《稳固结构的探析》PPT课件.ppt

第二节 稳固结构的探析,1 结构与稳定性,结构的稳定性(Stability)是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。,马上行动,重力、风力,底座小、重心高、受风面积大,重力、撞击力,底座小、重心高,重力、撞击力,底座小、重心高,鸡蛋的结构稳定吗？有什么方法能使鸡蛋竖起来？,A.不倒翁为什么不倒？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。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。,B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨容易倾覆，造成减产；现在的农作物普遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定的原理。,C. 比萨斜塔为什么不倒塌？,1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更加遐迩闻名。,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125毫米的速度向南倾斜。到1999年1月，塔顶比中轴线偏斜已达48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。,仔细观察它们有何特点?,结论二: 底座大小（结构与地面所形成的支撑面）影响结构的稳定性。 支撑面越大，稳定性越好 支撑面越小，稳定性越差,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,结论三: 结构或构件的形状影响结构的稳定性。 三角形结构使支架更容易稳定,为什么倾而不倒?,观察一下静止状态的单车如何保持平衡?,自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？,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,2 结构与强度,结构的强度(Strength)是指结构具有抵抗被外力破坏的能力.,海啸,大坝,拔河,绳子的强度,普洱地震,唐山地震,结构的 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,各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。,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。,铝合金A字形梯,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。,结构的连接方式,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,3 结构与功能,结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的变化可能导致功能的变化。,一种人力驱动的冰上自行车，有车架、踏板曲柄、链轮、前转向轴及后轴。其特点是在前转向轴的一