影响结构稳定性的因素
高中通用技术_结构的稳定性教学设计学情分析教材分析课后反思
（一）引入新课：游戏：两位同学面对面站立，伸出双手，掌心相对互推，看谁先把谁推动。
1、观察并思考，他们用了哪种姿势，为什么这么做？2、如果是你来参加这个游戏，你会有什么动作，使自己更稳？（二）进行新课：1、结构稳定性的定义：结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
2、影响结构稳定性的因素：探究一：(探究结构的稳定性与重心高低的关系)身手小试：找可乐。
观察教师操作演示，找出两罐真可乐。
通过分析两组可乐重心位置有什么不同，哪个易倒，得出影响结构稳定性的因素一是：结构或构件重心位置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。
思考（1）：生活中运用了重心越低结构越稳定的例子有哪些？轮船、遮阳伞等思考（2）：是不是结构的重心越低，就一定越稳定呢？通过演示试验视频，得出结构稳定的基本条件是：重心所在点的垂线应落在结构支撑面内。
探究二：(探究结构的稳定性与支撑面的大小的关系)矿泉水瓶装满水，分别为正立、倒立，哪一种放置最稳？哪一种放置最不稳？为什么？图一图二利用可改变底面支撑面大小的模拟小板凳先组成如图一所示结构形状，并对其施加外力，观察其结构稳定性。
然后改变模拟小板凳的底面支撑面的大小组成如图二所示结构形状并对其施加外力，观察其结构稳定性。
得出影响结构稳定性的因素二是：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。
结构与地面接触所形成的支撑面越大，结构越稳定。
（接触面≤支撑面）思考：生活中运用了支撑面越大越稳定的例子有哪些？举重时岔开双脚，做成梯形的大坝等。
练一练：桥梁模型的稳定性如下图所示是某校学生设计制作的桥梁模型，如果要提高模型的稳定性，可以采取的措施是：①、③①缩短桥梁两端伸出部分的长度；②增大桥梁两端伸出部分的长度；③两端增加桥墩；④减小桥面宽度。
试验：缩短桥梁两端伸出部分的长度后，桥梁稳定性的变化情况探究三：(探究结构的稳定性与结构形状的关系)如何增加一张纸的稳定性使它能够立起来？得出影响结构稳定性的因素三是：结构形状影响结构的稳定性。
边坡结构稳定性影响因素
边坡结构稳定性影响因素影响边坡稳定的因素十分复杂，归纳起来可分为内在因素和外在因素。
内在因素包括：边坡岩土体类型、岩土体结构、地应力等；外在因素包括：水的作用、地震作用、边坡形态及人类活动等。
影响边坡稳定最根本的因素为内在因素，它们决定了边坡的变形失稳模式和规模，对边坡稳定性起着控制性作用。
外在因素只有通过内在因素才能对边坡起破坏作用，促进边坡变形失稳的发生和发展，但当外在因素变化很大、时效性很强时，往往也会成为导致边坡失稳的直接诱因。
一、内在因素1.岩土体类型岩土体类型按组成物质的不同和差异，宏观上可分为土质类和岩质类。
土质类主要是由土、砂、碎石、块石、孤石及全风化岩体等组成的均质、非均质材料。
岩质类按饱和单轴抗压强度可分为极坚硬岩（≥80MPa）、坚硬岩（60～80MPa）、中硬岩（30～60MPa）、软岩（15～30MPa）和极软岩（＜15MPa）。
土质类边坡的稳定性主要取决于土质类材料的抗剪强度。
就材料本身而言，其抗剪强度的高低主要取决于黏粒（粉粒）、碎（块）石和孤石的含量：黏粒（粉粒）含量越高、碎（块）石和孤石含量越少，则抗剪强度越低；反之，则抗剪强度越高。
因此，就材料强度而言，堆积体边坡的稳定性高于碎石质边坡，碎石质边坡的稳定性高于砾质土边坡，砾质土边坡的稳定性高于粉（黏）土边坡。
具有相同结构特征和岩体结构特征的岩质边坡，其边坡的稳定性随着岩质强度的增加而提高。
2.岩土体结构土质类边坡结构密实度也是影响土质类材料抗剪强度指标的重要因素。
结构越疏松，抗剪强度指标就越低，边坡稳定性越差；结构越紧密，抗剪强度指标就越高，边坡稳定性越好。
当边坡具有多元结构特征时，尤其是颗粒相对较细的物质分布在边坡的中下部时，该土层则可能成为制约边坡稳定的主导因素，即边坡稳定程度取决于该土层的物理力学指标。
岩体的结构类型一般可分为整体结构、块状（次块状、裂隙块状）结构、层状结构、镶嵌碎裂结构和碎裂结构。
由于岩体强度较高，岩质边坡稳定性主要取决于边坡结构及岩体中结构面的性状和规模。
稳固结构的探析----结构的稳定性分析
稳固结构的探析----结构的稳定性分析一、教学目标：本节课是稳固结构的探析专题的第一节课。
《技术课程标准》与稳固结构的探析内容对应的内容标准为：（1）能通过技术试验分析影响结构稳定性和强度的因素（2）理解结构与功能的关系。
由于将该专题拆分为三节课来组织教学，本节课的教学的重点放在了解影响结构稳定性的因素。
对影响结构的强度因素和结构与功能的关系安排在后面两节课完成。
因此，本节课的具体教学目标为：（1）了解什么是结构的稳定状态。
（2）理解影响结构的稳定性有三个主要因素。
（3）能够对常见简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。
具体分解为知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标为：知识与技能：（1）了解什么是结构的稳定状态。
（2）理解影响结构的稳定性有三个主要因素。
（3）能够对常见简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。
过程与方法：（1）通过对比技术试验，提高进行简单技术试验的实践能力。
情感态度价值观：（1）在合作技术试验，交流讨论过程中增强合作交流的意识。
（2）过结构稳定性讨论，增强技术安全的意识。
二、教学内容分析：教材分析：“技术与设计2”模块包含“结构与设计”、“流程与设计”、“系统与设计”、“控制与设计”四个主题，“稳固结构的探析”是“结构与设计”主题的第二节内容，是“结构与设计”主题的核心部分。
“结构的稳定性分析”又是“稳固结构的探析”专题中的第一课时内容，是“结构的稳定性分析”，“结构的强度分析”和“结构的功能分析”三个连续环节的第一环。
本节课教材内容分为三个部分：（1）什么是结构的稳定性。
（2）影响结构稳定性的三个主要因素。
（3）常见结构的稳定性分析。
对于结构的稳定，学生此前是有一定的生活感性认识的。
看到被大风刮倒的物品，就认识到这些物品的稳定性是有问题的。
但这样的认识仅仅停留在感性层面上，没有上升到理性认识高度。
为了引出结构的稳定性这个重要的概念，老师可以根据教材内容，提供一些翻倒物体的图片，一些生活中不稳定物体的实物，来引起学生展开思考和讨论，引起继续学习下去的兴趣。
影响隧道结构体稳定性因素及基本处理方法
影响隧道结构体稳定性因素及基本处理方法隧道结构体的稳定性是指隧道结构在使用过程中不发生倒塌、破坏等情况，能够保持良好的工作性能和安全性。
影响隧道结构体稳定性的因素有很多，包括地质条件、隧道结构设计、施工质量等。
本文将对影响隧道结构体稳定性的因素及基本处理方法进行探讨。
一、地质条件地质条件是影响隧道结构体稳定性的主要因素之一、不同的地质条件会导致隧道结构受力变化和地下水渗流等问题，进而影响结构体的稳定性。
常见的地质条件问题包括地层裂隙、岩石结构疏松、水文地质问题等。
处理方法：1.开展地质勘察：在隧道施工前，必须进行详细的地质勘察，了解地层情况和地下水状况，为后续的设计和施工提供依据。
2.采取支护措施：根据地质勘察结果，采取相应的支护措施，如喷射混凝土支护、锚杆支护等，加固地层，提高隧道结构体的稳定性。
二、隧道结构设计隧道结构设计是保证隧道结构稳定性的重要环节。
结构设计是否合理，直接影响到隧道结构体的稳定性和安全性。
常见的设计问题包括结构参数选择不合理、结构受力分析不准确等。
处理方法：1.优化结构设计：通过改变结构参数，如截面形状、墙厚等来优化结构设计，提高结构体的稳定性。
2.加强受力分析：进行详细的受力分析，考虑各种受力情况，包括自重、地震、地下水水压等，确保结构体能够承受各种力的作用。
三、施工质量施工质量是保证隧道结构体稳定性的另一个重要因素。
如果施工质量不达标，如配合比不准确、混凝土浇筑不均匀等，都会影响隧道结构体的稳定性和使用寿命。
处理方法：1.严格控制配合比：在施工过程中，严格控制混凝土的配合比，确保混凝土强度和均匀性。
2.加强检验监测：进行严格的施工检验和监测，及时发现和纠正施工过程中的问题，确保施工质量达标。
综上所述，隧道结构体稳定性的影响因素较多，包括地质条件、结构设计和施工质量等。
在隧道建设中，必须对这些因素进行充分的考虑和处理，才能保证隧道结构体的稳定性和安全性。
五、影响结构稳定性的因素
[链接生活]：
生活中有哪
些结构是利用
增大支撑面来
增加其稳定性
接
的？
触
面
探究2：影响结构稳定性的因素有哪些？
请拿出一张可以写字的白纸。 两瓶矿泉水，一瓶装满水，一瓶装一半水， 哪个更稳定？ 与同伴讨论一下
分析影响结构稳定性的因素？
[结论1]：
重心的高低影响结构的稳定性。 重心越低，结构越 稳定 ，越高越 不稳定 。
不稳定的结构一定不好吗?
在某些特定情况下，我们可以巧妙的运 用结构的不稳定性，以实现结构特殊的功 能。
谢谢！下周再见！
我是稳定的结 构吗？
探究1：影响结构稳定性的因素有哪些？
矿泉水瓶是正立 的稳定？还是倒 立的稳定？
？ 支撑底面面积越大， 接触底面面积越大，
结构越稳定！
结构越稳定！
分析影响结构稳定性的因素？
[因素1]：
支撑面的大小影响结构的稳定性。
支撑面越 大 ，结构越稳定，越小，则越不 稳定。
结构的支撑面 ≧？结构的接触面
高 水平（与支撑面的关系） 低
请告诉我：为什 么我不会倒？
稳定性还与哪些因素有关？
同伴讨论
还有哪些因素会影响结构的稳定性？ （ P22试验3）
构件的连接方式会影响结构稳定性。
总结影响结构稳定性的因素
（1）支撑面的大小 （2）重心的位置 （3）形状 （4）材料 （5）构件的连接方式等
影响结构稳定性的因素是相互关联的。
如何巧妙增加结构的稳定性？
利用三角形框架及其组 合结构，可有效地增加 结构的稳定性。
长细比
指的是结构的纵向长 度与横向截面的最大 尺寸（如圆的直径） 之比。
减少长细比
关于结构稳定的特征性质
关于结构稳定的特征性质结构稳定性是工程结构的重要性质，它是指结构在受到外力作用时能够保持形状和功能，不变形、不破坏、不坍塌的能力。
结构稳定性的概念涉及到结构理论、结构力学、结构材料力学、计算机辅助结构分析等多个领域。
它是指结构受外力作用时,可以保持其形状和功能的能力。
结构稳定性的研究对于确定结构的结构位移、抗震性能以及结构的最大承载能力都具有重要的指导意义。
二、结构稳定性的基本特征1、静力稳定性在室外受力条件下，钢筋混凝土结构系统有一定的静力稳定性，即其抗拉、抗压、抗弯、抗扭等构件受力均小于构件强度时，结构系统能维持其形状状态而不变形。
2、动力稳定性动力稳定性指的是结构系统在受力时，不仅可以维持结构的形状、大小，而且还可以维持力学和动力系统性能的稳定性，即在受力作用下，各部分之间不会出现失稳现象，如滑移、裂缝、断裂等。
3、耐久性耐久性是指结构在受外力作用时，能否持续长期稳定地工作，从而实现有效地节能效果。
耐久性可以分为抗压耐久性和抗拉耐久性两种，前者指的是结构在受到压力作用时，可以抵抗压力的能力，保持原有的形状不变，而不会出现变形、裂缝和破坏等现象；后者指的是结构在受到拉力作用时，可以抵抗拉力较大的能力，维持原有的形状不变，而不会出现变形、裂缝和破坏等现象。
4、抗震性振动可以引起结构损伤，抗震性就是指结构系统在受到地震振动的作用下，能维持其结构完整性、安全性和可靠性的能力。
换言之，抗震性是指结构系统在地震振动作用下，可以完全抵抗地震的能力，从而保持其稳定性和完整性。
三、结构稳定性的影响因素1、外力作用结构稳定性受外力作用的影响很大，包括抗拉、抗压、抗弯、抗扭、抗震、滞回等外力，外力作用类型和大小对结构稳定性有很大影响，因此，评估结构稳定性时，应清楚知晓外力类型和大小。
2、构件强度结构稳定性受构件强度的影响也很大，构件强度越大，则结构稳定性越强，反之构件强度越小，结构稳定性也会相应降低。
3、结构对称性结构稳定性受结构对称性的影响也很大，如果结构不具备对称性，则很容易发生失稳现象，从而降低结构的稳定性。
《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
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。
影响物体结构稳定性因素的探究
温州市高中学生通用技术学科小论文评比题目影响物体结构稳定性因素的探究学校浙江省瓯海中学姓名庄立约指导教师郎建华联系电话温州市教育教学研究院影响物体结构稳定性因素的探究【摘要】在知识学习的过程中，我学习到许多影响物体结构稳定性的因素，如重心高度，支撑面大小，物体结构的形状。
那么为什么这些因素对物体结构的稳定性有影响呢，它们又是如何影响稳定性的呢？于是我进行下列探究。
在研究的过程中，我发现物体摆放的位置对其稳定性也有一定的影响，于是也对此进行了实验。
最终我找到了以上因素的共同点：都与重心的位置有关。
【关键字】物体结构稳定性重心高度支撑面形状位置【正文】一、背景与意义结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列，如自然界中的蜂窝、蜘蛛网、大树等，日常生活中各种建筑物等。
而物体结构的稳定性就是指物体结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
物体结构与生活息息相关，因而物体结构的稳定性是十分重要的，大的方面，我们生活的建筑需要稳定的结构，小的方面，我们停放一辆自行车需要稳定的结构。
通过这次探究我要找出那些与物体结构稳定性有关的因素，作用于实践，让我们的生活更加美好。
二、提出假设自行的“第三只脚”增加了其支撑面的面积，电风扇的底座降低了它的重心高度也增加了它支撑面的面积，而它们支撑面的面积都随着形状的改变而改变。
于是提出假设：物体结构的稳定性与支撑面的面积，重心高度，支撑面形状等因素有关。
三、方案选择探究这些因素之前我需要选择用什么方式来比较结构的稳定性。
方案一：将两个不同的结构分别放在一个斜面旁边，通过斜面上滚下的物块，观察哪种结构先被撞击翻倒，以此作为判断稳定性的依据。
优点：从相同高度滑下的物块动能相同，可以较为准确地比较两物体的稳定性。
缺点：实际操作中，物块到达斜面底撞击结构时，结构会滑动，这样对稳定性的观察便受到了很大的影响。
方案二：将两个结构放在同一块木板上，从一侧将木板缓慢抬起，观察哪种结构先翻到，以优点：有效的防止打滑带来的影响，在实验中比较结果非常明显。
结构稳定性与失稳现象分析
结构稳定性与失稳现象分析结构稳定性是指结构在外界作用下保持平衡的能力，反映了结构抵抗倒塌或变形的能力。
而失稳现象是指当结构受到一定外力作用时，整体或局部部分会发生不稳定的变形或破坏，从而导致结构失去平衡。
在建筑工程中，结构稳定性和失稳现象的分析起着至关重要的作用。
对于一个设计合理的结构来说，其稳定性必须得到有效保证。
本文将从结构稳定性的概念、影响因素以及分析方法等方面进行探讨。
一、结构稳定性的概念结构稳定性是指结构能够在外力作用下保持平衡，不出现倒塌或变形的能力。
在设计结构时，结构的稳定性是一个非常重要的考虑因素。
只有具备良好的稳定性，结构才能够承受预期的荷载，确保安全可靠。
二、结构稳定性的影响因素1. 结构材料特性：结构所采用的材料的强度、韧性等特性将直接影响结构的稳定性。
合理选择和使用材料是保证结构稳定性的基础。
2. 结构几何形状：结构的几何形状对于稳定性有着重要影响。
柱子的截面形状、梁的跨度等都会影响结构的稳定性。
设计时应尽量选择合适的形状来提高结构的稳定性。
3. 外界荷载：结构所受到的外界荷载也是影响稳定性的关键因素。
荷载的大小、作用方向等会直接影响结构的稳定性。
因此，在设计时需要充分考虑各种可能的外界荷载情况。
4. 结构连接方式：结构的连接方式往往能够对其稳定性产生重要影响。
连接的材料、设计方式等都会直接关系到结构的整体稳定性。
三、结构失稳现象的分析方法1. 线性失稳分析：线性失稳分析是一种较为常用的分析方法。
它通过考虑结构在微小扰动下的稳定性，求解线性稳定方程，得到结构的临界荷载。
当外力作用超过临界荷载时，结构将发生失稳。
2. 非线性失稳分析：线性失稳分析的局限性在于只能适用于线性系统。
而在实际工程中，许多结构往往具有非线性特性。
因此，非线性失稳分析方法较为常用。
该方法通过考虑结构的非线性特性，综合处理结构的几何和材料非线性，求解结构的失稳荷载。
3. 细长结构稳定性分析：细长结构的稳定性是一个比较复杂的问题。
浅谈如何提高钢结构稳定性
浅谈如何提高钢结构稳定性1、前言因结构稳定性被破坏而造成人员伤亡和财产损失的事件时常发生。
如1978年，美国哈特福特城体育馆网架结构压杆发生屈曲，导致平面92m×110m破坏坠落；2010年，内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗赛马场发生罩棚钢结构局部坍塌事故，造成巨额经济损失；2012年，云南省大理市一钢构建筑工程因支撑建筑失稳而发生坍塌，造成多名人员死亡。
仔细分析这类事故发生的原因，大都与钢结构的稳定性有着必然联系。
2、问题的提出在设计和施工过程中，钢结构系统的稳定性已经成为阻碍行业发展的一大难题。
尽管我国钢结构施工技术在快速发展，对结构稳定性的研究也取得了一定進展，但仍然存在诸多问题：一是对于网壳结构，主要采用梁-柱单元理论，梁- 柱单元在反映轴力和弯矩的耦合效应方面存在不足；二是在设计大跨度结构时，习惯于设定一个统一的稳定安全系数，不能反映整体稳定与局部稳定的关系；三是分析预张拉结构的稳定性的理论不完善；四是工程结构参数存在不确定性，随机参数对结构极值失稳、跳跃型失稳会产生一定影响。
3、影响结构稳定性的因素按照GB50017-2003钢结构设计规范中的规定，轴心受力构件稳定的计算公式为。
针对整个结构，构件在弹性范围内的临界力为，这与材料特性 E 、截面特性I 以及长度有关，反映了外荷载与结构内部抵抗力的稳定平衡状态，即结构或构件从变形开始到急剧增长阶段的状态。
因此，根据构件受力特点，可以将钢结构失稳分为平衡分岔失稳、极值点失稳和跃越失稳。
平衡分岔失稳是指构件在同一荷载点出现平衡分岔现象，根据构件屈曲后的荷载—挠度曲线变化情况，又可分为稳定分岔失稳和不稳定分岔失稳。
通常完善的轴心受压构件和薄板的失稳都属于这一类；极值点失稳是指具有极值点失稳的构件的荷载—挠度曲线只有极值点，没有出现不同变形状态的分岔点，构件弯曲变形性质也没有改变。
这一类失稳现象比较普遍，偏心受压构件在弹塑性变形发展到一定程度后的失稳都属于极值点失稳；跃越失稳是指既无平衡分岔点、又无极值点的失稳现象，与不稳定分岔失稳相类似，在丧失稳定平衡之后又跳跃到另一稳定平衡状态。
影响结构稳定性的主要因素到底有几个？
影响结构稳定性的主要因素到底有几个？在苏教版普通高中通用技术的教材《技术与设计2》第一单元结构与设计中有一节“结构与稳定性”是研究影响结构稳定性的主要因素。
这几年的教学中关于影响结构稳定性的主要因素在老师和学生中间出现了不同观点。
我归纳了一下，主要有是三种：一点论、两点论和三点论。
三点论：影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。
两点论：影响结构稳定性的因素是重心位置与地面接触所形成的支撑面的大小。
一点论：影响结构稳定性的因素是稳定角的大小。
我们来分析一下三种观点的区别和联系。
三点论，来源于教材的论述主要有重心位置的高低，支撑面的大小，结构的形状。
两点论，认为结构的形状影响重心的水平位置，所以我将重心位置规定为重心在三维空间的位置。
一点论，认为影响结构稳定性的因素是稳定角的大小，那么我将稳定角规定为在三维空间结构重心到结构支撑面某支撑点的连线和支撑面这支撑点到重垂足（重心向结构支撑面引垂线得到的垂足）的连线所组成的夹角。
这样一来重心的高低左右前后的变化和结构形状大小支撑面的形状大小的变化都会影响稳定角。
上述的讨论是有规定前提的，从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡的能力，结构的稳定是指结构整体的稳定，我们假设其是刚体。
支撑面在水平面，结构稳定性好具体规定为不容易倾倒。
讨论的载体如单脚撑自行车、照相机的三角架、啤酒瓶、方木块等。
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。
下面是我从百度下载引用的资料供大家参考：“钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。
结构整体的稳定，在结构的纵向，主要依靠结构的支撑系统来保证，如钢柱的柱间支撑，钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。
计算时主要考虑支撑系统能可靠地传递结构纵向的水平荷载（风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等）。
影响结构稳定性的因素
[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？
结论四：材料也是影响结构稳定性 的一个因素。
小组合作探究：
从材料箱中任意拿出一样物品，说 说它是怎样增加结构的稳定性的？ 以表格的形式提交，看看哪个小组 做的又快又好？
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。
影响结构稳定性的因素二
探究实验二：不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数 量的铁环，它还会不倒吗？
•研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地 面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的 重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是 不倒翁了。
探究三：落地扇为什么不易倾倒 ？
作业： 各小组提交本节课的课堂小结
学会思考：
• 静止状态自行车下的自行车和运动状 态下的是如何保持稳定的？
• 陀螺在静止状态下是不稳定的，运动 状态下却 是稳定 的，如何解释？
• 如何解释煮熟的鸡蛋旋转状态下的稳 定性？
在静止情况下，自行车本身不能自我平 衡，需要加一支撑脚。当由骑车人和自 行车构成一个 系统时，系统动起来之后
看下面的图片说一下哪些事物是稳定的，哪些事物是不稳 定的？
稳定及结构稳定性的概念
稳定：指的不是状态绝对不变，而是指受扰 后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重 新返回到原平衡状态。不能回到原有平衡状态， 为不稳定。
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
辽宁瑞州古塔
二、影响结构稳定性的因素
翻倒的货车
二、影响结构稳定性的因素
[思考] 生活中有哪些结构采用降低重心的方法来提 高其稳定性？
二、影响结构稳定性的因素
［试验3］ 啤酒瓶正立和倒立两种状态下，我们对其施加 同样的力，哪一种状态物体更稳定？
一、结构的稳定性概念
稳定是一种平衡状态，这种平衡状态 并不是指状态绝对不变,而是受扰后，允许 状态有所波动但扰动消失后，能重新返回到 原来的平衡状态。
二、影响结构稳定性的因素
［试验1］ 请同学们拿出笔，用两根手指支撑笔，使 笔保持平衡稳定 ［试验结果］ 当笔的重心在两根手指的支撑范围内时， 笔能够保持平衡和稳定。
结构的稳定性
回顾
1、结构的强度： 物体结构抵抗变形的能力 2、应力：σ＝ F／S 。 作用在物体单位面积上的内力
回顾
一个物体结构强度大，说明它抵抗破坏的能 力强，那么大家现在来判断：下面例子哪些 能说明结构强度大 ？
回顾
大风吹倒的广告牌
回顾
翻倒的货车
二、影响结构稳定性的因素
[结论] 结构的稳定性： 和接触面与地面所形成的支撑面有关 • 支撑面越大越稳定 • 越小越不稳定
二、影响结构稳定性的因素
二、影响结构稳定性的因素
[思考] 不借助其他物品，使你的课本在桌面上立起 来
[思考] 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？
二、影响结构稳定性的因素
二、影响结构稳定性的因素
［结论］ 对于一个结构而言，如果重心所在点的垂 线落在结构底面的范围内，就是稳定的， 不会出现倾倒。
钢结构失稳的原因
钢结构失稳的原因
钢结构失稳的原因可以有多个，以下是一些常见因素：
1.应力过大：钢结构的稳定性依赖于各部件的强度和稳定性，当受到过大的外力或内力作用时，导致杆件或节点应力过大，使得结构失稳。
2.结构设计不合理：如果结构设计不合理，例如支撑点不稳定或布置方式不当，会导致结构失稳。
3.现场施工质量不良：若在施工时未按照设计方案施工或误操作，容易导致结构松动、错位，最终失稳。
4.材料质量问题：如果使用劣质的钢材，容易导致结构失稳，特别是在恶劣的环境中。
5.环境因素：例如地震、风暴、火灾等自然灾害或非自然因素等，都有可能导致钢结构失稳。
结构与稳定性全解
三角形结构是一种稳定的结构
练习： 1.案例分析：静态自行车是如何保持稳定的（来自本第13页）双脚支撑轻骑车
生活中我们有这样的 经验，一个物体要有 三个支撑点才能稳定， 如果只有两个就会倒 下。但是自行车骑起 来时，却只有两个支 撑点，为什么不会倒 运动状态中与静止状态 下呢？ 自行车的稳定条件不同。
回顾旧识
是指事物的各个组成部分之间的有序 (广义角度） 搭配和排列。
结构
从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架 构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
结 构 无 处 不 在
建设高耸入云的摩天大楼
我们借鉴自然界的结构，让生活环境更赏心悦目。
学生作品
——结构与稳定性
了解影响结构稳定性的主要因素； 能够对日常生活中的简单结构设计， 进行比较合理正确的分析
实验二
让鸡蛋立起来 支撑面 ≠ 接触面
结论：支撑面大小是影响因素之一
因素二：结构与地面接触所形成的支撑面 的大小，支撑面越大越稳定
塔的造型都 是上小底大， 保证与地面 支撑面大， 从而更加稳 定.
验证：
实例一：扎马步两脚要分开
实例二：风扇的底盘
结论：结构的形状也是影响因素之一
因素三：结构的形状不同,其稳定性也 不同,如板凳只有两条腿就不稳定,而不 在同一直线上的三条腿就有较好的稳 定性。
一、 结构与稳定性
定义：结构的稳定性(Stability)是指结构 在荷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。
马上行动
静止放置的自行车 落地灯
重力、风力
重力、碰撞
重力、碰撞
支撑面小，重心落到支撑面以 外 底座不够重，重心过高 与地面接触所形成的支撑面较小， 重心偏高
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。
影响结构的稳定性的因素主要有重心位置的高低.
演示试验：简易梁的破坏性试验
一、结构的强度
结构的强度：是指结构具有的抵抗 被外力破坏的能力。
当一个结构受到外力作用时，内部各 质点之间的相互作用会发生变化，产生一 种抵抗的力，称为内力。
应力——构件的单位面积上产生的内力。
关系式为： F
SБайду номын сангаас
魁北克大桥的垮塌
上海楼房倒塌
高压电线塔的垮塌
二、影响结构的强度的主要因素探究 探究活动：简易凳子的设计制作
讨论：你知道生活生产中有哪些常见材料？
4、相同材料，强度一定相同吗？
结论4：构件的材料截面形状影响结构的强度。
阅读教材18页：构件的截面形状以及“小试验”。
不同截面形状的构件，其强度有所差 别。但具体哪一种截面形状的构件强度最 大是不能够随便下结论的，还要看它具体 使用的环境及受到外力的情况等等。
影响结构强度的因素之间不是孤 立的，通常情况下我们要综合考虑各 种因素，来提高结构的强度。
三、课堂小结
1、结构的强度：结构的强度是指结构具有的抵抗 被外力破坏的能力。一般而言，一个结构的强度取决 于它对张力和压力两方面的反应能力。
2、影响结构强度的主要因素：结构的形状、构 件的连接方式、构件的材料以及构件的截面形 状。这些因素之间又不是孤立的，通常情况下我们要
综合考虑各种因素，来提高结构的强度。
四、作业：
请同学们完成教材20页的三个“探究”，课后练习第2 题。
影响结构的稳定性的因素主要有重心位置的高低本文档属于精品文档课件类技术资料转载请联系作者
复习
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。
影响结构的稳定性的因素主要有：重心 位置的高低、结构与地面接触所形成的支 撑面的大小和结构的形状等。
五、影响结构稳定性的因素
C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往 外倾斜？
这是为了进一步增大支撑面积，增 加稳定性。
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。
接触面
支撑面
[实验探究2]：落地扇为什么不易倾倒？
落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底 座轻很多，使落地扇的重心降低。
B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨 容易倾覆，造成减产；现在的农作物普 遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定 的原理。
C. 比萨斜塔为什么不倒塌？
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。
因素一：支撑面积的大小
1.稳定性与支撑面积的大小有关 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
A.落地电
风扇或者 宾馆里的 落地灯， 它们都有 一个比较 大的底座。
结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面 大,稳定 。
B：为什么大坝的横截面总是建成梯形？
大坝需要承受很大的力的作用，如 自身的重力，水的冲击力、压力等等， 要起到防洪的作用，大坝必须要求非常 稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接 触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实， 稳定性就越好。
因素二：重心位置
2．结构的稳定性与重心位置有关。 物体重心越低，越稳定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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。
影响结构稳定性的因素一
• 探究实验一：从材料箱中拿出一张纸，动 手做一下，如何让一张纸立起来？ 结论一：结构的稳定性与它的几何形状 有关。
思考一：为什么屏风能稳定站立？
思考二：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。
倒置的啤酒瓶可以预报地震。
[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？
• 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。
动手做做：
1.从工具箱中拿出扑克牌，看看怎样堆才能堆的高 一些？
2.矿泉水瓶正立与倒立情况下不同的稳定性 ？
•结论三：支撑面越大越稳定
观察下面的图片是如何来增加结构稳定性的？
探究四：大风刮来时，相同形状大 小的石凳子和木凳子哪个稳定性好 ？
，骑车人为系统注入动力，从而在自行 车前进的时候，通过人的不断调节，自 行车和骑车人与地面垂直，使自行车的 重心落在车轮与地面接触的面积内。因 此，在没有明显的外力干涉时，这一动 态系统能够表现出一种稳定。
• B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤 雨容易倾覆，造成减产；现在的农作 物普遍个子矮。就是利用了重心低结 构稳定的原理。
导入新课
思考：为什么一只飞鸟能使一辆汽车坠入河中？
看下面的图片说一下哪些事物是稳定的，哪些事物是不稳 定的？
稳定及结构稳定性的概念
稳定：指的不是状态绝对不变，而是指受扰 后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重 新返回到原平衡状态。不能回到原有平衡状态， 为不稳定。
结构稳定性：是指结构具有阻碍翻倒或移动的 特性。
第三节 结构的稳定性
东平高级中学 刘云杰
教学目标
（1）知识与技能： ①理解稳定和结构稳定性的概念。 ②通过实验分析总结出影响结构稳定性
的主要因素 （2）过程与方法：
通过探究、实验、讨论、分析等教学 方法，使值观：
①增强学生对结构稳定性的认识。 ②培养创新品质，提高审美意识。
作业： 各小组提交本节课的课堂小结
学会思考：
• 静止状态自行车下的自行车和运动状 态下的是如何保持稳定的？
• 陀螺在静止状态下是不稳定的，运动 状态下却 是稳定 的，如何解释？
• 如何解释煮熟的鸡蛋旋转状态下的稳 定性？
• 邮箱：FZM_LYJ@。 • QQ:505570509
在静止情况下，自行车本身不能自我平 衡，需要加一支撑脚。当由骑车人和自 行车构成一个 系统时，系统动起来之后
落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇 的重心降低
• 结论二：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。
意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌？
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。
• 注意：支撑面≠接触面。
结论四：材料也是影响结构稳定性 的一个因素。
小组合作探究：
从材料箱中任意拿出一样物品，说 说它是怎样增加结构的稳定性的？ 以表格的形式提交，看看哪个小组 做的又快又好？
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。
影响结构稳定性的因素二
探究实验二：不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数 量的铁环，它还会不倒吗？
•研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地 面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的 重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是 不倒翁了。
探究三：落地扇为什么不易倾倒 ？
• C.屏幕显示比萨斜塔的图片，
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。 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。(陀螺效应：凡是高速旋转的 物体，都有一种使转动轴保持不变的能力，这种能力使得 陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。教师演示滚 动的硬币不倒，转动的陀螺不倒的演示试验。所以一旦自 行车运动起来后，转动的车轮也具备这种能力，这种能力 使得自行车即使发生了倾斜，也能自动地把自行车调整过 来，这就是自行车不倒的原因。)