_影响结构强度和稳定性的因素
钢结构的稳定性由那些因素决定的
钢结构的稳定性由那些因素决定的
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）。
在结构的横向，主要依靠结构自身（框架或排架）的刚度来保证，计算时主要要考虑结构自身能可靠地传递结构横向的水平荷载。
构件本身的稳定主要由构件组成部份的自身刚度来保证。
计算时要保证构件本身及其组成部份（杆件或板件）在荷载作用下不发生屈曲而丧失稳定（这种情况主要发生在受压或压弯构件上）。
在实际计算中，一般是用稳定系数来限制钢材的设计强度。
使构件中的最大应力不大于钢材的设计强度乘以稳定系数后的值。
这样的公式在钢结构的受压和受弯的计算公式中均可见到。
稳定系数是个主要与构件的长细比（杆件）或高厚比（板件）有关的系数，控制了长细比和高厚比也就等于控制了构件的稳定。
所以说，构件本身的稳定因素主要是构件的计算长度和截面特性，包括平面内和平面外的两个方向。
当然，还应该包括材料的强度和应力的大小。
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
三、影响结构强度的因素
第一单元 结构与设计
1.2 稳固结构的探析
请同学们看图!
二、结构与强度：
1、结构的强度： 结构具有的抵抗被外力平衡状态的能力，强
度是研究不被外力破坏的能力。
马上行动：根据生活经验填写。
事件
结果
分别在一根竹竿和一根同 脆性塑料
样尺寸的脆性塑料杆上不 断加相同质量的重物
2、影响结构强度的主要因素
结构的强度与结构的形状、使用 的材料、构件之间的连接方式等因素 有密切的关系。
形状
• 外部形状：三角形、拱形等； • 截面形状：工字形、十字形、长方
形、L形、圆形、U形。
工字形截面
圆形截面：
材料
从纸杯到塑料杯到无锈钢杯，说 明强度和材料有关。
2. 强度与材料
杆易断
沿着垂直中心线的方向撞 中间有焊 击一根完整的钢管与用同 接缝的钢 样的方法撞击一根中间有 管易断
焊接缝的钢管
主要原因
不同材料 的抗拉性
能不同
结构的连接 方式不同
二、结构与强度
2、影响结构强度的主要因素：
（1）结构的形状
钻石与石墨的结构
• 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，有比较 好的强度。
VS
纸杯
钢杯
结构的强度与材料有关
2、影响结构强度的主要因素：
（3）构件之间的连接方式
铰连接——被连接的构件在连接处不能相对 移动，但能相对转动。（松螺栓）
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。（榫接、胶接、 焊接）
3 结构的连接
结构构建的连接通常有以下两类：
铰连接 刚连接
构件的连接方式：
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。
结构与流程 考点精讲
结构与流程……考点精讲版山东省昌乐第一中学王爱军热点链接——2011年11月16日，甘肃省正宁县发生了一起重大交通事故。
一辆向东行驶的大翻斗运煤货车，左道超速逆行。
与一辆向西行驶由金杯面包车改装成的幼儿园校车相撞。
最终导致21人死亡，44人受伤的惨痛事故。
随即引发网友疯传美国校车PK悍马完胜照片，感叹什么时候中国校车也能如此彪悍，就不会有如此悲剧发生！1.为了切实保证校车安全、保护学生生命。
我们可以从哪几方面入手来设计超强度的校车车体结构？A结构的形状 B 使用的材料 C 构件之间的连接方式 D 提升结构的稳定性2. 在甘肃正宁车祸中，如果大货车不是“左道超速逆行”这起悲剧就可避免。
可见遵章行车也就是合理的流程对生产生活有着重大意义。
那么，科学合理的流程对生活的意义不包括哪一项？A 指导我们正确的做事情，提高工作和学习效率B为我们安全提供保障C有效的组织生产、提高生产效率、保证产品质量 D 让生活变得有序、合理答案与解析：第1题选D。
影响结构强度有三个主要因素分别是：结构的形状、使用的材料和构件之间的连接方式。
而D选项所提到的结构的稳定性与题干中强调的“超强度”校车车体结构无关。
第2题选C。
注意题干中强调的是流程对生活的意义。
而C选项则是流程对生产的意义，虽然说法正确但不符合题意要求。
考点突破——这里的“结构”是从力学的角度上来说：指可承受一定力的架构形态。
作用是可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
根据结构的物体形态一般将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构三种基本类型。
对于多种结构相组合的形态我们称之为组合结构。
突破题1 以下图示中所体现的结构类型属于框架结构的是哪一项？A 青花瓷瓶B 太师椅C 雕塑D 园林建筑答案：B 解析：判断结构类型要结合结构本身受力特点。
以上选项分别是壳体结构、框架结构、实体结构和组合结构。
【头脑风暴】（古代木床、屏风、茶几的结构古罗马斗兽场等建筑结构）考点突破——结构的构件基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
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。
第一单元 结构与设计(2)
第一单元结构与设计（2）【知识巩固】1、如图所示为一木质花架。
放上花盆后，位于上部的水平板发生变形，易发生破坏，必须有足够的强度；立柱发生变形，在处最薄弱，因为该处最小，最大，为保证立柱不破坏，必须有足够的强度。
立柱与水平板的连接可采用、、等方式，其中的连接强度最高。
2、为增加花架的强度，可采用的方法有：（至少三种方法）（1）（2）（3）3、若采用钢材制作花架，可采用的连接方式有：、、等。
其中较好，说明这种连接方式的优缺点：。
【能力提升】一、选择题1、在混凝土梁中加钢筋主要是为了提高梁的（）强度A、抗弯B、抗压C、抗扭D、抗剪2、钻石有令人难以置信的强度，就是因为它的分子结构为四面体，每个面都是三角形，这说明了结构的强度与下面那个因素有关。
（）A、重心位置B、结构的材料C、结构的形状D、综合利用以上各因素3、分别在一根竹杆和一根同样形状尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明（）影响结构的强度。
A、材料B、结构的形状C、构件横截面形状D、构件的连接方式4、材质相同，截面粗细不同的两个杆件，在相同的拉力作用下，遭受破坏的程度不一样，细截面的杆件先被破坏，原因是（）A、截面越大，杆件的内力越大B、截面越小，杆件的内力越小C、截面越大，杆件承受的应力越大D、截面越小，杆件承受的应力越大5、我们常用的A形梯不直接采用铝合金片，而用口字形截面的铝合金构件，这说明影响结构强度的是（）A、材料B、构件的形状C、重心的高低D、连接方式6、为了增加混凝土梁的抗拉强度，在梁中布置一些钢筋。
钢筋布置的位置应在（）A、梁的上层B、梁的中层C、梁的底层D、梁的任意位置均可7、右面的几种结构形状，稳定性最好的是（）8、以下属于利用结构的不稳定实现某种功能的是（）①游乐设施的跷跷板②房间门口的活页③学校运动场的篮球架④伸缩门⑤预测地震的倒立酒瓶A、①②③④B、①②③⑤C、①②④⑤D、①③④⑤9、家用落地风扇的底座一般做得比较重，这是为了（）A、提高风扇的强度B、增加电风扇的稳定性C、安装电线的需要D、更加美观10、走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（）A、美观B、降低重心C、保护D、支撑11、塔式建筑的结构一般都是由下到上越来越小，这主要是考虑它的（）A、稳定性B、强度C、美观性D、经济性12、在日常生活中重心的位置是决定结构稳定性的一个重要因素，以下结构不是利用降低重心来实现其稳定状态的是（）A、落地电风扇B、台灯C、自行车的支撑架D、不倒翁玩具13、为了保证骑车人的生命安全，我国的《道路交通安全法》明确规定：摩托车驾驶人及乘坐人员应当按规定戴安全头盔。
通用技术-第一章第三节结构的强度与稳定性(第一课时)
以轨道交通为例，对其轨道结构的强度和稳定性进行检测与评估， 确保列车运行的安全性和稳定性。
04
提高结构强度与稳定性的方 法
材料选择与优化
选用高强度材料
采用高强度钢材、混凝土等材料，以提高结构的 承载能力和稳定性。
优化材料配比
通过调整材料的配比，如混凝土中的水泥、骨料、 水等比例，以达到最佳的强度和稳定性。
结构形式
结构设计
合理的结构设计能够提高结构的强度 和稳定性，避免因受力不均导致结构 破坏。
连接方式
连接方式对结构的整体性有着重要影 响，合理的连接方式可以提高结构的 强度和稳定性。
结构尺寸
结构尺寸的大小直接影响结构的刚度 和稳定性，过大的尺寸可能导致结构 失稳，过小的尺寸则可能使结构过早 破坏。
环境因素
引入增强材料
在结构中加入纤维增强材料，如碳纤维、玻璃纤 维等，以增强结构的抗拉、抗压性能。
结构设计优化
精细化设计
01
采用先进的计算和分析方法，对结构进行精细化设计，优化结
构的受力分布和传力路径。
引入冗余设计
02
通过增加结构中的冗余构件和连接方式，提高结构的可靠性和
稳定性。
考虑环境因素
03
在设计中充分考虑环境因素对结构的影响，如温度、湿度、腐
结构强度通常通过材料的力学性能和结构的几何形状、尺寸、连接方式等因素来体 现。
结构强度是保证结构安全稳定的重要因素之一，也是结构设计时需要考虑的重要指 标。
结构稳定性的定义
结构稳定性是指结构在受到外力 作用时保持其原有平衡状态的能
力。
结构稳定性通常与结构的形状、 尺寸、支撑条件、材料特性等因
素有关。
05
(完整版)通用技术-结构与设计
有效保护人的头部，是因为
（ C）
A、合格头盔制作优良，戴在头部空隙小，与头部形成一个整
体，是一个坚固的实体结构
B、合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用。
C、合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能有效保护
头部
D、合格的头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生
11、材质相同，截面粗细不同的两个杆件，在相同的拉力 作用下，遭受破坏的程度不一样，细截面的杆件先被破坏， 原因是（ ）D
辐条与钢圈之间属于__刚____连接
2020/2/28
在自行车各部件之间的连接中
三角架属于__刚___连接；
2020/2/28
问题：我们来看一下A形铝梯各构件之间采用的 连接方式是什么？为什么采用这样的连接方式。
答：A形梯两侧立边与横 档之间采用焊接的方式。 这样就使构件在连接处既 不能相对移动，又不能相 对转动，即可以传递力， 也可以传递力矩。
焊接：利用连接件之间的金属分子在高温下互相渗 透而结合成整体的一种金属结构构件连接方法。
（一）铰连接：被连接的构件在连接处不能相
对移动，可以相对转动。
在自行车各部件之间的连接中
刚 辐条与钢圈之间属于______连接
铰 刹车连杆之间属于_____连接
刚 三角架属于_____连接
在自行车各部件之间的连接中
总之：这样做的好处是保证结构和构件 的形状稳定，还能增强结构的强度，使他 足以支持自身质量及荷载。
A形梯的两面铰结点处采 用螺栓接的方式，这样做 就使构件在被连接处不能 相对移动，但可以相对转 动，即可以传递力，但不 能传递力矩。
小结
一、结构强度的概念：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 二、影响结构强度的因素
结构案例分析-结构的稳定性和强度
小实验
一摞书，整齐放置时的稳如泰山；另一种 放法,每本都往一边慢慢往外放置，到一定程度时 一摞书就全倒了。
3、结构的稳定性与它的几何形状有关。 A、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。
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。
通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使 学生容易理解，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。
B. 比萨斜塔为什么不倒塌？
1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做 过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同 时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人 们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同 的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成 正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们 称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更 加遐迩闻名。
我国东南沿海地区经常有台风袭击，台风过后，我们时 常会看到翻到在地的物体。是什么原因出现了图上所示 的现象？
在台风来之前它是稳定的！是什么原因出现了 不平衡状态？
那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又 是不稳定的？物体稳定与不稳定的程度又如何评价？
第三节 结构的强度与稳定性
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）。
高中通用技术_结构的强度与稳定性教学设计学情分析教材分析课后反思
《结构的强度与稳定性》教学设计一. 教材分析本课针对地质出版社《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度与稳定性》的内容而设计。
强度与稳定性是结构的两个主要特性，是进行产品设计应该考虑的主要因素，是本章学习的重点。
二. 学情分析平时生活中学生对各种结构都有普遍的认识，对不同结构的特性有初步的了解，但是没有准确的认识。
在学习过程中，使学生结合案例进行有目的的探究活动，有助于学生对学习内容的理解，学以致用。
三. 教学目标1、能说出结构的强度和稳定性的含义；2、能通过探究分析影响结构强度和稳定性的因素。
3、通过探究活动提升研究思考能力，通过小组合作增强团队合作意识。
四. 教学重点和难点重点：通过探究分析影响结构强度和稳定性的因素。
难点：引导学生将设计理论与设计实践结合，学以致用。
五. 教学策略1.小组活动法：在教师的指导和引导下，学生们分小组协同完成探究活动。
2.案例分析法：结合案例引导学生理解学习内容，并通过案例引导学生学会将理论应用于实践。
六. 教学资源多媒体课件，导学案，矿泉水瓶等。
教学内容师生活动设计意图导入：试一试：给笔、纸、书桌等身边的物品一个外力，观察在外力作用下，一个结构可能会发生怎样的变化？新课：一、结构的强度与稳定性1．结构的强度指物体结构在外力作用下抵抗变形的能力。
2．结构的稳定性指物体结构在外力作用下阻碍移动和翻倒从而维持其原有平衡状态的特性。
思考：我们应从哪些方面考虑实现结构的强度和稳定性设计呢？教师引导学生进行“试一试”活动，总结出结构可能发生的变化并加以总结和引导，导入主题。
学生亲身体验，激发学生的学习兴趣。
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。
结论：会影响结构的稳定性。
【知识拓展】比萨斜塔为什么倾斜而不倒？三、总结影响结构强度的因素有、、；影响结构稳定性的因素有、、。
【课后探究】骑行的自行车是如何保持稳定的？引导学生进行更深层次的思考教师引导学生对对本节主要学习内容进行总结。
结构强与稳定性
失稳就是稳定性失效,也就是受力构件散失保持稳定平衡 的能力,比如指结构或构件长细比（如构件长度和截面边长之 比）过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大
变形而不能保持平衡的现象。
荷载远远超过设计要求
不稳定的结构有用吗？
3.不稳定结构的应用
小结
• 什么是结构？ • 按力学架构，分为哪三大类结构？ • 什么是强度，如何提高强度？ • 什么是稳定性，如何提高稳定性？
• 大桥第一次倒塌后，加拿大人不信邪，经过事故调查，另请高明，继续建造魁 北克大桥，这次桥的规模扩大了。可是，在1916年9月11日，在吊装预制的桥 梁中央段时，大桥再次倒塌，这次事故中死了11人。由于这次事故属于施工事 故，所以原设计没有变更。后来，新的桥梁中央段终于被成功地吊装到了两边 的悬臂上。1919年8月，耗时近20年的魁北克大桥终于完工通车，这座桥是当 时全世界最长的悬臂桥，主跨度为549米。
• 提供材料每组一张B4纸（可以拆分）； 10枚回形针（可变形）。不允许使用其 他材料。
• 结构需能够独立站立在水平地面上，且 保持1分钟以上（无风）。
• 限时20分钟完成结构，当时间到时，结 构需放置在桌面绿色垫板上；不允许队 员再接触；如果比赛结束而结构仍未放 入指定区域，视为放弃比赛。
怎样才能制造一 个强度高，而且 稳定的高塔呢？
(4).正确处理杆件的细长比和选用的材料
历史上的十大惊天人为惨案
魁北克大桥坍塌事件（1907年）
• 历史上的十大惊天人为惨案2007/03/01 06:17魁北克大桥 坍塌事件，1907年。 这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗·库帕的一 个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、 最省的”。可惜，它没有架成。库帕自我陶醉于他的设计， 而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米， 以成为当时世界上最长的桥。桥的建设速度很快，施工组 织也很完善。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何 为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响——大 桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落 入水中，只有11人生还。由于库帕的过份自信而忽略了对 桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。
影响路基整体强度及稳定性的因素及防范措施
广东建材2010年第8期路基是公路工程的重要组成部分，是路面的基础，它和路面共同承担着行车作用传递来的荷载，没有坚固、稳定的路基，就谈不上有稳固的路面。
因此，保证路基强度和稳定性是保证路面强度和稳定性以及增强公路整体强度的前提，反过来，只有稳固的路基，没有结构合理、密实、稳定的路面也是不行的，理论和试验及工程实践证明，技术方面的主要措施是对路基进行必要的碾压和技术处理，使其达到要求的密实度后，路基的强度和稳定性就有了可靠的保证，在这种路基上修筑路面就不会因路基而破坏，然后，对路面的矿料级配、路面种类的选择等加以比较、精心施工，才能使公路整体强度增加，整体稳定达到其使用及社会效益的目的。
1确保路基强度稳定的首要条件路基压实在公路整体强度中有着极为重要的意义和作用。
ＪＴＪ００１－９７公路工程技术标准按路基填挖类别和路槽底面以下深度对路基压实度标准作了具体规定，一般情况下，达到规定的压实度值，路基的强度和稳定性是有保证的。
然而，土基怎样压实，影响压实效果的主要因素有哪几类，如何才能使路基施工达到规定的压实度，是公路工程施工中长期研究和探讨的问题。
土是三相体，由三部分组成，土粒骨架，土颗粒间的孔隙被水分和气体所占领，路基在车轮荷载作用下，承压力由路基顶部到底部逐渐减小，所以，采用路基填料的土的强度由下到上逐渐提高，在许多国家的施工规范中都明确规定了路基各层调料的强度和压实标准，以确保路基各层填料符合设计要求，为了使填筑到路基各层的土真正达到所要求的强度，还必须采用轮重不小于４ｔ的轮胎压路机和振动力不小于２５ｔ的振动压路机进行压实，以确保路基整个压实面的密实度都能达到规定的要求，在雨季施工中，被雨水浸泡过的土，一律不准用来填筑路基。
所有的路基填料都要经过施工技术人员，管理人员检验认可才能使用，另外，在合理使用路基填料方面，对于不同强度的土所填路基的部位也是有一定要求的，不容许将ＣＢＲ值较大的填在ＣＢＲ值较小的土层下面，也不容许将ＣＢＲ值较小的土填在路基顶面。
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。
高中通用技术1.3结构稳定性
构件的基本受力形式：
拉力 压力
物体所承受的拉拽力 挤压物体的力
剪切力
两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作 用于同一物体上的平行力
扭转力 ห้องสมุดไป่ตู้曲力
反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发 生扭转形变的力
作用于物体 ,使它产生弯曲的力
[巩固提高1-2]
一．选择题
1．下列关于变形的叙述，正确的是( A )。 A．变形是指构件受外力作用时，发生形状或大小的改变 B．变形是指构件受外力作用时，发生形状的改变 C．变形是指构件受外力作用时，发生弯曲 D．变形是指构件受外力作用时，发生断裂 2．在房屋梁和墙的荷载中，雪载属于（ B C）。 A．恒载 B．活载 C．可变性荷载 D．永久性荷载
二、榫卯结构的家具便于运输。红木家具是拆装运输的， 组合安装起来的，非常方便。用铁钉连接家具，虽说可 以做成部分的分体式，但像椅子等小木件较多的家具， 就做不到了。
三、榫卯结构的家具便于维修。用铁钉连接的家具，拆卸 更换就不如榫卯结构家具容易。
四、红木木质坚硬，而铁钉是靠挤和钻劲硬楔进去的，此 过程极易造成木材劈裂。
1、结构的强度及影响因素 2、结构的稳定性及影响因素
一、结构的强度
【技术实验】 ①简易拉申实验； ②简易弯曲实验。
1、内力？ 外力作用时，构件内部分子产生的抵 抗变形的抵抗力（N）。
【思考】
用相同的拉力分别作用相同材质的一 条粗绳子和一条细绳子，结果如何？
p
p
p
N
2、应力： σ = N/S
3、强度：
三、简答题
1．从强度的角度考虑，建筑大楼时能随意加高 楼层吗?为什么?
2．在房屋装修时，如果打掉部分承重柱，可 能导致什么后果?为什么?
- 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)。
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
已知结构的容许应力为50 N/cm2，截面积 为4 cm2，冲击产生的外力为180N，请问结构会 被破坏吗？
解法1: 180/4＝45 N/cm2，小于容许应力， 所以结构不会被破坏 解法2: 4x50N/cm2＝200N，外力小于内力 的最大值，所以结构不会被破坏。
1、比较下图中同一结构的几种连接方式，请预言哪种 连接方式的强度更好。
Ａ
Ｂ
C
2、影响结构强度的因素举例。
3
结构与功能
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的 功能和作用产生着直接影响。结构的变化可能导 致功能的变化。
残疾人专用电动车
泰顺廊桥的结构原理： 廊桥结构的基本组合单元是六根杆件，纵向四根、横向两根，平面呈“井”字形。利用受压产生的摩擦 力，构件之间越压越紧。这种结构，不用钉铆，只需用相同规格的杆件，别压穿插，搭接而成。从力学上分 析，上端的纵梁压在横梁上，横梁又压在相对一根纵梁上，上下两根纵梁夹住一根横梁，摩擦力使得横梁不 能滑动，结构简单而奇妙，这种结构，整体为拱形结构，因此沿拱心线整体受压，不会产生弯矩，就每一根 杆件来说，又是最简单的简支梁，承受两种集中荷载。桥的构件统一，无特殊，异形的构件，伐下的树木只 需经少量人工即可制成合格构件，而且，装卸方便，拆桥时可以做到不损构件，且可重复利用。小杆件便于 运输，用小构件形成大跨度，经济合理。“虹桥结构”有很好的受压性能，只要两端固定，桥就能很好地承 受向下的荷载，由于结构的特殊，桥受到向上的反弹力，就很容易失稳遭受破坏。为此，泰顺的虹桥都采用 了廊桥这种形式，桥上建廊屋非但不是负担，反而增加了稳定性。每当山洪爆发时，当地居民将家中最重的 物体或大石头搬到桥上来增加桥的稳定性。 木拱桥以较短的木材，通过纵横相贯，犹如彩虹飞架宽阔水面，其巧妙的结构，令人惊叹！
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
B C A
①图中的花杆支柱，最薄弱的地方是______ B 处，
此处截面积最小，材料承受应力最大 。 原因是__________________________________________
②如果置于上板面的荷载超过杆件的承受能力， 断裂 。 杆件会发生变形为________
弯 曲 力
内 力
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
一、应力与强度 1、应力： 构件单位截面积所受的内力。
N 公式： S
式中，N为内力，S为构件截面积。 应力σ的计量单位为N/mm2或N/cm2 • • 对应内力最大值，应力也有一个最大值，称为容许应力。 结构受到的应力大于容许应力时，就会被破坏。
东阳木雕圆桌、圆凳
受地面积大 摆放稳定
卫星电视接收天线
支撑杆有螺丝固定在大框架上
摄影棚的摄象机、射灯均为三角架支撑
重心点的垂 线位置，落 在结构底面 的范围内
比萨斜塔(CAMPANILE DI PISA)是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压 力过重和地质松软，南面的地基比北面约低２米。在施工期间塔身既出现 轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可 明显看出倾斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索· 皮萨诺精心 测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程继续按原设计继 续施工，直到竣工。
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
一、应力与强度
☆ 外力☆
•
外力是使结构发生形变作用的力。 内力，就是用来抵抗外力与变形， 并力图使变形部分复原的力。
☆ 内力☆ •
第三节 结构的强度与稳定性
图1:内力抵抗拉力示意图
左拉力
内力 右拉力 内力
图2:内力抵抗压力示意图
左压力 内力 右压力
内力
图3:内力抵抗弯曲力示意图
因素二:
结构使用的材料
在结构设计中必须考虑到所使用的材料,如钢、木、 石、化工材料等等，不同的材料就有不同的强度。
形状相同，材料不同， 强度就不同。
钢杯
纸杯
塑料杯
因素三:结构构件的连接
铰连接：被连接的构件在连接处不能相对 移动，但能相对转动。
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、焊接等。
想一想： 结构的稳定性与什么因素有关？
因素一：重心位置
因素二：支撑面积的大小
高塔为什么一般 上面很小，下端面积 很大？
成为 梯什 形么 的大 ？坝 的 横 截 面 总 是 建
支撑面越大越稳定， 越小越不稳定。 结构的底座，结构与地面接触所形 成 的支撑面的大小。
因素三：结构的形状
A字形梯为什么载人时 能够保持稳定？
1
结构与稳定性
结构的稳定性是指结构在负载的作 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。
台风过后的灾害 打破原有的平衡状态出现了不稳定现象
• 04年5月23日，巴黎戴高乐机场2Ｅ候机厅顶棚发生坍塌事故，
事故原因：金属构件本来也负担着顶棚的重量，但弧度结构 上的裂痕使这个构件逐渐穿过了顶棚，不再支撑数十吨重的 顶棚，最终导致拱形顶棚发生坍塌。
小试验:
材料清单： 一次性筷子若干根，硬纸板，钩码一盒 活动任务：搭廊桥 1、依据示意图用筷子搭建一座廊桥
2、在搭好的桥上放一张硬纸板，然后在纸板上放钩码； 观察比较廊桥载重量与桥的稳定性有什么关系。
讨论与交流：观察比较廊桥载重量与桥的稳定性有什么关系。 理解“在一定范围内，拱形廊桥载重越多越稳定的科学内涵”。
交绰搭建增加结构强度
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
从表格数据中，你领悟到了些什么？ 棉线根数 数据 记录 1 2 拉断难易程度 非常容易
容易
较难
很难或拉不断
4
8
棉线数目越多，越难被拉断。 受力截面积大，承受能力越强。
各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。 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。
形状：稳定的结构 重心：落在两边的支撑 脚与地面的范围内。
如果没有梯子中间的 拉杆将会怎么样？
结构不能固定，不稳定， 容易失去平衡
野外勘探仪为什么 用三角架支撑而不 用四角架？五角 架……
临时摆放的屏风为什么摆成Ｚ字型，而不摆成一字型？
放单 稳脚 的支 原撑 因的 分自 析行 车
结构的形状不同， 其稳定性不同。 往往，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。
结论
影响结构稳定性的因素： 重心位置 结构形状 支撑面积
注意！ 运动状态下与 静止状态下物体 的稳定条件有所 不同。如自行车， 高空走钢丝手持 长杆
影响结构稳固的因素有哪些？
一、结构与稳定性
二、结构的强度
三、结构与功能
一、结构的强度
请同学们注意观察房屋受损情况
普洱受灾录像
对照上下两组画面，你能发现什么问题？
第三节 影响结构强度和稳定性的因素
基本要求： 1、理解结构的稳定性和影响结构稳定性的主要因素。 2、从结构的形状、材料、连接方式等方面分析影响 结构的主要因素。 3、理解结构与功能的关系。 发展要求： 会用现代理念研究结构的形状、材料和连接方 式。如形状新颖、材料－合理、连接巧妙稳固。 重要概念： 稳定性、强度
履带式小轿车
双脚支撑轻骑车 单脚支撑自行车
想一想
分析不同垒法的墙，当施加同样的力时，哪种 垒法的墙不容易推倒？稳定性最强，你认为最 好的垒法是什么？
影响结构稳固的因素有哪些？
一、结构与稳定性
二、结构的强度
三、结构与功能
一、结构的稳定性
1、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。 ——结构的重要性质之一。
上
普洱受灾录像
下
2
结构与强度
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
拔河
绳子的强度
•结构的稳定性——在荷载作
用下维持其原有平衡形式的 能力。 •结构强度——构件和材料必 须具有抵抗破坏的能力。
强度与稳定性的联系与区别：
稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力， 强度是研究不被外力破坏的能力。 例如我们举的椅子的例子， 椅子能够承受人的重力这是一个强度问题， 那么椅子会不会左右晃动，摇摆，那就是一 个稳定性问题了。
榫接
胶接
焊接
榫卯结构
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
二、影响结构强度的因素 1、结构的形状： 构成的形状改变，强度就会改变。 2、使用的材料： 材料不同，容许应力不同。
3、材料之间连接方式：
不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。
人 体 脊 柱
焊 接
榫 接
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
☆ 实验一：简易纸板弯曲试依然无明显弯曲 12 瓦楞状结构比平板状结构承受能力强
粉笔 数目
弯曲情况 平板状纸板 弯曲得厉害
第三节 结构的强度与稳定性 【结构的强度】
二、影响结构强度的因素 1、结构的形状： 构成的形状改变，强度就会改变。