结构与稳定性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,魁北克大桥的坍塌,这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗.库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。,库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。,1907年，,正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响-大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。,坍塌原因是,桥长延长造成了大桥南端制动臂上的压力索发生弯曲，从而导致整个上层结构倾塌。,1,魁北克大桥第二次坍塌,事故时间：1916年9月11日。,坍塌原因：由于设计上的缺陷，导致桥体实际承载量远低于,设计承载量，并导致该桥第二次坍塌。,2,我国首座斜靠式系杆拱桥义乌丹溪大桥主桥为钢管混凝土拱桥，主跨88米，,主拱之间没有横撑，采用斜靠拱抵抗侧向水平力。外观优美，不像受普通钢管拱横撑的影响，视野开阔。桥面钢主梁采用顶推/牵引法施工，横梁、拱圈采用带悬臂的龙门吊吊装施工。,3,那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构,又是不稳定的？结构稳定与不稳定的程度又如,何评价？,4,二 稳固结构的探析,结构与稳定性,5,结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。,结构的稳定性,：,6,填表说明下表中的物体有可能因受到哪些力的作用而出现不稳,定现象，并根据你的生活经验，简要说明原因。,推力,碰撞,支撑面积较小,碰撞,碰撞,重心过高、底座小,与地面的接触面较小,、,底小口大的 形状,结构的稳定性与什么因素有关？,想一想：,7,影响结构稳定性的主要因素：,重心位置的高低,结构与地面接触所形成的支撑面大小,结构的形状,8,比萨斜塔,从1174年始建，1350年竣工，经历了176年。但由于塔身过重，地质松软，因此塔身仍以每年125毫米的速度向南倾斜。到1999年1月，塔顶比中轴线偏斜已达48米。意大利当局为了拯救斜塔，已向全世界广泛征求保护方案，同时在塔的北侧加压了830吨的铅块，并在塔身的三分之一处加了一圈铜缆，向北牵拉固定。不过斜有斜的好处，每天为“斜”而来的参观者多达10余万人，扔下大把大把的银子。如果它是一座正塔，比萨就不会有今天的风光，也就不会有这么多便宜可占了。,9,通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。,结构重心的位置：,结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。,因素：重心位置,的高低,10,静态的自行车是如何保持稳定的？,应注意，支撑架与地面的夹角不能过小，否则自行车的自身重力集中在支架上，同样容易失去平衡。,11,电动自行车或摩托车的另一种常见支撑形式如左图,请分析,1、支撑点与地面构成的几何形状,；,2、前、后车轮的受力,；,3、重心位置,；,4、稳定情况,；,三角形,车自身重力、承载力、地面支撑力,落在支撑架与前轮组成的三角形内,比较稳定,12,支撑面积越大，结构越稳定,接触面是物体与地面接触,形成的面,支撑面是物体与地面接触形成,支撑点的连线与地面构成的面,因素：支撑面积的大小,13,人们利用梯子可以登高。请分析,A字形梯载人时能稳定的原因，,如果没有梯子中间的拉杆将会怎,么样？,一般情况下，梯子打开的时候，梯面,与地面组成三角形，梯子本身就能站,得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，,两个梯面的上半部分就与横杆构成了,稳定的三角形，这就进一步加强了梯,子的稳定性，保证梯子能承受人体的,压力。如果没有梯子中间的拉杆，载,人时就不能保持稳定。,因素：结构的形状,14,在使用图中的两种形状的茶几时，需要注意什么才能使他们保持稳定？,15,生活中我们有这样的经验，一个物体要有三个支撑点才能稳定，如果只有两个就会倒下。但是，自行车在骑起来时，却只有两个支撑点，为什么不会倒下？,16,陀螺效应：,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。,所以一旦自行车运动起来后，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。,17,除了重心位置的高低、结构与地面接触所形成的,支撑面的大小和结构的形状外，你认为还有哪些,因素也会影响到物体的平衡？,在汽车制造业中，利用壳体结构和薄钢板制造汽,车的车体，而不用框架结构或较厚的钢板，原因,是什么？,思考,18,日常生活中我们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，那么我们是否也可以利用,不稳定的结构,来实现某些功能呢？,19,请举例生活中利用不稳定的结构,实现一定功能的事例。,20,欹（音 q 奇）器，又常被称做歌器。它是,一种灌溉用的汲水罐器，是我国古代劳动人,民在生产实践中的创造。欹器有一种奇妙的,本领：未装水时略向前倾，待灌入少量水后，,罐身就竖起来一些，而一旦灌满水时，罐子,就会一下子倾覆过来，把水倒净，尔后又自,动复原，等待再次灌水。,21,(3) 在我国四川的广汉三星堆出土的器具有许多都是尖底的。怎么摆放才稳定呢？,练习:,(1)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没摔倒？,(2)货物应尽量放在船舱里还是甲板上？为什么？,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，在一定范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面变大，越稳定！,22,谢谢大家,23,