稳固结构的探析

1、1.2 稳固结构的探析,一、结构与稳定性,台风“桑美”,1、稳定性：结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。,马上行动：下表物体受到哪些力?不稳定原因?,风的推力,碰撞,碰撞,与地面的接触面积较小，重心偏高,重心过高,受力面积过大而支撑面积较小,一、结构与稳定性,2、影响结构稳定性的因素：,（1）重心位置的高低,落地扇的底座,一、结构与稳定性,独角茶几,不倒翁不倒的原因？,重心和接触点的距离最小，即重心最低。,总结：重心越低越稳定。,金字塔 亚历山大灯塔 世界第一高塔（广州电视塔610m）,思考 ：这些塔具有哪些共同特点？,影响结构稳定性的因素：,(2) 结构与地面接触所形成的支撑面的大小

2、,总结：结构与地面接触所形成的支撑面越大越稳定。,照相机的支撑架,为什么照相机的支撑架常使用三角架而不使用其他形状？,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。,总结：结构的形状不同，其稳定性也不同。在平面中，三角形的稳定性比较好。,A字形梯,请分析A字形梯载人时能稳定的原因？,（2）结构与地面接触所形成的支撑面的大小 （3）结构的形状,（1）重心位置的高低,2、影响结构稳定性的因素：,注意：影响结构稳定性的因素还有很多，如结构的材料等，这些因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。,对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，

3、就是稳定的。,重心的垂线位置与稳定性的关系,案例分析：静态的自行车是如何保持稳定的？,双脚支撑,单脚支撑,运动中的自行车只有2个支撑点却不倒下，为什么?,陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。这和人们骑自行车的道理差不多。其中不同的是，一个是作直线运动，一个是作圆锥形的曲线运动。陀螺高速自转时，在重力偶作用下，不沿力偶方向翻倒，而绕道支点的垂直轴作圆

4、锥运动的现象，就是陀螺原理。,利用不稳定性的应用：,候风地动仪,欹（音 q 奇）器，又常被称做歌器。它是一种灌溉用的汲水罐器，是我国古代劳动人民在生产实践中的创造。欹器有一种奇妙的本领：未装水时略向前倾，待灌入少量水后，罐身就竖起来一些，而一旦灌满水时，罐子就会一下子倾覆过来，把水倒净，尔后又自动复原，等待再次灌水。,应用：这种翻斗式的容器有很广泛的用途，例如矿山的矿车，某些厕所里一种定时冲洗的翻斗，以及气象观测雨量计内的计量容器等等，都是根据这种构思设计的。,小结：,1.2 稳固结构的探析 一、结构与稳定性 1、稳定性：结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 2、影响结构稳定性的因素(

5、综合考虑) （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,1.2 稳固结构的探析,第一单元 结构与设计,二、结构与强度,1、强度：结构具有抵抗被外力破坏的能力。,脆性塑料杆易断,中间有焊接缝的钢管易断,不同材料的抗拉性能不同,结构的连接方式不同,马上行动：根据生活经验填写。,二、结构与强度,2、影响结构强度的主要因素：,（1）结构的形状,钻石与石墨的结构,三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定，所用材料最少，有比较好的强度。,法国蓬皮杜艺术中心,横截面形状,不同横截面形状的构件所能承受力的程度是不样的。,工字形截面,圆形截面：,混凝土梁含有加固钢筋

6、，混泥土擅长抗压力，而 钢筋擅长抗拉力，共同构成牢固的结构。,2、影响结构强度的主要因素： （2）结构的材料,铰连接被连接的构件在连接处不能相对移动，但能相对转动。（松螺栓） 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。（榫接、胶接、焊接）,2、影响结构强度的主要因素：,（3）构件之间的连接方式,雨伞,返回,螺栓,榫接,胶接,焊接,2、影响结构强度的主要因素：,（1）结构的形状。（一般情况下，三角形具有比较好的强度） （2）结构的材料。 （3）结构构件之间的连接方式。,三、结构与功能,结构对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的改变可能导致功能的变化。,三、结构与功能,小结：,1.2 稳固结构的探析 二、结构与强