内容正文:
结构的稳定性。
影响结构稳定性的主要因素。
思考:同样在台风的破坏下,为什么有一些树、房子或广告牌等被刮倒,而其它的却稳如泰山一点都不受台风影响呢?
结构的稳定性:
是指结构在负载的作用下,维持原有平衡状态的能力。
这是结构的重要性质之一。
在建筑中必须考虑到结构的稳定性。
在日常生活产品设计时也要考虑到结构的稳定性。
影响结构稳定性的主要因素
下面,我们一起通过试验来探究影响结构稳定性的主要有哪些因素?
【探究试验1】在一块薄木板上,有A、B、C三个矿泉水瓶子,A瓶中装满水,B瓶中有半瓶水,C是空瓶,请均匀用力,慢慢抬起木板的一端,看看哪个瓶子最后倒下?再换瓶子位置重做结果又是怎样?
A
C
B
【探究试验1】问题
问题1:试验1中哪个瓶子先倒,哪个后倒?换位置后结果是不是一样?为什么呢?
问题2:你能从试验1中总结出结构的稳定性与哪个因素有关呢?
结论1:结构重心位置的高低影响结构稳定性:重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。
问题4:人站立时稳定,身体倾斜到一定程度的时候会变的不稳定,为什么重心下降了,反而不稳定了呢?
结构重心的置高低影响结构稳定性的结论成立是有条件的,条件是:
结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内,落在底面范围内就是稳定的,反之就会不稳定。
演示视频
比萨斜塔“斜而不倒”
案例
【探究试验2】
在上述试验1中,改为只用装满水的瓶子A和空瓶子C做试验,但给空瓶C套个底套,请均匀用力,慢慢抬起木板的一端,看看哪个瓶子先倒下?再换瓶子位置重做结果又是怎样?
A
C
底套
【探究试验2】问题
问题1:试验2中哪个瓶子先倒,哪个后倒?换位置后结果是不是一样?为什么会呢?
问题2:你能从试验2中总结出结构的稳定性与哪个因素有关呢?
结论2:结构与地面接触所形成的支撑面的大小有关,支撑面积越大,结构越稳定。
注意:接触面与支撑面的区别
图1
图2
图3
案例
结论3:结构的稳定性与结构的形状有关。
3. 结构稳定性的应用
一方面人们利用稳定的结构抵抗 外力、承受负载。
另一方面人们又利用不稳定的结构实现某些功能。
例如在地震多发地区,人们将酒瓶之类的物体倒置在地上,利用这一不稳定的结构实现感知地震的功能。
小结
一、稳定性的定义
是指结构在负载的作用下,维