四、稳定性概念

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 弯曲力
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、判断题
1．荷载作用到梁上，梁的上部受压力，下部
受张力。
（√ ）
2．我们可以把立柱看作是根部固定于地下的
垂直梁。
(√ )
3．长条板凳和跳板都属于梁，它们的受力和
变形情况应该是一样的。
(X )
4．立柱受到与轴线相垂直的外力作用时，会
产生弯曲变形。
(√ )
5．一座大桥，除了承受压力、拉力、弯曲力 之外，还要承受扭力等外力的作用。 ( √ )
• 做简易组态实验，观察受力与变形？
【结构与材料】
一个坚固的梁的材料必须 具有好的抗拉力、压力、 剪切力和扭曲力的性能， 所以，梁通常由不止一种 材料制成。如一根混凝土 梁含有加固钢筋，混凝土 擅长抗压力，而钢筋擅长 抗拉力，它们共同形成了 非常牢固的结构。
【结构与构件的连接】
• a、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，具体有来自百度文库螺栓、松铆等，如折叠伞伞 骨间的连接、门与门框的连接等。
二、判断题
1．尽可能地增大结构的底面面积，可增加结构 的稳定性。 (∨)
2．强度表示的是物体结构抵抗变形的能力。 (× )
3．梁的长细比越大，越不易弯曲。 (×)
4．“不倒翁”的实例说明，物体的重心即使 超出了其支撑面也不会翻倒。 ×( ) 5．结构的强度不仅与材料有关，而且与所用 材料的形状有关。 (∨ )
力时，哪种垒法的墙不容易倾倒？你认为最好 的垒法是什么？
【思考】
1.静态的自行车是如何保持稳定的? 2.自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒？ 3.陀螺静止状态会倾倒，而高速旋转时却可以立起来？
注意！ 运动状态下与静止 状态下物体的稳定 条件有所不同。
【思考】如何增加结构稳定性？
• 减小长细比 • 利用三角形框架及其组合结构
4、一座限重1.5吨的简单梁式桥，如果要使 它的承重增加，该如何改进。
【试一试】
用扑克牌制作结构
用6张扑克牌、一条双面胶 和一把剪刀，制作一个简易结 构。要求至少5厘米高，并且可 以承受两本课本的重量。
• b、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、铆接、 螺接等，如固定铁床架的连接、不可移动的桌腿与桌 面的连接等。
那种连接强 度最大？
铰接
不能相对移动， 但可相对转动。
铆接
螺栓和 螺母
金属框架连接
不易焊接铝板 连接
雨伞
伞骨间的 连接
榫接
榫接
黏接
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?
3．体育场有精彩足球赛时，如果多卖票，超员 严重可能造成看台坍塌，这是什么原因?
4．为什么严禁长途客运车超员行驶?
5．在自行车各部件之间的连接中，三角架、刹 车连杆之间、辐条与钢圈之间的连接为何种 连接？
胶接
金属材料与其他材料的联接，
有间隙存在的金属件之间的连接， 补修金属件的破损
焊接
锡焊 电焊 气焊
焊接电路板电子元件 连接铜（铁）材料的 小型件
连接承受强度较大金 属件
连接受力大金属件 自行车车架的连接
【结论 】影响结构强度的因素
• 形状 • 材料 • 材料的连接方式
【马上行动】
1、对一个用4根小木条钉成的相框，使它更牢 固的做法是什么？
无拉杆会怎 么样？
结构的重心 重心越低越稳定
结构的底座 底座越大越稳定
重心点的垂线落在 结构底面的范围内， 就是稳定的，不会 倾倒。
【思考】比萨斜塔为
何斜而不倒？
【实验探究】利用硬纸
板做屏风，如何才能稳 定？
【马上行动】
1、使用不同垒法，垒一堵5块砖长、8块砖高的 墙。
2、在墙的一侧施加相同大小的推力，观察结果。 3、分析不同垒法的墙的稳定性，当施加同样的
【拓展】
生活中常利用不稳定的结构实现
某些功能。
【小结 】
1、强度：结构抵抗破坏的能力
影响强度的因素： 形状、材料 、材料连接方式
2、稳定性： • 影响结构稳定性的因素：
结构的重心----重心越低越稳定 结构的底座----底座越大越稳定 结构的形状----三角形的稳定性 • 增加结构稳定性： 减小长细比 利用三角形框架及其组合结构
【观察与思考 】
观察右图花架 • 最薄弱的地方在哪里，为什么？ • 荷载超过承受能力，杆件会发生什么样的变形？ • 支柱垂直方向上加上 较大外冲击力F，杆件的什
么地方易产生变形、甚至断裂？ • 同形状、同尺寸的花展架，为什么铁质的比木质
的更能承载？改用铁质的会带来什么新的问题?
【结构与形状 】
• 看图，我们曾经见过的各种梁或各种框架，它们 的构件的横截面形状各种各样，有工字形、十字 形、长方形、L形、圆形、U形等。不同横截面形 状的构件所能承受力的程度是否一样？
【实验】
①简易拉申实验；②简易弯曲实验
一、结构的强度
1、内力？
外力作用时，构件内部产生的抵抗变形 的抵抗力（N）。
【思考】
材质相同，拉力相同，杆件的内力是相
同的，但为什么细的拉断，粗的没拉断？结
实？
p
p
p
N
2、应力： σ = N/S
3、强度： 结构抵抗破坏的能力。
应力衡量强度，应力 小，变形就小，抗变 形能力就大
【复习】
1、什么是结构？ → 搭配与排列 ， 由什么决定？ 由功能和需求决定的。
2、结构的本质？ → 承受力和抵抗变形
3、常见结构的类型？
→
•拉力-----拉伸变形 •压力-----压缩变形 •剪切力-----剪切变形 •扭转力-----扭转变形-----轴 •弯曲力-----弯曲变形-----梁
实心 框架 壳体
• 6级地震中一幢小楼倒塌了，说明这座小楼不具有 抵抗6级地震的能力。
【问题】一根筷子和一把筷子的故事
• 古代有几兄弟经常打架，父亲就给他们现 身说法：一根筷子容易被人折断，两根筷 子还是容易折断，三根筷子有点难……十 根筷子就折不断了。从此，几兄弟便团结 起来。
为何一根筷子容易断，多根筷子不易断？
2、在自行车各部件之间的连接中，三角架属于 什么连接？刹车连杆之间属于什么连接？辐 条与钢圈之间属于什么连接？
3、有的矿泉水瓶上有若干凸起的横向纹路，它 的作用是什么？
4、观察分体式空调器压缩机在户外墙上的固定， 它是通过什么方法加强牢固程度的？能否只 用壁挂式方法固定，为什么？
稳定性
台风“桑美”
[巩固提高1-3]
一、选择题 1．影响结构强度的主要因素是( B)。 A ．形状、材料和物体的大小 B．形状、材料和材料的连接方式 C．形状、材料和温度 D. 材料和材料的连接方式
2．影响结构稳定性的主要因素是(A )。 A ．结构的形状和重心的位置 B． 重心的位置和物体的质量 C．结构的形状和材料的种类 D ．材料的种类和重心的位置
二、结构的稳定性
1、稳定：是指结构在负载作用下(受扰动) 后，扰动消失后能维持（重新返回）其原 有平衡状态的能力。(不是状态绝对不变）
2、结构稳定含义：
• 结构具有阻碍翻倒或移动的 特性
• 结构在其负载作用下维持其 原有平衡形式的能力
3、影响结构稳定性的因素
与几何形状有关 三角形稳定性。
为何稳定？
结构的强度和稳定性
【问题思考】
以下情景说明了什么？
• 人坐在一只简易的小板凳上，用力摇几下，板凳坏 了，人也跌倒在地；
• 人踩在窗户的防盗网上擦玻璃窗，防盗网合金条的 焊接处断裂，险些酿成大祸。这是由于板凳、防盗 网没有能够承受住人的重力所造成的。
• 在拔河比赛中，绳子被拉断了，说明绳子不具有抵 抗两队拉力的能力；