内容正文:
探究结构稳定性
技术与设计二 第一章 第二节
探究结构稳定性
辽宁省实验中学东戴河分校
李朔
整体歪倒的楼房
翻倒的高速路
吹倒的广告牌
看一看 想一想 为什么会出现这样的情况?
探究结构的稳定性?
结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡形式的能力。
一、什么是结构的稳定性
想一想?结构的稳定性与什么因素有关?
不倒翁的重心很低,就在它与地面的接触点上,所以不倒,如果往它的脖子挂上铁环,它的重心位置升高了,当铁环达到一定数量时,不倒翁就不再是不倒翁了。
因素一:
在不到翁的脖子上挂上铁环后,不倒翁会不会倒?
结论:
重心位置影响结构的稳定性
重心越低,稳定性越好;
重心越高,稳定性越差。
?
维修师傅站在那里更安全?
降低重心位置的案例:
实践要求:将一瓶矿泉水瓶放置于桌面的木板上,慢慢倾斜木板,直到瓶体倾倒为止。观察并尝试分析倾倒的原因。
探究实践:
1
2
3
苏州虎丘塔,偏离塔尖2.3米
前卫斜塔,偏离塔尖1.7米
比萨斜塔,偏离塔尖2.5米
结构重心的位置:结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内,落在就是稳定的,没有就是不稳定的。
探究实践:
实践要求:将两瓶矿泉水瓶,正立放置和倒立放置,用相同的力轻轻一推,看哪一个先倒下?
探究实践:
探究实践:
说一说 ,你认为哪个凳子最安全,最稳定?
支撑面和接触面
接触面
支撑面
接触面:是物体与地面接触形成的面。
支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。
探究结论:结构的支撑面积越大,结构的稳定性越好。
思考:下面两种结构哪种更稳定?为什么?
四边形
三角形
图片来源于网络
因素三:结构的几何形状
一般情况下,梯子打开的时候,梯面与地面组成三角形,梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时,两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形,这就进一步加强了梯子的稳定性,保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆,载人时就不能保持稳定。
想一想,有拉杆和没拉杆的情况下,梯子使用的安全性一样吗?
建筑上常用的桁架
应用案例:
分析跨栏架的稳定性:
如果跨栏架放反了,人在跨栏跑时会发生什么?
思考:是不是所有结构都应该保证稳定?
思考:是不是所有结构都应该保证稳定?
伸缩门
跷跷板
总结:影响结构稳定性的因素?
1、重心位置的高低
2、支撑面的面积大小
3、几何形状
课后作业:设计一个结构,除了考虑结构的稳定性,还要考虑什么因素?
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