1、结构的强度与稳定性试验 一、结构的强度普洱受灾录像普洱受灾录像对照上下两组画面，你能发现什么问题？普洱地震唐山地震2 2 结构与强度结构与强度结构的强度结构的强度 是指结构具有抵抗被外力破坏的能力是指结构具有抵抗被外力破坏的能力.海啸大坝拔河拔河绳子的强度第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 结构的强度结构的强度第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】从表格数据中，你领悟到了些什么？从表格数据中，你领悟到了些什么？数据数据记录记录棉线根数棉线根数拉断难易程度拉断难易程度1非常容易非常容易2容易容易4较难较难8很难或拉不断很难或拉不断棉线数目越多
2、，越难被拉断。棉线数目越多，越难被拉断。受力截面积大，承受能力越强。受力截面积大，承受能力越强。第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】外力外力 内力内力 一、应力与强度一、应力与强度第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性弯曲力内力左拉力左拉力右拉力右拉力内力内力内力内力右压力右压力 左压力左压力内力内力内力内力图图2:内力抵抗压力示意图内力抵抗压力示意图图图1:内力抵抗拉力示意图内力抵抗拉力示意图图图3:内力抵抗弯曲力示意图内力抵抗弯曲力示意图第三节第三节 结构的强度与
3、稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】一、应力与强度一、应力与强度1、应力：、应力：SN式中，式中，N为内力，为内力，S为构件截面积。为构件截面积。应力应力 的计量单位为的计量单位为N/mm2或或N/cm2第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】一、应力与强度一、应力与强度1、应力：、应力：2、应力与强度的关系？、应力与强度的关系？第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】ABC第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的
4、强度结构的强度】简易技术试验简易技术试验 试验总体要求试验总体要求 试验要提前做好准备。试验要提前做好准备。试验人员分工明确。试验人员分工明确。认真做好交流、讨论。认真做好交流、讨论。认真写好实验报告。认真写好实验报告。切实做好安全防范。切实做好安全防范。第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】实验一：简易纸板弯曲试验记录表实验一：简易纸板弯曲试验记录表 数据数据记录记录粉笔粉笔数目数目弯曲情况弯曲情况平板状纸板平板状纸板瓦楞状纸板瓦楞状纸板812结论结论瓦楞状结构比平板状结构承受能力强瓦楞状结构比平板状结构承受能力强弯曲得厉害弯曲得厉害看不到弯曲看不到弯曲
5、依然无明显弯曲依然无明显弯曲第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】实验二简易扇面弯曲试验记录表实验二简易扇面弯曲试验记录表 数据数据记录记录结构变化结构变化弯曲难易程度弯曲难易程度缝扇柄前缝扇柄前缝扇柄后缝扇柄后结论结论有扇柄支撑可增加扇面的抗弯强度有扇柄支撑可增加扇面的抗弯强度容易容易难难第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】二、影响结构强度的因素二、影响结构强度的因
6、素1、结构的形状：、结构的形状：因素三因素三:结构构件的连接结构构件的连接铰连接：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：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。榫接榫接胶接胶接焊接焊接榫卯结构第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】二、影响结构强度的因素二、影响结构强度的因素1、结构的形状：、结构的形状：2、使用的材料：、使用的材料：3、材料之间连接方式：、材料之间连接方式：人体脊柱人体脊柱榫接榫接焊接焊接第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】C
7、二、稳定性大风吹倒的广告牌翻倒的货车这些物体在受外力作用时，原有的平衡状态被打破但是这种现象不是物体本身结构强度的问题而是物体结构稳定不稳定的问题。下面我们就一起来学习结构的另一个重要性质结构的稳定性生活在中生代的巨型爬行动物恐龙，身长约20m，身高48m，体重达3040t。这么一个庞然大物要走动觅食，生存下去，四肢必须承受相当大的负荷。如果恐龙不具备合理的力学结构，偌大的身躯就会被压塌。专家们发现，恐龙巨大的身躯、长颈和粗长尾巴的重心在腰部，整个身体的上部犹如一座拱桥。从力学角度看，它的确是一种承受巨大负荷的理想结构造型，这便是建筑史上的“拱形结构”的历史渊源 恐龙与拱形结构拱形结构恐龙骨骼
8、恐龙骨骼 分析不同垒法的墙的稳定性，当施加同样的力时，哪种垒法的墙不容易倾倒？你认为最好的垒法是什么？比萨斜塔当地人希望这座塔继续保持倾斜，但不倒塌，因为它能吸引众多游客。比萨斜塔向南倾斜大约5.5，这意味着斜塔第七层的柱子比第一层要探出大约4.5m。这些年来，由于地基的不稳定性质，塔已经平均下沉了2.8m，塔的北端和南端已分别下沉了1.86m和3.75m。塔的倾斜使建筑底层部分垂直压力产生了危险的集中，塔的拉力已使螺旋型楼梯的台阶和天花板产生了裂缝。结构稳定的基本条件重心所在点的垂线落在结构底面的范围内单脚支撑双脚支撑静态的自行车是如何保持稳定的？上海东方明珠塔的结构成锥型结，保证上面的球型
9、建筑的稳定 试验2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？影响结构稳定性的主要因素：1.结构的形状2.重心位置的高低3.结构与地面接触所形成的支撑面支撑面的大小注：影响结构稳定性的因素是相互关联的不倒翁不倒翁 上轻下重的物体比较上轻下重的物体比较稳定，也就是说重心稳定，也就是说重心越低越稳定。当不倒越低越稳定。当不倒翁在竖立状态处于平翁在竖立状态处于平衡时，重心和接触点衡时，重心和接触点的距离最小，即重心的距离最小，即重心最低。偏离平衡位置最低。偏离平衡位置后，重心总是升高的。后，重心总是升高的。因此，这种状态的平因此，这种状态的平衡是稳定平衡。所以衡是稳定平衡
10、。所以不倒翁无论如何摇摆，不倒翁无论如何摇摆，总是不倒的。总是不倒的。自行车在骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向）的惯性。结构形状结构形状各种形状的横截面构件，所承受力的各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。程度是不一样的。三角形是框架结构最基本的形三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最状之一，结实、稳定、材料最少。在四边形、六边形构件中，少。在四边形、六边形构件中，加上三角形支撑件，就可大大加上三角形支撑件，就可大大增加构件的牢固程度。增加构件的牢固程度。不稳定的利用倒置的啤酒瓶可以预报地震过去农村地区，在打
11、水的桶口边挂 一重物，在水面时能自动翻倒打水。游乐设施的跷跷板的结构探究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。这是利用了什么的原理？由此你得出什么结论？影响结构稳定性的因素：结构的形状重心的高低结构与地面接触所形成的支撑面的大小小结：小结：影响结构稳定性的因素：结构形状 重心位置 支撑面积影响结构强度的三因素：结构的形状、结构的材料、结构的连接 结构对事物的功能和作用产生着直接的影响，结构的改变可能导致功能的改变小 结1、结构的稳定性：结构在荷载的作用下，维持其原有的平衡状 态的能力（结构具有阻碍翻倒或移动的特性）2、结构在什么情况下才能稳定？结构重心所在
12、点的垂线落在结构底面的范围内3、影响结构稳定性的因素：结构的形状 重心位置的高低 结构与地面接触所形成的支撑面的大小小试一下牛刀:(如何增加稳定性？）改变重心降低重心（思考有几种方法？）如增加脚掌的重量、降低花盆架高度、增加花盆吊绳长度改变支撑面加大支撑面 如增加两条支撑脚的大小、间距、增加支撑改变结构的形状 如增加支撑脚、缩短横梁的长小试验小试验：（学做结构：建议课后做一做）：（学做结构：建议课后做一做）材材料清单：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
13、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。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”。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
14、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！请欣赏古今中外经典建筑设计：1、中国各省标志性建筑2、分类欣赏国内外经典建筑。提出要求：（经典结构的欣赏经典结构的欣赏P36）赏析结构设计作品,可从技术与文化两个角度进行。（1）技术的角度主要有：）技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度等。（2）文化的角度主要有：）文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等。如：如：蛋形椅、盖里椅、赵州桥、各种国内外现代与古代的建筑等。第三节第三节 结构的强度与稳定性结构的强度与稳定性 【结构的强度结构的强度】
