第三节 影响结构强度和稳定性的因素.ppt

第三节影响结构强度和稳定性的因素 基本要求 1 理解结构的稳定性和影响结构稳定性的主要因素 2 从结构的形状 材料 连接方式等方面分析影响结构的主要因素 3 理解结构与功能的关系 发展要求 会用现代理念研究结构的形状 材料和连接方式 如形状新颖 材料 合理 连接巧妙稳固 重要概念 稳定性 强度 1结构与稳定性 结构的稳定性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 台风过后的灾害打破原有的平衡状态出现了不稳定现象 04年5月23日 巴黎戴高乐机场2 候机厅顶棚发生坍塌事故 事故原因 金属构件本来也负担着顶棚的重量 但弧度结构上的裂痕使这个构件逐渐穿过了顶棚 不再支撑数十吨重的顶棚 最终导致拱形顶棚发生坍塌 东阳木雕圆桌 圆凳受地面积大摆放稳定 卫星电视接收天线支撑杆有螺丝固定在大框架上 摄影棚的摄象机 射灯均为三角架支撑 比萨斜塔 CAMPANILEDIPISA 是世界建筑史上的一大奇迹 由于塔身压力过重和地质松软 南面的地基比北面约低 米 在施工期间塔身既出现轻微倾斜 随着工程的进度 倾斜度不断增加 到塔身建到第三层时 可明显看出倾斜 曾一度停工 一百多年以后 经工程师托马索 皮萨诺精心测量和计算 证明比萨斜塔虽倾斜 但不会倒塌 使工程继续按原设计继续施工 直到竣工 重心点的垂线位置 落在结构底面的范围内 双脚支撑轻骑车 单脚支撑自行车 履带式小轿车 想一想 分析不同垒法的墙 当施加同样的力时 哪种垒法的墙不容易推倒 稳定性最强 你认为最好的垒法是什么 一 结构与稳定性二 结构的强度 影响结构稳固的因素有哪些 三 结构与功能 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 结构的重要性质之一 一 结构的稳定性 想一想 结构的稳定性与什么因素有关 因素一 重心位置 因素二 支撑面积的大小 高塔为什么一般上面很小 下端面积很大 为什么大坝的横截面总是建成梯形的 支撑面越大越稳定 越小越不稳定 结构的底座 结构与地面接触所形成的支撑面的大小 因素三 结构的形状 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 形状 稳定的结构重心 落在两边的支撑脚与地面的范围内 结构不能固定 不稳定 容易失去平衡 野外勘探仪为什么用三角架支撑而不用四角架 五角架 临时摆放的屏风为什么摆成 字型 而不摆成一字型 单脚支撑的自行车放稳的原因分析 结构的形状不同 其稳定性不同 往往 影响结构稳定性的因素是相互关联的 需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性 影响结构稳定性的因素 结论 重心位置结构形状支撑面积 注意 运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同 如自行车 高空走钢丝手持长杆 一 结构与稳定性二 结构的强度 影响结构稳固的因素有哪些 三 结构与功能 2结构与强度 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 拔河 绳子的强度 普洱地震 唐山地震 影响结构强度的主要因素 结构的强度与结构的形状 使用的材料 构件之间的连接方式等因素有密切的关系 交绰搭建增加结构强度 结构的强度与结构的形状 使用的材料 构件之间的连接方式等因素有密切的关系 铝合金A字形梯 因素一 结构的形状 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 因素二 结构使用的材料 在结构设计中必须考虑到所使用的材料 如钢 木 石 化工材料等等 不同的材料就有不同的强度 因素三 结构构件的连接 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 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 残疾人专用电动车 泰顺廊桥的结构原理 廊桥结构的基本组合单元是六根杆件 纵向四根 横向两根 平面呈 井 字形 利用受压产生的摩擦力 构件之间越压越紧 这种结构 不用钉铆 只需用相同规格的杆件 别压穿插 搭接而成 从力学上分析 上端的纵梁压在横梁上 横梁又压在相对一根纵梁上 上下两根纵梁夹住一根横梁 摩擦力使得横梁不能滑动 结构简单而奇妙 这种结构 整体为拱形结构 因此沿拱心线整体受压 不会产生弯矩 就每一根杆件来说 又是最简单的简支梁 承受两种集中荷载 桥的构件统一 无特殊 异形的构件 伐下的树木只需经少量人工即可制成合格构件 而且 装卸方便 拆桥时可以做到不损构件 且可重复利用 小杆件便于运输 用小构件形成大跨度 经济合理 虹桥结构 有很好的受压性能 只要两端固定 桥就能很好地承受向下的荷载 由于结构的特殊 桥受到向上的反弹力 就很容易失稳遭受破坏 为此 泰顺的虹桥都采用了廊桥这种形式 桥上建廊屋非但不是负担 反而增加了稳定性 每当山洪爆发时 当地居民将家中最重的物体或大石头搬到桥上来增加桥的稳定性 木拱桥以较短的木材 通过纵横相贯 犹如彩虹飞架宽阔水面 其巧妙的结构 令人惊叹 小试验 材料清单 一次性筷子若干根 硬纸板 钩码一盒活动任务 搭廊桥1 依据示意图用筷子搭建一座廊桥 2 在搭好的桥上放一张硬纸板 然后在纸板上放钩码