资源简介

(共38张PPT)
§1.2稳固结构的探析
探析结构的稳定性 | 探析结构强度
通用技术
必修二
结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
结构的稳定性
真实情境
探析结构稳定性的影响因素
重心
起重机为什么能保持稳定？
结构重心的位置影响着结构的稳定性
起重机的质量达几百吨，且重心很低，所以在较大的荷载作用下也能保持稳定。
通过降低重心以提高稳定性的实例？
有些产品在使用过程中重心很高，这些产品怎样保持稳定的呢？
重心
结构重心的位置高低影响结构稳定性的结论成立是有条件的，条件是：
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，反之就会不稳定。
重心
真实情境
如果重心的垂足落在结构的支撑面内，就是稳定的，不会倾倒。
对于一个处于静止状态的结构而言，
结构的稳定性
探析结构稳定性的影响因素
两个纸杯平放在桌上，哪个纸杯更稳定？为什么？
结构与地面接触所形成的支撑面影响着结构的稳定性
右侧纸杯稳定性更好
这与结构底座有关，底座支撑面积越大，结构越稳定
探析结构稳定性的影响因素
哪种形状更稳定？
结构的形状不同，其稳定性也不同。
探析结构稳定性的影响因素
空调支架
A形梯
桁架结构
桁架(héng) (jià)：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构，一般具有三角形的平面或空间结构。
重心高低
支撑面大小
结构形状
重心落在支撑面内
探析结构稳定性的影响因素
试分析A字形梯载人时能稳定的原因以及横梁的作用
A字形梯载人时能稳定的原因，主要可从梯子的形状、梯子的重心两方面分析。A字形梯的两边支脚分别与地面形成较大的支撑面，中间由横梁固定，当人站上梯子时，人和梯子重心的垂线落在四个支撑脚形成的底面范围内。因为支撑面大，人稍有倾斜，重心的垂线仍在支撑面内，所以结构是稳定的。如果没有梯子中间的横梁，梯子的支撑脚与地面的位置不能固定，梯子的支撑脚与地面的摩擦力不够大时，由于两梯脚是用饺链连接的，当人站上梯子时，两梯脚会向外滑动，A字形结构被破坏，失去平衡，梯上的人会跌落下来。
D
C
B
如图所示，自行车在单脚支撑杆的支撑下保持稳定，如果不断地扩大支撑杆与自行车之间的夹角θ，结果是（ ）
例题
A . 支撑面越来越大，结构越来越稳定
B . 重心越来越低，结构越来越稳定
C . 稳定性从差逐渐变好，又从好逐渐变差
D . 稳定性从好逐渐变差，又从差逐渐变好
C
思考：是不是所有结构都应该保持稳定？
翘翘板
折叠椅
思考：设计一个结构，除了考虑结构的稳定性，还要考虑什么因素？
结构的强度指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
结构的强度
结构的强度
如何评价一个结构的抗荷载能力？
结构的强度：结构具有抵抗被破坏的能力。
内力：当结构构件受到外力的作用时，构件产生变形，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称为内力。
外力越大，则构件的内力越大。当内力达到一定数值时，构件就会被破坏。
外力
外力
结构的强度
探究：折木条试验
实践要求：用材料相同、大小一样的木条，分别折1根、5根、10根木条。
结构的强度
探究：折木条试验
实践要求：用材料相同、大小一样的木条，分别折1根、5根、10根木条。
探究结论：外力和材料不变的情况下，构件的破坏程度还与它的横截面面积有关。
内力与应力
内力：
一种抵抗外力与形变的力。
受力面积
应力：
构件在单位截面积上所产生的内力。
应力可以作为表示结构构件强度的基本指标。
△内力与应力
应力与应变曲线
真应力与应变曲线
△内力与应力
案例分析：建筑物的支柱应力计算
如下图是一混凝土方柱的示意图，支柱横截面为边长L=400mm的正方形，支柱顶受轴向压力P=45kN，支柱重力G=22kN，求支柱的底截面l-l上的应力。
解：P+G-N=0
N=P+G=45kN+22kN=67000N
σ= = =418750N/m ≈0.419MPa
N
A
6700N
0.4m×0.4m
N
P
G
探究结构强度的影响因素
结构的强度与哪些因素有关？
探究结构强度的影响因素
混凝土中放钢筋
荷载
混凝土梁受力结构图
结论：构件的材料影响结构的强度。
探究结构强度的影响因素
探究：不同形状纸的强度试验
实践要求：将一张平坦展开的A4纸两边支撑起来，在纸上面竖着放一支笔（如图1）；参照（如图2），将一张A4纸折叠成可伸缩的形状，同样将纸两边支撑起来，在纸上面竖着放笔，放矿泉水瓶。
图1
图2
探究结构强度的影响因素
探究：不同形状纸的强度试验
探究结论：构件的形状影响结构的强度。
探究结构强度的影响因素
工形横梁
探究结构强度的影响因素
角钢
探究结构强度的影响因素
不同截面形状，相同横截面积强度排列顺序
探究结构强度的影响因素
矿泉水瓶
横向凸起的纹路增加强度
探究结构强度的影响因素
货车箱
平行分布的肋条增加强度

展开更多......

收起↑