第二节 探究结构,第一章 结构与设计,南昌市第十三中学顾问 沈宇喆,惨痛的教训,2008年5月12日14时，汶川、北川等地，8级强震猝然袭来，大地颤抖，山河移位，满目疮痍，生离死别这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震。,据民政部报告，截至6月11日12时，四川汶川地震已确认69225人遇难，374640人受伤，失踪17939人。,智利奇迹,2010年2月7日，智利发生8.8级地震。据专家 认定：智利地震比汶川地震的破坏力要强10多倍。 死亡人数不到1000人。 马塔大使解释说:1.智利位于地震带中央，因此有 着长期抗击地震的经验；2.这次地震损失较小， 有震中离人口密集地区较远等原因；3.但是，绝 无豆腐渣工程，是智利奇迹的一个重要原因。这 一次甚至在震中的地区，高层建筑都是完好的。 智利奇迹说明，天灾固然可怕，避免人祸是可以 创造奇迹的。,影响结构稳固的因素有那些？,倒也 倒也,塌了 塌了,结构的稳定性,结构的强度,一、结构的稳定性,1结构的稳定性： 结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力。,高塔为什么一般上面很小，下端面积很大？,啤酒瓶正立、倒立放置，哪种放置容易翻倒？,观察与思考：,结构的稳定性与哪些因素有关呢？,2影响结构稳定性的主要因素：,活动1： 人字梯,第一步：观察人字梯结构，并测试其稳定性；,第二步：在人字梯的上安装拉杆，再将梯子竖立起来，测试梯子的稳定性。,不稳定,稳定,结论1： 结构的稳定性与结构的几何形状有关(三角形结构使支架更容易稳定)。, 知识窗三角形的稳定性,三角形构成稳定的几何结构在建筑工程中被广泛运用。比如：房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的。,天津南开区的“进步桥” 主桁架，呈倒三角结构。,阳台上的晒衣架。,应用,照相机的支撑架为什么常使 用三脚架而不用其他形状？,静止状态的单车如何保持稳定?,活动2： 搭桌子,第一步：分别搭建桌子A B C，设计试验方案，比较三者稳定性；,A,B,C,第二步：观察并分析ABC桌子的变化；,结论2：结构的稳定性与结构和地面接触所形成的支撑面的大小有关。,2影响结构稳定性的主要因素：,想一想：,为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？,这是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。,注意： 支撑面接触面。 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。,活动3： 不倒翁,第一步：观察不倒翁并思考为什么它不会倒地？,第二步：思考通过改变什么可以使不倒翁倒地？,结论3：结构的稳定性与重心位置的高低有关。,2影响结构稳定性的主要因素：,比萨斜塔为何斜而不倒？,意大利,结论4：对于一个结构而言，如果重心所在的垂线落在结构底面范围内，就是稳定的。,辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。,小资料：中国的斜塔,G,总结,结构的稳定性与什么因素有关？,稳定性,支撑面积,几何形状,重心位置,支撑面积越大，稳定性越好。,结构的整体几何结构必须科学合理,重心越低，其稳定性越好,重心所在的垂线落在结构底面范围内,影响结构稳定性的各个因素是相互关联的，对 于具体结构的稳定性的分析要综合考虑各种因素。,学以致用：如果你是设计师,讨论：为学校设计一个篮球架。从结构的稳定性的角度考虑,你应该注重哪些方面的设计？,底座？ 篮框？ 形状？,逆向思维,三星堆出土的陶器,猜猜它们是做什么用的？,讨论：我们现实生活中有没有利用结构的不稳定来工作的工具。,拓展：不稳定结构的利用,地动仪的工作原理,请同学们分析为什么不能从相反方向跨越栏杆？,小结,2结构的稳定性： 结构在荷载的作用下维持其原有平衡 形式 的能力。,1.影响结构稳固的因素是： 结构的稳定性和结构的强度,3.结构的稳定性与哪些因素有关？,稳定性,支撑面积,几何形状,重心位置,支撑面积越大，稳定性越好。,结构的整体几何结构必须科学合理,重心越低，其稳定性越好,重心所在的垂线落在结构底面范围内,作业：,观察家庭或学校的一些物体的结构。分析它们是如何使其能够保持一定的稳定性的？,谢谢 !,