《结构的稳定性》..

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建筑结构验收标准中的稳定性评估

建筑结构验收标准中的稳定性评估建筑结构验收是指在建筑物建成后对其结构进行检查、评估和审查，以确定其是否符合设计要求和建筑规范的过程。

其中，稳定性评估是建筑结构验收的重要环节之一。

本文将从稳定性评估的概念、评估方法和标准三个方面进行探讨。

一、稳定性评估的概念稳定性是指建筑结构在受到外力作用时保持平衡的能力。

稳定性评估旨在通过分析建筑结构的受力性能和稳定性能，判断其在正常工作状态下是否可以承受各种力的作用而不发生失稳或倒塌。

稳定性评估的主要目的是确保建筑结构的安全可靠性，减少潜在的风险和安全隐患。

二、稳定性评估的方法稳定性评估一般包括以下几个方面的内容：1. 结构材料的力学性能评估建筑结构的稳定性首先与所采用的材料的力学性能有关。

因此，在稳定性评估中需要对结构材料进行力学性能评估，包括强度、刚度以及变形能力等。

2. 结构受力状态的分析稳定性评估还需要对建筑结构的受力状态进行分析，包括受力形式、受力方向、受力大小等。

通过对结构受力状态的分析，可以确定结构所能承受的最大外力和荷载情况，从而评估其稳定性。

3. 结构的整体稳定性评估整体稳定性评估是建筑结构稳定性评估的核心内容。

通过对结构的整体形态、布置以及结构体系的分析，可以判断结构的整体受力性能和稳定性能，并评估其抗倒塌和抗局部失稳的能力。

4. 结构稳定性的验算和验证在稳定性评估中，需要进行结构的稳定性验算和验证。

通过运用力学原理和相关公式，对结构的承载能力、刚度、变形等参数进行计算和分析，从而验证其稳定性是否符合设计要求和建筑规范。

三、稳定性评估的标准稳定性评估的标准主要参考国家和地区的建筑设计规范和建筑结构验收标准。

例如，中国《建筑结构验收规范》、美国《建筑抗震设计规范》等都对建筑结构的稳定性评估提出了详细的要求和指导。

稳定性评估的标准一般包括以下几个方面的内容：1. 结构的稳定性安全系数稳定性安全系数是指结构的实际承受能力与其安全承载能力之比。

一般情况下，结构的稳定性安全系数应大于等于1.0，以确保结构在受到常规荷载作用时保持稳定。

《结构的稳定性》课件

整体稳定性问题
柱的整体稳定性和框架的整体稳定性是建筑结构中的常见问题，我们将深入探讨解决方案。
建筑结构的稳形式的建筑，我们将进行稳定性分析，并讨论经典建筑结构的案例。
总结与展望
本课件强调结构稳定性的重要性，并探讨未来结构稳定性研究的方向，期望能为建筑领域提供更加稳定和可靠的解决方案。
影响结构稳定的因素
荷载因素
外部荷载的大小和方向对结构的稳定性有重要影响。
结构形状因素
结构的形状对其稳定性起着关键作用。
材料特性因素
结构所使用的材料的物理特性和力学性能也会影响其稳定性。
常见的稳定性问题与解决方案
局部稳定性问题
薄板的稳定性和角钢的局部稳定性是常见的问题，我们将探讨解决方案并进行案例分析。
《结构的稳定性》PPT课件
这是一份关于结构的稳定性的PPT课件。通过深入探讨结构的稳定性定义、影响因素以及常见问题与解决方案，让您更好地理解结构稳定性的重要性。
什么是结构的稳定性？
结构的稳定性是指在受到外部力作用时，结构能够保持平衡、不发生破坏或失稳的能力。我们将探讨稳定性的定义以及判断标准。

《结构稳定理论》课件

02
它通过比较实际的安全系数与规定的最低安全系数来评估结构的稳定性。
03
稳定性安全系数法通常用于评估结构的整体稳定性，如边坡和土坝等。
04
该方法还可以用于评估结构的局部稳定性，如桥梁和建筑物的支撑结构等。

PART 04
结构稳定性的实验研究
实验设备与实验方法
实验设备
高精度测力计、加速度计、位移计、高速摄像机、数据采集系统等。
环境条件
温度、湿度、腐蚀等环境因素也会对结构的稳定性产生影响
。
结构失稳的判据
平衡分岔
当结构受到的外力作用达到一定值时，平衡状态发生分岔，出现多个可能的平衡状态。
极值点失稳
结构在达到某一极值点时失去稳定性，发生屈曲或失稳。
跳跃失稳
当结构受到的外部扰动达到一定阈值时，结构会发生跳跃式失稳。
局部失稳
结构的稳定性是结构设计中的重要因素，直接关系到结构的安全性和可靠性。
影响结构稳定性的因素
材料的性质
材料的弹性模量、泊松比、剪切模量等物理性质对结构的稳
定性有重要影响。
结构的形状和尺寸
结构的几何形状、尺寸和比例等因素对稳定性有显著影响。
外力作用
外力的大小、方向和作用点等都会影响结构的稳定性。
实验结论与建议
结论
通过实验研究，总结出结构稳定性的基本规律和影响因素，为实际工程应用提供指导。
建议
针对不同应用场景和需求，提出相应的结构设计建议，以提高结构的稳定性和安全性。同时，建议进一步开展相关研究，不断完善结构稳定理论体系。
PART 05
结构稳定性的工程实例
桥梁结构的稳定性分析
02

结构的稳定性分析

结构的稳定性分析结构的稳定性是指在外力作用下，结构是否能保持其原有的形状和稳定性能。

在工程领域中，结构的稳定性分析是非常重要的一项内容，它关系到工程结构的性能和安全性。

本文将从理论基础、分析方法和实际案例三个方面，对结构的稳定性分析进行探讨。

一、理论基础结构的稳定性分析依托于力学和结构力学的基本理论。

结构的稳定性问题可以归结为结构的等效刚度和等效长度的问题。

等效刚度是指结构在外力作用下的变形程度，而等效长度则是指结构的几何形状与尺寸。

通过对结构的等效刚度和等效长度进行计算和分析，可以判断结构的稳定性。

二、分析方法1. 静力分析法静力分析法是最常用的结构稳定性分析方法之一。

它基于结构在平衡状态下的力学平衡方程，通过计算结构内力和外力的平衡关系，确定结构是否能保持稳定。

静力分析法主要适用于简单的结构体系，如悬臂梁、简支梁等。

2. 动力分析法动力分析法是一种基于结构的振动特性进行稳定性判断的方法。

通过分析结构的自然频率、振型和阻尼比等参数，可以确定结构的稳定性。

动力分析法适用于复杂的结构体系，如桥梁、高层建筑等。

3. 线性稳定性分析法线性稳定性分析法是一种通过求解结构的特征方程，得到结构的临界荷载（临界力）的方法。

线性稳定性分析法适用于线弹性结构，在分析过程中通常假设结构材料的性质符合线弹性假设，结构的变形量较小，且作用于结构的荷载为线性荷载。

三、实际案例以钢柱稳定性为例，介绍结构的稳定性分析在实际工程中的应用。

钢柱是承受垂直荷载的重要组成部分，其稳定性直接关系到整个结构的安全性。

通过使用静力分析法和线性稳定性分析法，可以确定钢柱的临界荷载并判断其稳定性。

在静力分析中，需要计算钢柱受力状态下的内力和外力之间的平衡关系。

通过引入等效长度和等效刚度的概念，可以将实际的钢柱简化为等效的杆件模型，从而进行稳定性计算。

在线性稳定性分析中，通过建立钢柱的特征方程，并求解其特征值和特征向量，可以得到钢柱的临界荷载。

建筑结构的稳定性

建筑结构的稳定性建筑结构的稳定性是指建筑物在自身重力和外部力作用下能保持稳定的能力。

稳定性是建筑物安全性的基础，它直接影响着建筑物的使用寿命和安全性。

本文将从结构力学和建筑设计等方面对建筑结构的稳定性进行探讨。

一、结构力学对建筑结构稳定性的影响结构力学是研究物体在外力作用下的形变和破坏规律的学科，对于建筑结构的稳定性具有重要影响。

1. 受力分析建筑物在承受自身重力和外部荷载时，内部构件受到不同的力的作用。

力的大小和方向对于保持建筑物的稳定性至关重要。

通过受力分析，可以确定建筑结构中各个构件所受的力的作用情况，提供了设计师进行结构设计的依据。

2. 结构平衡建筑结构的稳定性是基于结构的平衡状态。

结构的平衡是指所有内力和外力之间的力的平衡状态。

只有结构处于平衡状态，才能保证建筑物在长期使用中不存在倾覆、坍塌等安全隐患。

3. 构件刚度建筑结构的稳定性还与构件的刚度有关。

构件的刚度是指构件在受力情况下产生形变的能力。

如果构件刚度不足，容易导致结构整体的不稳定，甚至发生破坏。

二、建筑设计对建筑结构稳定性的考虑在建筑设计中，设计师需要充分考虑建筑结构的稳定性，采取相应的措施来保证建筑物的安全。

1. 结构选择在建筑设计初期，设计师需选择适合的结构形式，如框架结构、悬挑结构或拱形结构等。

不同的结构形式有不同的抗震性能和承载能力，设计师需要根据所处地区的地震及其他自然环境条件，选择适合的结构形式。

2. 施工工艺在建筑物的施工过程中，施工工艺对建筑结构的稳定性也起到重要作用。

精确的施工工艺能够保证构件的准确安装和连接，减少构件因安装不当导致的结构变形和破坏。

3. 材料选择合理的材料选择也是保证建筑结构稳定的重要因素。

不同材料的力学性能存在差异，设计师需要根据建筑物的具体情况选择合适的材料，以确保结构的强度和稳定性。

结论建筑结构的稳定性是建筑物安全性的基础，它关系到建筑物的使用寿命和安全性。

结构力学的研究以及合理的建筑设计和施工工艺有助于提高建筑结构的稳定性。

结构的稳定性

对于一个结构而言，如果重心所在的垂线落在结构底面范围内，就是稳定的。
不倒翁为什么不倒呢？同学们能想办法让它倒下吗？
结论一:
重心位置越低，结构的稳定性越好重心位置越高，结构的稳定性越差
2、结构与地面接触所形成支撑面的大小对稳定性的影响
支
接
撑
பைடு நூலகம்
触
面
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
注意：支撑面≠接触面
人在不同站姿时的稳定性比较
站立要求：单脚站立、双脚并拢站立、双脚分开站立
支撑面积对比图
单脚站立
双脚并拢站立
双脚分开站立
结论二：
结构与地面形成的支撑面越大，稳定性越好。结构与地面形成的支撑面越小，稳定性越差。
链接生活
3、结构的形状对稳定性的影响
A字型梯在载人时为什么能保持稳定？
课堂小结
结构的稳定性：一、定义
结构在荷载（外力）的作用下维持其原有平衡状态的能力。
二、影响结构稳定性的主要因素
重心位置
支撑面积
结构形状
课后作业
综合我们之前所学知识，以小组为单位自制简易相框。
谢谢聆听
敬请批评指正
结构与稳定性
一、新课导入
二、新授：
结构的稳定性
（一）、定义：结构在荷载（外力）的作用下维持其原有平衡状态的能力。稳定不是状态绝对不变，而是指受干扰后，允许状态有所变动，但当干扰结束后，能重新回到原
平衡状态，称为稳定。
1、不容易倒的能力 2、恢复原状的能力
（二）、影响结构稳定性的主要因素
1、重心位置对结构的稳定性有影响。

整体稳定性讲解

结构的整体稳定性1概述结构的整体稳定性指结构的整体工作能力，以及抵御抗倾覆、抗连续坍塌的能力。

结构的失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的后果往往比较严重。

正因为如此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。

1.1稳定性的分析层次在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。

（一）是单根构件的稳定性分析。

比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。

单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。

不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。

（二）是整个结构的稳定分析。

比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。

整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。

1.2整体稳定性分析的内容通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。

（1）Buckling分析（屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临介荷载和屈曲结构发生屈曲响应时的模态形状的技术。

）Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。

目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。

Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。

但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。

但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。

（2）非线性稳定分析由于Buckling分析是线性的，所以它不可以考虑构件的材料非线性，所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态，那么Buckling也是无法模拟的。

结构受压稳定问题

结构受压稳定问题：结构受压稳定问题是一个重要的工程问题，涉及到结构的稳定性和安全性。

在结构工程中，受压稳定问题通常指的是结构在受到外部压力时，能够保持稳定而不发生失稳或屈曲的情况。

结构的稳定性是指在受到外力作用时，结构能够保持原有的平衡状态，不发生过大变形或失稳的现象。

结构的稳定性与结构的形状、尺寸、材料、支承方式和外力大小等因素有关。

在结构设计中，必须充分考虑这些因素，以确保结构的稳定性。

结构受压稳定问题的重要性在于，如果结构不稳定，可能会发生失稳或屈曲，从而导致结构破坏或倒塌。

特别是在高层建筑、大跨度桥梁、重型厂房等大型结构中，受压稳定问题更加突出。

因此，在结构设计时，必须进行稳定性分析和计算，以确保结构的稳定性和安全性。

结构稳定概述(结构稳定原理)

第1章结构稳定概述工程结构或其构件除了应该具有足够的强度和刚度外，还应有足够的稳定性，以确保结构的安全。

结构的强度是指结构在荷载作用下抵抗破坏的能力；结构的刚度是指结构在荷载作用下抵抗变形的能力；而结构的稳定性则是指结构在荷载作用下，保持原有平衡状态的能力。

在工程实际中曾发生过一些由于结构失去稳定性而造成破坏的工程事故，所以研究结构及其构件的稳定性问题，与研究其强度和刚度具有同样的重要性。

1.1 稳定问题的一般概念结构物及其构件在荷载作用下，外力和内力必须保持平衡，稳定分析就是研究结构或构件的平衡状态是否稳定的问题。

处于平衡位置的结构或构件在外界干扰下，将偏离其平衡位置，当外界干扰除去后，仍能自动回到其初始平衡位置时，则其平衡状态是稳定的；而当外界干扰除去后，不能自动回到其初始平衡位置时，则其平衡状态是不稳定的。

当结构或构件处在不稳定平衡状态时，任何小的干扰都会使结构或构件发生很大的变形，从而丧失承载能力，这种情况称为失稳，或者称为屈曲。

结构的稳定问题不同于强度问题，结构或构件有时会在远低于材料强度极限的外力作用下发生失稳。

因此，结构的失稳与结构材料的强度没有密切的关系。

结构稳定问题可分为两类：第一类稳定问题（质变失稳）—结构失稳前的平衡形式成为不稳定，出现了新的与失稳前平衡形式有本质区别的平衡形式，结构的内力和变形都产生了突然性变化。

结构丧失第一类稳定性又称为分支点失稳。

第二类稳定问题（量变失稳）—结构失稳时，其变形将大大发展（数量上的变化），而不会出现新的变形形式，即结构的平衡形式不发生质的变化。

结构丧失第二类稳定性又称为极值点失稳。

无论是结构丧失第一类稳定性还是第二类稳定性，对于工程结构来说都是不能容许的。

结构失稳以后将不能维持原有的工作状态，甚至丧失承载能力，而且其变形通常急剧增加导致结构破坏。

因此，在工程结构设计中除了要考虑结构的116强度外，还应进行其稳定性校核。

1.1.1 第一类稳定问题首先以轴心受压杆来说明第一类稳定问题。

地质版高中通用技术必修2《结构的稳定性》课件

影响结构稳定的因素有哪些
【结论二】结构的稳定性与结构和地面触所形成的支撑面的大小有关
生活中有哪些结构采用加大支撑面的方法来提高其稳定性？
【探究试验二】
利用竹签，皮筋等材料组装成简单的结构三角形，四边形，五边形，试比较哪种结构更稳定？
பைடு நூலகம்
结论：结构的稳定性与几何形状有关
影响结构稳定的因素有哪些
课堂小结
1、结构的稳定性：结构在荷载的作用下，维持其原有的平衡状态的能力
2、影响结构稳定性的因素：
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 3、结构稳定的基本条件：
重心所在点的垂线落在结构底面的范围内
【拓展延伸】
不稳定结构的应用
谢谢大家！
地质版必修2高中《通用技术》
第一章结构与设计
第三节探究结构结构的稳定性
。
教学目标
1、理解结构稳定性的概念； 2、能通过技术试验分析影响结构稳定性的主要因素； 3、对简单的结构进行稳定性分析，掌握如何保持结构的稳定性。
结构的稳定性结构在荷载的作用下，维持其原有的平衡形式的能力
影响结构稳定的因素有哪些
【结论一】重心位置影响结构稳定性，重心越低越稳定
生活中有哪些结构采用降低重心的方法来提高其稳定性？
【探究试验一】
分别搭建桌子A B C，设计试验方案，比较三者稳定性；
A
B
C

影响结构稳定的因素有哪些
注意
支撑面≠接触面。
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。接触面：是物体与地面接触形成的面。
实战演练
1、灾区人民需要临时安家，但是帐篷不够，你手头仅有竹竿、铁丝和雨布，请你为灾区人民搭建一个尽可能牢固的帐篷。 2、水是生命之源，灾区的水受到严重污染，不能饮用，需要从外地运水，请选择你认为最稳定的水箱放到运水车上运水。 3、灾区余震不断，请设计一种方法能第一时间检测到地震，以便及时撤离危险地带。

结构的稳定性

这个谜，直到本世纪八十年代初才解开。一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也不免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作。当然，由于摩擦，它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态。
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。

因素三：几何形状三角形稳定性的应用
[案例分析]：静止状态的单车如何保持稳定（课本：P14）（1）双腿支撑（2）单腿支撑
结构重心的位置：结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。
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。
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。

结构的稳定性..

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。
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。
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。
练习: (1)在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公共汽车上要如何才能保持自己的没摔倒？人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低，在一定范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面变大，越稳定！ (2)货物应尽量放在船舱里还是甲板上？为什么？ (3) 在我国四川的广汉三星堆出土的器具有许多都是尖底的。怎么摆放才稳定呢？ (4) P023页第1题
2.走钢丝的人为什么要拿一条长棒？
3.静止状态下陀螺会倾倒，而当它高速旋转时却可以立起来？
这个谜，直到本世纪八十年代初才解开。一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也不免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作。当然，由于摩擦，它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态。

建筑结构的变形与稳定性分析

建筑结构的变形与稳定性分析建筑结构是指构成建筑物的各种构件和材料，通过相互连接形成一个整体，承担建筑物自身重力和外部荷载的力学系统。

在建筑物的设计、施工和使用过程中，结构的变形与稳定性是十分重要的考虑因素。

本文将分析建筑结构的变形与稳定性，并介绍一些分析方法和技术。

一、变形分析变形是建筑结构受荷载作用后产生的几何、形状上的变化。

结构的变形直接关系到建筑物的使用功能和安全性。

通常，建筑结构的变形是可以接受的，但是需要在一定的范围内控制。

过大的变形可能导致建筑物的功能失效，甚至造成结构破坏。

1. 变形原因建筑结构的变形主要受以下几个方面的因素影响：荷载、材料性能、构件刚度、结构形式和施工质量等。

荷载是导致结构变形的主要外力，包括静态荷载、动态荷载和温度变化等。

材料的弹性和粘性等力学性能也会对结构的变形产生影响。

构件刚度是指结构各构件对外力的抵抗能力，刚度越大，变形越小。

不同的结构形式也会对变形有不同的影响。

2. 变形控制方法为了控制建筑结构的变形，可以采取以下几种方法：合理选择结构形式和材料，增加构件尺寸和厚度，提高构件刚度和抗变形能力。

在设计和施工过程中，应进行详细的变形分析和计算，确保满足结构的变形要求。

此外，也可以通过设置补偿装置和预应力等措施来减小结构的变形。

二、稳定性分析稳定性是建筑结构抵抗外力作用时不产生破坏或失稳的能力。

结构的稳定性分析主要研究结构抗侧推、抗压弯和抗扭转等方面的性能。

1. 稳定性失效稳定性失效是指结构在受到一定荷载作用时出现失稳现象。

常见的稳定性失效形式包括整体失稳、局部失稳和摆动失稳。

整体失稳是指结构整体和构件发生整体侧扭或整体位移现象。

局部失稳是指结构某一局部构件在极限弯矩之下发生屈曲现象。

摆动失稳是指结构由于受到侧向力的作用，出现左、右侧摆动。

2. 稳定性分析方法稳定性分析可以通过静力弯矩法、力法和能量法等方法进行。

其中静力弯矩法是最常用的方法之一。

它是根据结构相对于一定轴线的刚度和弯矩对比，判断结构在作用荷载下的稳定性。

《结构的稳定性》教学设计

《结构的稳定性》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解结构稳定性的概念。

（2）能通过实验探究影响结构稳定性的主要因素。

（3）对简单的结构进行稳定性分析。

2、过程与方法目标学生通过亲历实验过程得出结论，提高学生的探究能力，提高学生的动手能力，提升学生的技术素养，掌握分析结构稳定性的方法。

3、情感态度和价值观目标培养学生的发散思维、自主探究、勇于创新的思考习惯，体验自主动手、探究学习的乐趣。

二、教学重点对结构稳定性的理解以及通过实验探究影响结构稳定性的主要因素。

三、教学难点动手实验和对实验现象的观察、思考、总结，利用所学知识分析有关结构稳定性的实际案例。

四、教学方法1、情境创设：通过播放视频和做演示实验，引导学生观察、分析、交流、探讨影响结构稳定性的主要因素。

2、引导发现：在学生参与演示实验的过程中，激发学生对技术理论知识掌握和学习的兴趣。

3、总结评价：在课堂教学中，对学生进行过程评价及总结评价。

五、教学过程1、创设情境，导入新课播放视频：截取美国大片《真实的谎言》中的片段，让同学们观察、分析、思考发生该现象的原因。

2、导出结构稳定性的概念结构稳定性：结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

提出问题：一个合理的结构经历暴风骤雨，依然稳如泰山，是什么原因？本节课我们将带着这个问题来一探究竟。

3、探究影响结构稳定性的因素【提出问题】：在我们的结构设计中必须考虑好结构的稳定性，那么影响结构的稳定性的主要因素有那些呢？【探究试验一】不倒翁为什么不倒？分组演示实验：教师演示实验：教师通过改变不倒翁原理实验仪重心的位置；教师操作稳定性试验仪，将稳定性实验仪的刻度调至20，现将重块置于最低位置，逐渐调高重块，学生按照老师的演示分组操作体验。

学生分组操作体验：给一块木板上放置三个大小形状不相同的麻将牌，慢慢抬起木板的一端，看哪一个最先倒掉。

让学生观察发生的现象，并做好记录，分析并总结出为什么会出现以上这些现象？是什么影响了麻将牌的稳定？一个结构的稳定与那个因素有关？重心位置高的时候稳定，还是重心位置低的时候稳定？师生总结得出结论1：结构重心的位置高低影响结构稳定性：重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。

《结构与稳定性》教案

《结构与稳定性》教案教材分析:本节内容是苏教版《技术与设计2》章第二节稳固结构的探析第1课时的内容。

教学内容为影响结构的稳定性的因素，主要包括重心位置的高低、与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状等。

本节内容有承上启下的作用，可以使学生对前面学习的结构的基本知识有更深的认识和巩固，也为下一节课时结构与强度和功能的学习，为后续的简单结构的设计和经典结构的欣赏学习做好铺垫，本课是在感性的认识基础上进一步探究结构的重要性质之一的稳定性，可使学生对如何构建一个稳定的结构有更深的认识，并最终为解决实际问题能设计出成功的结构奠定了良好的基础。

教学目标：知识与技能：理解结构稳定性的含义。

过程与方法：通过试验，分析总结出影响结构稳定性的主要因素。

情感态度与价值观：激发学生结构探究兴趣和欲望，培养学生的思想和意识。

教学重点和难点：重点：影响结构稳定的主要因素。

难点：1、影响结构稳定的主要因素在不同结构中的体现。

能从影响结构稳定性的多个因素综合探讨典型结构的稳定性。

教学策略手段：采用直观教学法。

通过试验、举例、图片和实物展示，采用直观教学方法让学生亲身体会和感受，激发学生的学生的学习兴趣和促进对相关概念的理解。

采用探究式教学方法。

通过纸板屏风的小实验，结合案例分析，激发学生探究热情，提高学生掌握相关知识的稳定性。

立足学生的直接经验和亲身经历。

通过做中学，以学生的亲历情境、亲手操作、亲身体验为基础，学生自己能发现问题、提出问题、分析问题，并将所学知识应用于实际问题的解决。

学情学法：通过节的学习，学生认识了常见的结构，会从力学的角度理解结构的概念，会简单的分析结构的受力，使得学生有了学习本课时的基础。

学习本课可以使学生对结构特性有更深入的认识，并为后续的结构设计教学奠定基础。

因为教学内容以及概念的具体性，需要在课堂上通过对具体实例的探究，学生才会建立起比较稳定的结构与稳定性相关概念，也有利于提高学生的理解技术、运用技术的能力。

通用技术《技术与设计2》第一章3.3影响结构稳定性的因素

三角形框架比多边形框架稳定性要
好，所以广泛使用在结构设计中。如桁架桥、承重架、脚手架等。
结构稳定性的分析：
课堂分组试验：
设计一个支架，能稳稳地托住苹果，苹果最低端距离支撑面至少6cm
材料： 50cm铜线一根尺子苹果
评价标准：
结构是否稳定、是否满足6cm要求、创新性、美观性、
被推同学前后稳定性不同，是因为什么发生了变化？
接触面与支撑面
请同学试着把一张A4纸立起来
结论2
底面支撑面积越大越稳定
探究3 支撑面积一定的情况下，重心越
低越稳定吗？
试试看：
重心在底面投影的位置，落在结构支撑面的范围内
• 自建筑初始1174年首次发现倾斜。从事观测该塔的专家盖里教授称，根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度推测出——斜塔将于250年后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。
结束语：设计永远在路上
没有绝对稳定的结构，只有通过不断的设计创新来获得我们生活中需要的稳定结构或不稳定结构，需要设计者多观察生活，具备同理心，做设计创新的有心人。
人生何尝不是一个结构，在我们年轻时代打好学科基础就是站稳了脚跟，尽量使自己人生结构的接触面越大越好，这样自己的人生才最稳定，最坚固。
小组讨论：你认为结构的稳定性和哪些因素有关？
探究1 探究2
探究3 探究4
探究1 如何证明重心位置影响稳定性
结论 1：
• 重心的位置影响到结构的稳定性：
• 重心高___不__稳_定___ • 重心低____稳__定___ 生活中有哪些结构是运用降低重心来提高稳定性？
探究2
请两位同学配合做个试验：
我国东汉时代的科学家张衡，在公元132年就制成了世界上最早的"地震仪"--地动仪。

结构的强度与稳定性

内力
外力是使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。
外力
内力
P
N
1.影响结构强度的主要因素
吊兰支撑使用的三角形支架结构，而不使用由一根直杆挑起的结构。从材料方面考虑，吊兰的三角形支架使用的是钢管而不是木条或塑料，钢管抗拉力性能好。从连接方式考虑，吊兰的三角形支架的构件是焊接而不是捆缚，这种连接方式更牢固。
B、照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？
因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。
因素三：结构的稳定性与它的几何形状有关。
补充（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是运用这一原理，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。
竹竿比脆性塑料杆能挂更多的重物而不会断裂
不同材料的抗拉性能不同
沿着垂直于重心线的方向撞击一根完整的钢管与用同样的方法撞击一根中间有焊接缝的钢管
中间有焊接缝的钢管受到撞击时容易损坏
因为有连接点
应力和强度的关系：
这只是我们一个笼统的说法，我们如何来衡量一件东西的强度呢?那就要用到应力的知识。
使用钢筋混凝土结构的好处是什么？
混凝土抗压性能较好，而抗拉能力就比钢筋要小得多。因此在制造时可在梁的受拉区放置钢筋，组成钢筋混凝土梁，在这种梁中，钢筋受拉，混凝土受压，它们合理组成一个整体，共同承担载荷的作用。

结构的稳定性

1、结构的稳定性
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。
2. 影响结构稳定性的主要因素
想一想：影响结构稳定性的因素有哪些？
试验一：不倒翁为什么不倒？
结论1：结构重心的位置高低影响结构稳定性：重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。
生活中哪些结构是因为重心较低而保持稳定的？
2. 影响结构稳定性的主要因素试验二：
不借助其它任何物体，能否将鸡蛋在桌面上立起来？
结论2 ：结构与地面接触所形成的支撑面的大小有关，支撑面积越大，结构越稳定。
你能举例说明支撑面积越大，结构越稳定这个结论在现实生活中的运用吗？
2.影响结构稳定性的主要因素
试验三：单三角形框架、双三角形框架及四边形
3.课堂小结
结构的稳定性
这节课你学到了什么？
1、稳定性与重心位置的高低有关；
2、稳定性与支撑面积的大小有关；
3、稳定性与结构的形状有关。
4.知识应用
结构的稳定性
请同学们分组来讨论，如何改进风车的稳定性。
5.课后作业
结构的稳定性
当我们站在正在行驶的公共汽车上时，常常将两脚岔开，为什么？
框架, 哪个会更稳些? 结论3 ：结构的稳定性与结构形状有关。三角形结构的稳定性更好。你Leabharlann 说出生活中应用三角形稳定性的事例吗？
阳台上的晒衣架。
结构的稳定性
不稳定的结构就没有什么用处吗？请举出一些利用不稳定的结构,
实现某些特殊功能的事例。
1、在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。 2、倒置的啤酒瓶可以预报地震。 3、四边形收缩变成菱形，制作自动伸缩门。

结构的稳定性

结构稳定性
课堂小游戏
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？
哪到底什么样的结构是稳定的？什么样的结构是不稳定的？
结构稳定性
探究一：不倒翁问什么不到？一个公公精神好，从早到晚不睡觉，身体虽小力气大，千人万人推不倒（打一玩具）
结构稳定性
【得出结轮】不倒翁不到让我们得出什么结论？重心的高低影响结构的稳定性，重心越底，稳
？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）
结构稳定性
【连接生活现象】请同学们想一想生活中有哪些实例是运
用增大支撑面积来增加稳定性？
结构稳定性
【探究三】怎样让一本书更好的直立在桌面上?
结构稳定性
【得出结论】书的直立让我们得出什么结论呢？结构或构件的形状影响其稳定性。
性的角度出发为某公司设计一个稳固的巨幅街头广告牌（用文字图样说明自己的设计）该地区夏季雷雨天气常伴有较强的东南风
结构稳定性
【课后拓展】结构的稳定性在日常生活中有着广泛的
应用，在很多时候我们利用稳定的结构抵抗外力，承受负载，另一方面也利用不稳定来为我们生活提供便利。
课堂练习
1、走钢丝的人手上拿常着一条长棒，其目的是
结构稳定性
【连接生活现象】请同学们想一想生活中有哪些实例是运用改
变结构形状来增加稳定性？ A字形梯
拉杆
结构稳定性
【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
结构稳定性
【活动实践题】请同学们结合本节课内容从结构与稳定
定性越好，重心越高，稳定性越差。