1.2.1结构稳定性

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暴雪过后的灾害 打破原有的平衡状 态出现了不稳定现象 。
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结构的稳定性
结构的稳定性(Stability)是指结构在负载的作用下 结构的稳定性(Stability)是指结构在负载的作用下 (Stability) 维持其原有平衡状态的能力。 维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质 之一。 之一。P012 稳定不是状态绝对不变，而是指受干扰后， 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，但当干扰消失后， 态有所变动，但当干扰消失后，能重新返回到原平 衡状态，称为稳定。不能回到原有平衡状态， 衡状态，称为稳定。不能回到原有平衡状态，称为 不稳定。 不稳定。
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仔细观察它们有何特点? 仔细观察它们有何特点
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木雕圆桌、 木雕圆桌、圆凳
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与地接触面积大 摆放稳定
（解释：因为接触面积越大，重心的投影就 解释：因为接触面积越大， 越容易落在里面，从而可以达到稳定。） 越容易落在里面，从而可以达到稳定。）
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鸡蛋的结构稳定吗？ 鸡蛋的结构稳定吗？ 有什么方法能使鸡蛋 竖起来？ 竖起来？
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铁丝做的长方体的结构 稳定吗？ 稳定吗？否则有什么方 法使它稳定起来？ 法使它稳定起来？
http://www.jhnews.com.cn/jhwb/2008-02/04/content_45442.htm
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试验：结构的重心与形状影响结构强度。 试验：结构的重心与形状影响结构强度。
交绰搭建增加结构强度
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结论三: 结论三: 结构形状影响结构的 稳定性。 稳定性。
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小结: 小结:影响结构稳定性的主要因素
《技术与设Biblioteka Baidu2》 2.2稳固结构的探析
一、结构与稳定性
学习目标
（1）什么是结构的稳定性，掌握影响结构 什么是结构的稳定性， 稳定性的主要因素； 稳定性的主要因素； 稳定的结构在生活中有什么应用； （2）稳定的结构在生活中有什么应用； （3）对影响结构稳定性因素的探讨有什么 重要性； 重要性； （4）你遇到过结构稳定性的正反案例吗； 你遇到过结构稳定性的正反案例吗； 解决所发的学案及生活中的问题。 （5）解决所发的学案及生活中的问题。
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例如：人站立时稳定，身体 例如：人站立时稳定， 越倾斜的时候会变的越不稳 定，为什么重心下降了，反 为什么重心下降了， 而不稳定呢？ 而不稳定呢？
结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围 落在底面范围内就是稳定的， 内，落在底面范围内就是稳定的，反之就是不稳定的
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结论二、 结论二、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 结构与地面接触所形成的支撑面越 支撑面 结构越稳定。 大，结构越稳定。
（支撑面≠接触面） 支撑面≠接触面）
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小资料： 小资料：中国的斜塔
辽宁瑞州古塔， 辽宁瑞州古塔， 现存塔身高10 10米 现存塔身高10米，塔 身向东北方向倾斜12 身向东北方向倾斜12 度，塔尖水平位移 1.7米 1.7米。该塔建成之 后虽几经地震与洪水 破坏， 破坏，却始终斜而不 堪称奇迹。 倒，堪称奇迹。
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这座八层高的塔楼有58.4 这座八层高的塔楼有 小资料： 小资料：比萨斜塔 米高 ，砖石打造的地基直径为 米 深及地平面以下5.5米 由于塔身压力过重和地质松 19.6米．深及地平面以下 米， 地基朝南向水平线倾斜了5.5度 地基朝南向水平线倾斜了 度， 软，南面的地基比北面约低２米。 因此钟塔的第七层比一楼向外 南面的地基比北面约低２ 在施工期间塔身既出现轻微倾斜， 突出了4.5米 在施工期间塔身既出现轻微倾斜， 突出了 米。 随着工程的进度， 随着工程的进度，倾斜度不断增 到塔身建到第三层时， 加。到塔身建到第三层时，可明 显看出倾斜，曾一度停工。 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 多年以后，经工程师托马索 皮萨 诺精心测量和计算， 诺精心测量和计算，证明比萨斜 塔虽倾斜，但不会倒塌， 塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程 继续按原设计继续施工， 继续按原设计继续施工，直到竣 工。
结件连接方式
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结构的材料
不同材料构成的结构，其强度各不相同。 不同材料构成的结构，其强度各不相同。有 抗拉力、压力、剪切力和扭曲力性能的， 抗拉力、压力、剪切力和扭曲力性能的，所以在 不同结构不同要求中，选择不同特性的材料。 不同结构不同要求中，选择不同特性的材料。
研究结构稳定性的目的之一： 研究结构稳定性的目的之一：是为了 在技术领域中设计出更加稳定的结构
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P12[马上行动 马上行动] 马上行动
物体 广告牌 落地灯
底小口大的 空竹篓
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受到的外力
重力、 重力、风力 重力、 重力、碰撞 重力、 重力、碰撞
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想一想： 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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结构形状影 响稳定性
三角形结构使支架更容易稳定
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[思考]：怎样让一本书更好地直立在桌面上？ 思考] 怎样让一本书更好地直立在桌面上？
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上海“莲花河畔景苑 号楼于2009年6月27日倒了 上海 莲花河畔景苑”7号楼于 年 月 日倒了 莲花河畔景苑 号楼于
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上海“莲花河畔景苑 号楼 上海 莲花河畔景苑”7号楼 莲花河畔景苑
2009年 2009年7月3日上午11时许，上海市公布了 日上午11时许， 11时许 倒楼事故的“直接技术原因” 倒楼事故的“直接技术原因”。 发布会持续了一小时左右，现场拥入约200名媒 发布会持续了一小时左右，现场拥入约200名媒 200 体记者。本次事故调查组组长、中国工程院院士、 体记者。本次事故调查组组长、中国工程院院士、 上海现代建筑设计集团总工程师江欢成， 上海现代建筑设计集团总工程师江欢成，上海市建 交委主任黄融、 交委主任黄融、上海市安监局局长谢黎明等人悉数 到场。 到场。 这是一个沉痛的教训，做得太大胆， “这是一个沉痛的教训，做得太大胆，认识上缺 乏科学态度，蛮干。”江欢成批评称，（施工有关 乏科学态度，蛮干。 江欢成批评称，（施工有关 ，（ 方面）无知导致无畏。而黄融则称事故“ 方面）无知导致无畏。而黄融则称事故“施工不 当”。
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台风过后的灾害 打破原有的平衡状态出现了不稳 定现象。 定现象。
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B C
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P15[探究]自行车骑起来时， P15[探究]自行车骑起来时，只有两个支 探究 撑点，为什么不会倒下呢？ 撑点，为什么不会倒下呢？
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陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（ 陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴 的方向） 惯性。即凡是高速旋转的物体， 的方向）的惯性。即凡是高速旋转的物体，都有一 种使转动轴保持不变的能力， 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。 使在不平的支持面上转动也不会倒下。 所以一旦自行车运动起来后， 所以一旦自行车运动起来后，转 动的车轮也具备这种能力， 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， 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， 也能自动地把自行车调整过来， 这就是自行车不倒的原因。 这就是自行车不倒的原因。
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学以致用
“说你呆你不呆，把你推一推，你又歪一歪，让你 说你呆你不呆，把你推一推，你又歪一歪， 说你呆你不呆 躺下去，你又站起来” 躺下去，你又站起来”这首儿歌形象的描述了不倒翁 的特点，请运用稳定性的相关知识解释其原因。 的特点，请运用稳定性的相关知识解释其原因。
P14案例探究
P14[生活中的事例] P14[生活中的事例] 观察一下静止状态的单 生活中的事例 车如何保持平衡? 车如何保持平衡?
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分析： 分析： 1、双脚支撑，三点形成一个固定三角形，且自行车重心落 、双脚支撑，三点形成一个固定三角形， 在该三角形内，所以这种是稳定支撑。 在该三角形内，所以这种是稳定支撑。 2、单脚支撑，三点形成三角形的形状取决于单脚A位置， 、单脚支撑，三点形成三角形的形状取决于单脚 位置， 位置 点位置由自行车倾斜角度决定， 而A点位置由自行车倾斜角度决定，倾斜角度越大自行车重 点位置由自行车倾斜角度决定 心越易落在三角形内，也就越稳定。 心越易落在三角形内，也就越稳定。 [思考 ：倾斜角度越大自行车越稳定，这句话对吗？ 思考]：倾斜角度越大自行车越稳定，这句话对吗？ 思考
除了重心位置、 除了重心位置、结构与地面接触所形成的支撑面 的大小和结构的形状外， 的大小和结构的形状外，你认为还有哪些因素影响结 构的稳定性？ 构的稳定性？
材料、构件的连接方式等也会影响结构稳定性 材料、
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结构的强度与结构的 形状、使用的材料、 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。 等因素有密切的关系。
压力
拉力 梁的示意图
跳板材料
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[知识拓展 ：不稳定的结构就一定没有好处吗？ 知识拓展] 不稳定的结构就一定没有好处吗？ 知识拓展
影响结构稳定性的因素有多种，主要有： 影响结构稳定性的因素有多种，主要有： 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 提高结构的稳定性 : 可降低重心，增大支撑面， 可降低重心，增大支撑面，改变形状。
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P15[思考 思考] 思考
不稳定的主要原因
重心偏高、 重心偏高、风太大 底座不够重、 底座不够重、重心偏高 与地面接触所形成的支撑面较 重心偏高。 小、重心偏高。
2、影响结构的稳定性的主要因素。 、影响结构的稳定性的主要因素。
影响结构稳定性的因素有多种，主要有： 影响结构稳定性的因素有多种，主要有： • 重心位置的高低； 重心位置的高低； • 结构与地面接触所形成的支撑面的大小； 结构与地面接触所形成的支撑面的大小； • 结构的形状等。 结构的形状等。
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生活中采用降低重心的方法 来提高结构稳定性的实例
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生活中采用降低重心的 方法来提高结构稳定性 的实例
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结论一: 结论一: 结构或构件重心位置的高低影响结构的 稳定性。 稳定性。 重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性 重心越低,稳定性越好;重心越高, 越差。 越差。 思考：是不是结构的重心越低， 思考：是不是结构的重心越低，就一定越稳 定呢？ 定呢？ 学生举例