资源简介

第一章
结构及其设计
第一节
常见结构的认识
第二节
稳固结构的探析
第三节
结构功能的实现
第四节
简单结构的设计
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任务一
探析结构的稳定性
任务二
探析结构的强度
第二节
稳固结构的探析
02
台风来袭之后……
情景导入
一.什么是结构的稳定性？
结构的稳定性
——结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
简单的理解：不容易倒的能力
影响结构稳定性的主要因素有哪些呢？
[实验探究1]：
体验不同站立姿势，身体保持平衡状态的能力，思考是什么原因导致的？
二.影响结构稳定性的主要因素
重心的位置，重心越低越稳定。
支撑面越大，稳定性越强
结构的形状不同，其稳定性也不同
1
2
3
重心的垂足落在结构的支撑面内
物体与地面接触形成的支撑点的连线与地面构成的面。
支撑面
接触面
物体与地面接触形成的面。
不同形状的支撑面
同样是倾斜，斜塔为何不倒？
结构的稳定性与它的几何形状有关
马上行动P12
三角形稳定性好，不易变形，三角形具有结构稳定性。
四边形在外力作用下，形状和大小很容易被改变，四边形具有结构不稳定性。
在产品设计中，
结构越稳定越好吗？
稳定的结构vs不稳定的结构
１.倒置的啤酒瓶可以预报地震。
２.在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。
跨栏
想一想
要提高这种篮球架的稳定性可以怎么做？
1.在篮球底座上加些比较重的石板之类的重物。是为了使篮球架的重心向后偏移。
2.可以增大底座与地面的接触面，这样也可以使重心所在点的垂线落在结构底面的范围内。
情景导入
几个基本概念
荷载：外力在力学中又叫荷载
内力：当外力作用于构件时，构件产生形变，原来各质点在固有内力作用下的平衡状态被打破，各相邻质点间产生了附加的相互作用力，产生了一种抵抗外力与形变的力，称为内力。
应力：构件单位横街面积上产生的内力就叫应力。
可用如下关系代表：σ=FNA。
应力可以作为表示结构构件强度的基本指标。
?
三.什么是结构的强度？
——结构具有的抵抗被外力破坏的能力。（P15）
稳定性跟构件几何形状、支撑面大小、重心位置有关。
请猜想构件强度与哪些因素有关，试举例说明。
结构的强度与材料有关
结构的强度与形状有关
结构的强度与连接方式有关
四.影响结构强度的主要因素
1
2
3
外部形状
内部形状（横截面）
铰链接
刚连接
1、强度与材料
请问钢筋和混凝土应该在什么位置？
2、强度与截面形状
结
构
小
试
验
相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。
结构的外形相同，构件的截面不同，其强度不一样。
3、强度与连接方式
永久性不可拆卸连接。
铆接属于可拆式连接
可拆式连接
不可拆卸连接。
常见的连接方式介绍----榫接
榫接主要用于家具或建筑构件中木材的连接。使用榫接可以有效地避免钢钉、螺钉连接所产生的应力集中，减少结构质量，提高结构的整体强度。
榫接实际上是在两个木构件
上所采用的一种凹凸部位接合的连接方式。凸出部分叫榫（或榫头），凹进部分叫卯（或
榫眼、榫槽）。
榫接的榫头形状和连接形式如图所示。
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、合页、销接等。
如机械连杆与滑块的连接、折叠伞的伞骨架之间的连接等
被连接的构件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动；
具体有胶接、榫接、铆接、焊接等。
如自行车三脚架的连接等。
铰连接与刚连接
铰连接
刚连接
形状：吊兰支撑使用的三角形支架结构，而不使用由一根直杆挑起的结构。
材料：吊兰的三角形支架使用的是钢管而不是木条或塑料，钢管抗拉力性能好
连接方式：吊兰的三角形支架的构件是焊接而不是捆缚，这种连接方式更牢固
案例分析
吊兰的支撑架
课堂小结
一.影响结构稳定性的因素
结构的几何形状
结构的支撑面大小
结构的重心位置
二.影响结构强度的因素
结构的形状
2.结构的材料
3.结构的连接方式
外部形状
内部横截面形状
是否
转动
铰链接
刚连接
重心的垂足落在结构的支撑面内
谢谢聆听!

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