高二通用技术结构与设计2-1-2探究结构

第一章结构与设计

第二节探究结构课堂小游戏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？如何不借助其他物品让一煮熟的鸡蛋竖立在光滑的桌面上?台风过后物体受到外力作用，原有的平衡状态被打破出现的不稳定现象。

在台风来之前它是稳定的！是什么原因出现了不平衡状态？

一、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就是结构的稳定性影响结构稳固的因素探究试验：铁块和泡沫的组合体：铁块泡沫泡沫铁块．．重心[结论]：1、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。（二）影响结构稳定性的因素它从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。结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落在结构支撑面内。【思考】比萨斜塔为何斜而不倒？重心所在点的垂线落在结构支撑面内比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。

结构的支撑面积支撑面积越大，越稳定问题：哪个稳定性更好？为什么？结论

2、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。（区别支撑面和接触面）（二）影响结构稳定性的因素结构的支撑面结构的接触面：提示：注意接触面与支撑面的区分：注意：支撑面≠接触面。接触面:是物体与地面接触形成的面。支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。1、为什么大坝的横截面总是建成梯形的？想一想：2、为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜的？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。3、结构或构件的形状影响其稳定性（二）影响结构稳定性的因素[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？设计与实践

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。三角形稳定性的应用:建筑中广泛运用了三角形的稳定性。房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的；钢架结构的十字梁同样运用这一原理，在四边形的框架中用两条杆件作对角线，形成多个三角形，既节省了材料，减轻了结构的质量，又有效地加强了结构的强度和稳定性。十字钢梁也是建筑中常用的构件，如在高压输电的铁塔、悬索桥的塔架，以及摩天大楼钢架结构中都被普遍地采用。[教师总结]：

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

拓展：不稳定的结构应用

（看视频）不稳定的结构应用：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。要提高这种篮球架的稳定性可以怎么做？

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，重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，达到结构稳定的基本条件。还有什么方法吗？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。??但我们在日常生活中没有发现这样做的，为什么呢？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、结构的强度影响结构稳固的因素二、结构的强度（一）基本概念1、内力：构件在外力作用下会变形，同时构件内部各质点之间的相互作用力发生了改变，这种作用力的改变称作内力。外力越大，构件内力越大。

2、应力：构件单位截面面积上所受的内力。

σ=N/A：σ—应力，N—内力，A—截面面积3、强度：构件和材料抵抗破坏的能力。4、应力和强度的关系：用应力来衡量强度应力，应力小，变形就小，抗变形能力就大。（二）影响结构强度的几个主要因素

（

看视频）结构的形状使用的材料结构外部形状结构的横截面形状（二）结构的形状:

注意：结构形状对强度的影响有两点，一是结构的外部形状，二是结构的横截面形状。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。A字形梯不采用铝合金薄片，而采用长方形截面的构件。说明构件截面的形状影响着结构的强度。

相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同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。几种不同截面形状的构件型材在相同结构强度的情况下，具有用料少，质量轻等优点，被广泛应用。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、销接等。三、结构的连接结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构影响结构稳固的因素结构构建的连接通常有以下两类：铰连接刚连接铰接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、螺接等。榫接胶接焊接影响结构稳固的几个主要因