高中通用技术苏教版探析结构稳定性

第二节、稳固结构的探析

任务一探析结构稳定性

日常生活中，时常会看到翻倒在地的物体，如路边倒地的自行车、地上翻倒的空竹篓等。这是因为当物体受到荷载作用（受到外力）时，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象。台风过后的灾害打破原有的平衡状态出现了不稳定现象汶川大地震中灾难性的画面为什么北川希望小学在地震中屹立不倒？日本的五重佛塔

建立于1300年前，它曾经遭遇过很多次地震和强风的袭击，但依然保持1300年前的风貌。是世界上最古老的木建筑群。一、结构的稳定性结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。如果一个物体的结构不能有效地抵御荷载的作用，那么该物体就很难保持原有平衡状态。第2题：在悬臂保持稳定的情况下，离支撑面边界越远，所能悬挂重物的质量越小。二、影响结构稳定性的主要因素影响结构稳定性的因素有多种，主要有：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、结构的形状等从悬臂结构的技术体验活动中我们可以看出，结构重心的位置影响着结构的稳定性。在工程领域中，有的起重机的质量达几百吨，且重心很低，所以在较大的荷载作用下也能保持稳定。常生活中，有的独脚茶几的底座采用较重的材料（如大理石），台面采用比底座轻的材料（如木材），使茶几的重心降低，以提高稳定性。探究试验一：铁块和泡沫的组合体：

铁块泡沫泡沫铁块．．重心不倒翁为什么不倒?影响结构稳定性因素一：注：重心越低，稳定性越好重心越高，稳定性越差重心位置的高低哪个更危险？想一想：怎样让遮阳伞更稳定?降低重心比萨斜塔为什么会斜而不倒？

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。小资料：中国的斜塔

辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。探究性试验二：活动方形架结构与地面接触所形成的支撑面实际上都与重心垂足的位置相关。对于一个处于静止状态的结构而言，如果重心的垂足落在结构的支撑面内，就是稳定的，不会倾倒。为什么不会翻到？为什么不会翻到？仔细观察它们有何特点?但是有些产品在使用过程中，重心很高，这些产品是怎样保持稳定的呢？人在使用梯子时，重心升高还能保持稳定的主要原因是梯子的支撑面较大，人和梯子重心的垂线不会超出支撑面。横梁的作用是构造三角形，使梯子展开后的角度固定，从而保持稳定。横梁放置位置不同，梯子张开的角度就不同，从而影响支撑面的大小，影响稳定性。图丙和图丁所采用的结构都是使梯子保持稳定，图丙是通过锁定连接节点不再转动，使梯子的几何结构保持稳定，图丁是通过扩大支撑面，使梯子使用时更稳定。

底座大小（结构与地面所形成的支撑面的大小）影响结构的稳定性。

支撑面越大，稳定性越好支撑面越小，稳定性越差影响结构稳定性因素二：卫星电视接收天线支撑杆有螺丝固定在大框架上五重佛塔的结构简图想一想：为什么大坝的横截面总是建成梯形的？木雕圆桌、圆凳支撑面积大摆放稳定

为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？想一想：摄影棚的摄象机、射灯均为三角架支撑想一想：怎样让遮阳伞更稳定?增大支撑面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。探究性试验三：不同结构形状的框架。一个用4根小木条钉成的相框，牢固吗？有什么方法可以使它变牢固？探究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、稳定程度。桁héng架结构空调安装架空调

观察学校的篮球架，你觉得它采用了什么样的结构形状？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影响结构稳定性因素三：

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。

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？回过一下：单脚支撑的自行车放稳的原因分析自行车的重心落在前后轮与支撑架构成的支撑面内，它是稳定的。回过一下：残疾人专用电动车结构有什么特点小孩子的自行车结构有什么特点

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∶在前转向轴的一端处装有一只前冰刀，在后轴的两端对称地刚性联接两个倾斜的盘状冰刀，从而形成一种三点支撑的可在冰面上前进、倒退、前后滑行及刹车的冰上自行车。

鸡蛋的结构稳定吗？有什么方法能使鸡蛋竖起来？石油气罐

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。物体在静止状态与运动状态下的稳定性条件也是不同的。探究性试验四：倒立和正立的两瓶矿泉水