結(jié)構(gòu)受力與穩(wěn)定性.ppt

1、第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,一、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,比較紙筒、塑料筆芯、鋼筋等的抗變形能力,材料不同,內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)不同,抵抗變形能力不同,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。,衡量強(qiáng)度,N,S,N是內(nèi)力，是受力面積， 是應(yīng)力， 應(yīng)力是結(jié)構(gòu)的單位橫截面上產(chǎn)生的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力達(dá)到某一極限時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。, ,應(yīng)力,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素,1、結(jié)構(gòu)的材料,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素,材質(zhì)輕、韌性高、易加工。木材的強(qiáng)度不及鋼材,強(qiáng)度和剛性較高，塑性好,合成材料,尼龍絲是一種合成纖維，其纖維方向的拉伸強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)鋼絲的強(qiáng)度相當(dāng)，所以降落傘的繩索就可以用尼龍纖維來(lái)制作 。,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素,2、結(jié)構(gòu)的形狀

2、,一體式 擠壓式 接插式,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素,3、材料的連接方式P28,可相對(duì)運(yùn)動(dòng)式（活動(dòng)） 不可相對(duì)運(yùn)動(dòng)式（剛性）,點(diǎn)連接 線連接 面連接,從實(shí)現(xiàn)連接的形態(tài)來(lái)看：,從被連接件間的狀態(tài)關(guān)系來(lái)看：,從接觸來(lái)看：,如何保持在風(fēng)力等外力作用下礦泉水瓶的不倒？,二、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其 原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重 要性質(zhì)之一。 閱讀書中29頁(yè)穩(wěn)定的概念。,結(jié)構(gòu)具有阻礙翻倒或移動(dòng)的特性，這就是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素：,重心 位置的高低,結(jié)構(gòu)的形狀,接觸面,支撐面,野外勘探儀為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架,不倒翁,上輕下重的物體比較穩(wěn)定，也就是說(shuō)重心

3、越低越穩(wěn)定。當(dāng)不倒翁在豎立狀態(tài)處于平衡時(shí)，重心和接觸點(diǎn)的距離最小，即重心最低。偏離平衡位置后，重心總是升高的。因此，這種狀態(tài)的平衡是穩(wěn)定平衡。所以不倒翁無(wú)論如何搖擺，總是不倒的。,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素： 結(jié)構(gòu)的形狀 重心位置的高低 結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本條件,重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi),分析不同壘法的墻的穩(wěn)定性，當(dāng)施加同樣的 力時(shí)，哪種壘法的墻不容易傾倒？你認(rèn)為最好的 壘法是什么？,比薩斜塔,當(dāng)?shù)厝讼Ｍ@座塔繼續(xù)保持傾斜，但不倒塌，因?yàn)樗芪姸嘤慰汀?比薩斜塔向南傾斜大約5.5，這意味著斜塔第七層的柱子比第一層要探

4、出大約4.5m。這些年來(lái)，由于地基的不穩(wěn)定性質(zhì)，塔已經(jīng)平均下沉了2.8m，塔的北端和南端已分別下沉了1.86m和3.75m。塔的傾斜使建筑底層部分垂直壓力產(chǎn)生了危險(xiǎn)的集中，塔的拉力已使螺旋型樓梯的臺(tái)階和天花板產(chǎn)生了裂縫。,靜態(tài)的自行車是如何保持穩(wěn)定的？,自行車在騎起來(lái)時(shí)，只有兩個(gè)支撐點(diǎn)，為什么不會(huì)倒下呢？,陀螺效應(yīng)：旋轉(zhuǎn)的物體有保持其旋轉(zhuǎn)方向（旋轉(zhuǎn)軸的方向）的慣性。,自行車在騎起來(lái)時(shí)，只有兩個(gè)支撐點(diǎn)，為什么不會(huì)倒下呢？,自行車的平衡首先來(lái)自于騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人，其身體形成自動(dòng)的條件反射，當(dāng)自行車稍微傾斜倒下時(shí)，人的身體會(huì)感受到，腰部肌肉會(huì)自動(dòng)動(dòng)作，把身體拉向另一側(cè)，形成的反向力矩促

5、使車身抬起。,思考：如何增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性？,2008年的南方特大雪災(zāi)，導(dǎo)致大面積斷電，主要原因是大量的輸電塔倒塌，不考慮百年一遇的天氣因素，請(qǐng)你分析輸電塔倒塌的技術(shù)原因，并設(shè)計(jì)出增強(qiáng)輸電塔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的可行方案。,思考,上海東方明珠塔的結(jié)構(gòu)成錐型結(jié)構(gòu)，保證上面的球型建筑的穩(wěn)定,榫卯結(jié)構(gòu),中國(guó)古典家具榫卯結(jié)構(gòu)欣賞,不穩(wěn)定的利用,倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震 過(guò)去農(nóng)村地區(qū)，在打水的桶口邊掛 一重物，在水面時(shí)能自動(dòng)翻倒打水。 游樂設(shè)施的蹺蹺板的結(jié)構(gòu),探究,以前的農(nóng)作物個(gè)子高，遭遇暴風(fēng)驟雨容易傾覆，造成減產(chǎn)；現(xiàn)在的農(nóng)作物普遍個(gè)子矮。這是利用了什么的原理？由此你得出什么結(jié)論？,結(jié)構(gòu)的形狀,三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一，它結(jié)實(shí)、穩(wěn)定，所有材料最少。在長(zhǎng)方形或六邊形的框架中間，加上支撐構(gòu)件，構(gòu)成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。 鉆石有令人難以置信的強(qiáng)度，就是因?yàn)樗姆肿咏Y(jié)構(gòu)為四面體，每個(gè)四面體都有四個(gè)角、四個(gè)面和六條邊，每一個(gè)面都是三角形 。,生活在中生代的巨型爬行動(dòng)物恐龍，身長(zhǎng)約20m，身高48m，體重達(dá)3040t。這么一個(gè)龐然大物要走動(dòng)覓食，生存下去，四肢必須承受相當(dāng)大的負(fù)荷。如果恐龍不具備合理的力學(xué)結(jié)構(gòu)，偌大的身軀就會(huì)被壓塌。專家們發(fā)現(xiàn)，恐龍巨大的