第二节探究结构之稳定性与结构强度(2课时).ppt

比萨斜塔 一、结构与稳定性 1、结构的稳定性含义： 结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 （1）重心位置影响结构的稳定性 结构的连接几何形状 应力：构件单位截面面积所受的的内力 应力=内力/截面面积 1、 强度与材料 （1）、强度与材料：截面积相同，材料不同的比较。比如：相同粗细的铁棍与木棍 构件连接反面案例：四川綦江的彩虹桥倒塌事件。 原因：拱架钢管焊接不合格 构件的节点 1、铰结点： 连接处不能相对移动， 但可以转动。 2、钢结点： 连接处即不能移动， 也不能转动。 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、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、连接方式。 三、结构的连接 隼接、螺栓连接、胶粘、绳接、焊接、铆接等 * * 第一章：结构与设计 第二节：探究结构 塔科马大桥坍塌 2、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 怎样让不倒翁倒下去？ 不倒翁牙刷 不倒翁牙签 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。 重心越低,稳定性越好; 重力的作用线落在结构的支撑面积范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。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。 结构的支撑面积 重力的作用线 支撑点 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。 （2）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。 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。 接触面 支撑面 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。 木雕圆桌，支撑面积大 摆放稳定 判断哪个圆桌比较稳定 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。 因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。 B、照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？ 因素三： 结构的稳定性与它的几何形状有关。 四腿八叉 A B C 影响结构稳定性的主要因素： 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、结构的几何形状 4、构件连接处的强度 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！ 结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力. 二、结构与强度 （一）强度含义： 正应力或反向应力 剪应力或切应力 1、建筑物的支柱是怎样承受压力的？ 2、扭绞的绳子为什么不易拉断？P15 （二）影响结构强度的因素 1、材料 2、构件横截面积大小 4、构件连接方式 3、构件的截面形状 钢筋混凝土梁的受力分析 P16 钢筋承受拉力 2、强度与材料的形状：相同的材料，不同的形状 A、同种材料，横截面面积相同，形状不同，