结构稳定性ppt课件

技术与设计2 2.2稳固结构的探析 一、结构与稳定性,1,学习目标 （1）什么是结构的稳定性，掌握影响结构稳定性的主要因素； （2）稳定的结构在生活中有什么应用； （3）对影响结构稳定性因素的探讨有什么重要性； （4）你遇到过结构稳定性的正反案例吗； （5）解决所发的学案及生活中的问题。,2,上海“莲花河畔景苑”7号楼于2009年6月27日倒了,3,上海“莲花河畔景苑”7号楼,2009年7月3日上午11时许，上海市公布了倒楼事故的“直接技术原因”。 发布会持续了一小时左右，现场拥入约200名媒体记者。本次事故调查组组长、中国工程院院士、上海现代建筑设计集团总工程师江欢成，上海市建交委主任黄融、上海市安监局局长谢黎明等人悉数到场。 “这是一个沉痛的教训，做得太大胆，认识上缺乏科学态度，蛮干。”江欢成批评称，（施工有关方面）无知导致无畏。而黄融则称事故“施工不当”。,4,台风山竹过后，大树倒地,5,台风过后的灾害 打破原有的平衡状态出现了不稳定现象。,6,7,8,暴雪过后的灾害 打破原有的平衡状态出现了不稳定现象 。,9,1 结构的稳定性,结构的稳定性(Stability)是指结构在负载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。P012 稳定不是状态绝对不变，而是指受干扰后，允许状态有所变动，但当干扰消失后，能重新返回到原平衡状态，称为稳定。不能回到原有平衡状态，称为不稳定。,研究结构稳定性的目的之一：是为了在技术领域中设计出更加稳定的结构,10,P12马上行动,重力、风力,重心偏高、风太大,重力、碰撞,重力、碰撞,底座不够重、重心偏高,与地面接触所形成的支撑面较小、重心偏高。,11,2、影响结构的稳定性的主要因素。,影响结构稳定性的因素有多种，主要有： 重心位置的高低； 结构与地面接触所形成的支撑面的大小； 结构的形状等。,12,鸡蛋的结构稳定吗？有什么方法能使鸡蛋竖起来？,铁丝做的长方体的结构稳定吗？否则有什么方法使它稳定起来？,13,14,生活中采用降低重心的方法来提高结构稳定性的实例,15,生活中采用降低重心的方法来提高结构稳定性的实例,16,结论一: 结构或构件重心位置的高低影响结构的稳定性。 重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。,思考：是不是结构的重心越低，就一定越稳定呢？ 学生举例,17,例如：人站立时稳定，身体越倾斜的时候会变的越不稳定，为什么重心下降了，反而不稳定呢？,结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在底面范围内就是稳定的，反之就是不稳定的,18,小资料：比萨斜塔 由于塔身压力过重和地质松软，南面的地基比北面约低米。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。,这座八层高的塔楼有58.4米高 ，砖石打造的地基直径为19.6米深及地平面以下5.5米，地基朝南向水平线倾斜了5.5度，因此钟塔的第七层比一楼向外突出了4.5米。,19,辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。,小资料：中国的斜塔,20,学以致用,“说你呆你不呆，把你推一推，你又歪一歪，让你躺下去，你又站起来”这首儿歌形象的描述了不倒翁的特点，请运用稳定性的相关知识解释其原因。,21,仔细观察它们有何特点?,22,木雕圆桌、圆凳 与地接触面积大 摆放稳定,23,（解释：因为接触面积越大，重心的投影就 越容易落在里面，从而可以达到稳定。）,24,结论二、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。 结构与地面接触所形成的支撑面越大，结构越稳定。,（支撑面接触面）,25,P14生活中的事例 观察一下静止状态的单车如何保持平衡?,P14案例探究,26,B,C,A,分析： 1、双脚支撑，三点形成一个固定三角形，且自行车重心落在该三角形内，所以这种是稳定支撑。 2、单脚支撑，三点形成三角形的形状取决于单脚A位置，而A点位置由自行车倾斜角度决定，倾斜角度越大自行车重心越易落在三角形内，也就越稳定。 思考：倾斜角度越大自行车越稳定，这句话对吗？,27,P15探究自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？,28,陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向）的惯性。即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。,29,为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？,想一想：,30,三角形结构使支架更容易稳定,结构形状影响稳定性,31,32,思考：怎样让一本书更好地直立在桌面上？,33,试验：结构的重心与形状影响结构强度。,交绰搭建增加结构强度,34,结论三: 结构形状影响结构的稳定性。,35,小结:影响结构稳定性的主要因素,影响结构稳定性的因素有多种，主要有： 1、重心位置的高低 2、结构与地面接触所形成的支撑面的大小 3、结构的形状,提高结构的稳定性 : 可降低重心，增大支撑面，改变形状。,36,除了重心位置、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影响结构的稳定性？,材料、构件的连接方式等也会影响结构稳定性,P15思考,37,结件连接方式,结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。,38,结构的材料,不同材料构成的结构，其强度各不相同。有抗拉力、压力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同结构不同要求中，选择不同特性的材料。,梁的示意图,压力,拉力,跳板材料,39,（2）地动仪,（3）跨栏、跳高的标杆、菱形挂衣架、伸缩门等,知识拓展 ：不稳定的结构就一定没有好处吗？,（1）倒置的啤酒瓶预测地震,40,活动实践题： 请同学们结合本节课内容从结构与稳定性的角度出发为某公司在如图的十字街口位置设计一个稳固的巨幅街头广告牌！ （用文字、图样说明自己的设计）,北,西,该地区夏季雷雨天气常伴有较强的东南风。,41,P23练习,1、观察学校篮球架，分析 篮球架要有较高的稳定性，需具备什么条件？,A,E,D,B,C,篮球架示意图如右图所示，假设AC=CB，由于篮球架的重力，使得整个架子的重心落在CB外，则篮球架是不稳定的。为了使篮球稳定，一般都采取在地面BC处加重物或固定的措施。,42,