结构的强度与稳定性

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稳定性概念
F
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倒摆
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稳定性概念
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， 即为稳当；不能回到原有平衡状态，为 不稳定。
结构具有阻碍翻倒或移动的 特性，就是结构稳定性。
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想一想：
结构的稳定性与什么因素有关？
方案1 增加结构的强度 加固支撑架、连接点
方案2
减少受力面积 采用通风孔
方案3
改变结构形状 采用立体环绕
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方案 形状
实现的方式
方案 将广告牌做成 条式百叶窗在一定距离
1 百叶窗式
内加固
方案 将广告牌做成 在广告牌上钻孔，孔径
2
筛网式
大小要合适
方案 3
将广告牌做成 三面型
加固底座的支撑，并采 用三角形结构，还要选
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如何增加结构的稳定性
1.利用三角形框架及其组合结构， 可以有效地增加结构的稳定性。 2.增大结构的底面面积。
3.降低结构的整体重心位置。
4.减小长细比：长细比指的是结构的纵 向长度与横向截面的最大尺寸之比。
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小结：
一、结构的强度 ：是指结构具有抵抗被 外力破坏的能力。
而不倒，堪称奇迹。
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影响结构稳定性的因素
因素一：重心位置
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想一想：
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为什么 大坝的 横截面 总是建 成梯形 的？
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想一想：
为什么许多课 桌椅的支撑脚要 做成往外倾斜？
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影响结构稳定性的因素
因素二：支撑面积的大小
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从被连接件间的状态关系来分类
连接方式
常见的技术 与方法
作用 特点
一体式
焊接、胶接、 固连、不需要拆卸、利 粘接、捆绑 于增加强度与稳定性
挤压式
钉连接、
强度不如一体式，但可
螺栓螺母、 扣紧套紧
再拆卸
接插式
插头、插座
方便连接、拆卸、传递 信号可靠
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从力学结构的连接方式来分类
二、影响结构强度的主要因素：
1、Fra Baidu bibliotek料
2、形状
3、连接方式
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三、结构的稳定性 结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就
是结构稳定性。 四、影响结构稳定性的因素
1、几何形状 2、支撑面积大小 3、重心位置
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1.我们经常看到马路旁边的广告牌后面的支撑架是三 角结构的，从这种现象中我们可以看出以下哪个因素 影响着结构强度？ A、材料 B、形状 C、构件 D、连接方式
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想一想：
落地扇为什 么不易倾倒？
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想一想：
怎样让不倒翁倒下？
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稳定性
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想一想：
比萨斜塔为什么不倒塌？
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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
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实际应用： 广告牌的抗风问题
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在户外广告牌的结构设计 中，应该考虑其抗风性能， 以减小正面风的压力。请你 就户外广告牌设计中的抗风 问题，提出几种可行的方案。
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设计方案
内容
实现的方式、方法、途径
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技术试验一
VS
纸杯
钢杯
结构的强度与材料有关
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技术试验二
试验材料：两张相同的纸
试验结论：结构强度与构件的形状 有关。
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技术试验三
试验材料：四根木条、四枚钉子、锤子
试验方法：
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钉接
榫接
试验结论：结构强度与构件的连__接__方__式_ 有关。
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想一想：
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？
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想一想：
照相机的支撑架为 什么常使用三脚架而 不用其他形状？
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影响结构稳定性的因素
因素三：几何形状
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影响结构稳定性的因素：
几何形状 支撑面积 重心位置
有关。
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外力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。
作用在单位面积上的内力，称为应力。
σ（sigma ）= N 单位 N/mm2或 N/cm2
S
物体结构抵抗变形的能力用强度来表示。 强度是用应力来衡量的。
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• 多股绳比单股绳受力面积大，承受的应 力小，变形小。也就是说，粗绳的抗拉 强度大。
连接方式
常见的技 术与方法
作用 特点
个例
可相对运 动式
链
与键
方便运动，灵活转 动，承受一定的力
人体关节， 车把与车架
不可相对 运动式
准确配合
连接牢固
车圈与辐条
钢一琴系等列乐常器为或金某属些的机链器环上或可环以形按物下弹起的部件
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知识拓展:
大家把刚才的矩形方框拿 出来，讨论一下，可以通过什么 样的方式使它更加结实。
2.以如下方式放置的并注入不同数量的水，稳定性最 差的是：
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3.如图一张圆桌，不能使它更加稳固的方法是：
A、使用较重的大理石做桌子与地面的接触部分，木材 做桌面 B、使用较重的大理石做桌面 C、如使用木材制作桌子，各部分大量采用榫接的方式 D、增大桌子底部的支撑面面积
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用较轻的材质作牌面
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第三节 结构的强度与稳定性
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影响结构稳固的因素有那些？
一、结构的强度 二、结构的稳定性
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结构的强度 : 是指结构具有抵抗被外力破坏的能力.
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简易拉伸试验
• 试验目的： 验证结构强度与什么有关 • 试验材料： 纸绳、弹簧秤 • 试验结论： 结构强度与构件的 受力面积