不同橫截面形狀的構(gòu)件所能承受力的程度是不樣的。工字形截面圓形截面：混凝土梁含有加固鋼筋，混泥土擅長(zhǎng)抗壓力，而鋼筋擅長(zhǎng)抗拉力，共同構(gòu)成牢固的結(jié)構(gòu)。2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素：（2）結(jié)構(gòu)的材料鉸連接——被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。（松螺栓）剛連接——被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。（榫接、膠接、焊接）2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素：（3）構(gòu)件之間的連接方式雨傘返回螺栓榫接膠接焊接2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素：（1）結(jié)構(gòu)的形狀。（一般情況下，三角形具有比較好的強(qiáng)度）（2）結(jié)構(gòu)的材料。（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接方式。三、結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)對(duì)事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響。結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能的變化。