结构受力与稳定性精选文档.ppt

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1、结构受力与稳定性本讲稿第一页，共三十五页一、结构的强度比较纸筒、塑料笔芯、钢筋等的抗变形能力材料不同内部分子结构不同抵抗变形能力不同结构的强度结构具有的抵抗被外力破坏的能力。本讲稿第二页，共三十五页衡量强度衡量强度NSN是内力，是受力面积，是内力，是受力面积，是应力，是应力，应力是结构的应力是结构的单位横截面单位横截面上产生的内力上产生的内力，当内力达到，当内力达到某一极限时，结构就会遭到某一极限时，结构就会遭到破坏。破坏。应力应力本讲稿第三页，共三十五页影响结构强度的因素影响结构强度的因素本讲稿第四页，共三十五页1、结构的材料材料影响结构强度的主要因素材质轻、韧性高、易加工。木材的强度不及钢

2、材 强度和刚性较高，塑性好 合成材料 尼龙丝是一种合成纤维，其纤维方向的拉伸强度与结构钢丝的强度相当，所以降落伞的绳索就可以用尼龙纤维来制作。本讲稿第五页，共三十五页本讲稿第六页，共三十五页影响结构强度的主要因素2、结构的形状形状本讲稿第七页，共三十五页一体式一体式 挤压式挤压式 接插式接插式影响结构强度的主要因素3、材料的连接方式材料的连接方式P28可相对运动式（活动）可相对运动式（活动）不可相对运动式（刚性）不可相对运动式（刚性）点连接点连接 线连接线连接 面连接面连接从实现连接的形态来看：从被连接件间的状态关系来看：从接触来看：本讲稿第八页，共三十五页如何保持在风力等外力作用下矿泉水瓶的

3、不倒？本讲稿第九页，共三十五页二、结构的稳定性 是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。阅读书中29页稳定的概念。结构具有阻碍翻倒或移动的特性，这就是结构稳定性。本讲稿第十页，共三十五页影响结构稳定性的主要因素：重重心心 位位置置的的高高低低结结构构的的形形状状本讲稿第十一页，共三十五页本讲稿第十二页，共三十五页接触面支撑面本讲稿第十三页，共三十五页 野外勘探仪为什野外勘探仪为什么用三角架支撑么用三角架支撑而不用四角架？而不用四角架？五角架五角架本讲稿第十四页，共三十五页不倒翁不倒翁 上轻下重的物体比较稳上轻下重的物体比较稳定，也就是说重心越低定，也就是说重心越

4、低越稳定。当不倒翁在竖越稳定。当不倒翁在竖立状态处于平衡时，重立状态处于平衡时，重心和接触点的距离最小，心和接触点的距离最小，即重心最低。偏离平衡即重心最低。偏离平衡位置后，重心总是升高位置后，重心总是升高的。因此，这种状态的的。因此，这种状态的平衡是稳定平衡。所以平衡是稳定平衡。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。本讲稿第十五页，共三十五页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影响结构稳定性的因素是相互关联的本讲稿第十六页，共三十五页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本讲稿第十

5、七页，共三十五页 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？本讲稿第十八页，共三十五页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。本讲稿第十九页，共三十五页单脚支撑双脚支撑静态的自行车是如何保持稳定的？本讲稿第二十页，共三十五页本讲稿第二十

6、一页，共三十五页自行车在骑起来时，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。本讲稿第二十二页，共三十五页自行车在骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？自行车的平衡首先来自于骑车人腰部的肌肉。熟练的骑车人，其身体形成自动的条件反射，当自行车稍微倾斜倒下时，人的身体会感受到，腰部肌肉会自动动作，把身体拉向另一侧，形成的反向力矩促使车身抬起。本讲稿第二十三页，共三十五页思考：如何增加结构的稳定性？2008年的南方特大雪灾，导致大面积断电，主要原因是大量的输电塔倒塌，不考虑百年一遇的天气因素，请你分析输电塔倒塌的技术原因，并设计出增强输电塔结构

7、稳定性的可行方案。思考本讲稿第二十四页，共三十五页上海东方明珠塔的结构成锥型结构，保证上面的球型建筑的稳定 本讲稿第二十五页，共三十五页榫卯结构本讲稿第二十六页，共三十五页中国古典家具榫卯结构欣赏中国古典家具榫卯结构欣赏本讲稿第二十七页，共三十五页本讲稿第二十八页，共三十五页本讲稿第二十九页，共三十五页本讲稿第三十页，共三十五页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本讲稿第三十一页，共三十五页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

8、？本讲稿第三十二页，共三十五页结构的形状三角形是框架结构中最基本的形状之一，它结实、稳定，所有材料最少。在长方形或六边形的框架中间，加上支撑构件，构成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。钻石有令人难以置信的强度，就是因为它的分子结构为四面体，每个四面体都有四个角、四个面和六条边，每一个面都是三角形。本讲稿第三十三页，共三十五页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本讲稿第三十四页，共三十五页恐龙骨骼恐龙骨骼本讲稿第三十五页，共三十五页