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(共44张PPT)
第二节 探究结构
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重庆重庆彩虹桥事件
哪到底什么样的结构是稳定的，
什么样的结构又是不稳定的？
一、结构与稳定性
1、结构的稳定性
——结构在负载的作用下维持其原有平衡状态
的能力。
三角形的稳定性
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。
[探究一]：不倒翁为什么不倒？
不倒翁为什么会不倒？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。
仔细观察它们有何特点
比萨斜塔
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。
对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构地面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。
重心点的垂线位置，落在结构底面的范围内
[结论]：
上述例子让我们得出什么结论？
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。
大 坝
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。
课桌椅
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。
木雕圆桌、圆凳 受地面积大 摆放稳定
[结论]：
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
（区别支撑面和接触面）
[探究三]：怎样让一本书更好地直立在桌面上？
[得出结论]：
书的直立让我们得出什么结论呢？
结构或构件的形状影响其稳定性。
[链接生活现象]：
请同学们想一想生活中有哪些事例是运用改变结构形状来增加稳定性？
[总结]：
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、结构的形状
结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力.
海啸
大坝
二、结构与强度
拔河
绳子的强度
汶川地震
唐山地震
结构的强度
构件具有的抵抗被外力破坏的能力。
从强度角度看，外力越大，构件内力也随之越大，构件被破坏的危险就越大。在外力与材料不变的条件下，构件被破坏的危险程度还与它的截面面积有关。
应力计算公式：
σ＝N / A
单位：σ（ Pa ）应力
N（ N ） 内力
A（ m2 ）横截面积
截面
截面
P
G
P
G
截面
N
由公式可知：在内力不变的情况下，构件的截面积越大，应力越小，危险性就越小。
同截面垂直的应力称为正应力或反响应力，同截面相切的应力称为剪应力或切应力（P14）。
强度与 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
结构形状
结构的强度不仅与材料有关，而且与所用材料本身的形状有关
A.不同横截面形状的构件所能承受力的程度是不一 样的。
B.结构的外形相同，构件的截面不同，其强度不一样。
C.相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。
三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。在四边形、六边形构件中，加上三角形支撑件，就可大大增加构件的牢固程度。“工”字型金属材料也被广泛应用于建筑中。
1）铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等。
三、结构的连接方式
2）刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接、固定铆接等。
榫接
胶接
焊接
榫接
比较左图中同一结构的几种连接方式,请预言哪种连接方式的强度更好。
构件连接处的强度是影响整个结构强度和稳定的重要因素，而构件连接处的强度取决于它的连接方式、连接技术和连接处的牢固程度等。
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、结构与连接

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