1.3结构的稳定性和强度.ppt

在台风来之前它是稳定的！是什么原因出现了不平衡状态？ 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？物体稳定与不稳定的程度又如何评价？ 第三节 结构的强度与稳定性 内力 外力是使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 使用钢筋混凝土结构的好处是什么？ 结构构建的连接通常有以下两类： 铰连接 刚连接 刚连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。 结构的稳定性： 结构的稳定性是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。 小结: 一、结构的稳定性 影响结构稳定性的三个因素：重心位置、支撑面积的大小和结构的形状 二、结构的强度 影响结构强度的三因素：结构的形状、结构的材料与连接 三、结构与功能 结构的稳定性与什么因素有关？ 想一想： （一）影响结构稳定性的主要因素： 重心位置的高低 支撑面的大小 结构的形状 [实验探究1]： 拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳定性不好。同样的一本书，把它的下端各书页展开一定的角度，仍旧将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。 因素一：支撑面积的大小 1.稳定性与支撑面积的大小有关 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。 B：为什么大坝的横截面总是建成梯形？ 大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。 C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？ 这是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。 注意： 支撑面≠接触面。 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。 接触面 支撑面 [实验探究2]：落地扇为什么不易倾倒？ 落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇的重心降低。 2．结构的稳定性与重心位置有关。物体重心越低，越稳定。 因素二：重心位置 A.不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？ 不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是不倒翁了。重心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。 B. 比萨斜塔为什么不倒塌？ 1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更加遐迩闻名。 它从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1．25毫米的速度向南倾斜。到1999年1月，塔顶比中轴线偏斜已达4．8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。 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。 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 苏州的虎丘塔 虎丘塔高47.7米，比意大利比萨斜塔矮6米；塔尖偏离中心2.34米，是比萨塔的一半；虎丘塔建于961年，比比萨塔早完工390年。因为地基不牢，重6000吨的塔便倾向土堆的一边。 小资料：中国的斜塔 一摞书，整齐放置时的稳如泰山；另一种放法,每本都往一边慢慢往外放置，到一定程度时一摞书就全倒了。 小实验 3、结构的稳定性与它的几何形状有关。 A、A字形梯为什么载人时能够保持稳定？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