高中通用技术必修2_1.2探究结构 课件（16张幻灯片）

(共16张PPT)
重庆綦江彩虹桥
1.你知道如何正确使用A形铝梯吗？
2.提问人在爬梯子时，逐渐上升会有什么感觉，为什么会这样？
3.观察A形铝梯工作室的状况，你认为A形铝梯为什么能承受人体的压力？
一、结构的稳定性
1、概念：
结构在荷载的作用下维持其原有平衡性形式的能力。
影响结构稳定性的因素有哪些呢？
影响结构稳定性的主要因素

影响结构稳定性的因素有多种，主要有：
1、重心位置的高低
2、结构与地面接触所形成的支撑面的大小
3、结构的形状
你知道在跨栏中，跨栏是怎样倾覆的吗？
力矩：力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。力对物体的转动作用取决于力矩的大小，力矩越大，力对物体的转动作用越大。
外力（碰触力、风力）F对转动轴O的力矩将引起跨栏倾覆，而跨栏的重力G对轴O的力矩起抵抗倾覆的作用，以保持跨栏的稳定。当倾覆力矩＞抗倾覆力矩时，跨栏就要绕O轴逆时针方向转动；反之，跨栏就保持其稳定平衡状态不变。
提出问题：请同学们分析为什么不能从相反的方向跨越栏杆？
三角形的稳定性：
建筑工程中广泛运用了三角形的稳定性。房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的；钢架结构的十字钢梁同样是运用这一原理；在四边形的框架中用两条杆件作对角线，形成多个三角形，既节省了用料，减轻了结构的质量，又有效地加强了结构的强度和稳定性。十字钢梁也是建筑工程中常用的构件，如在高压输电的铁塔、悬索桥的塔架，以及摩天大楼钢架结构中都被普遍地采用。
知识窗
二、结构的强度
（一）强度与应力
结构的强度是通过构件和材料来体现的。构件在外力作用下会变形，同时构件内部各质点之间的相互作用力发生了变化，这种作用力的改变称作内力（internal force）
一般说来，外力越大，则构件的内力越大。当内力达到一定数值时，构件就会被破坏，这就要求构件和材料必须具有抵抗破坏的能力，这种能力称作强度（strength）。
从强度角度看，外力越大，构件内力随之越大，构件被破坏的危险就越大，但仅仅内力的大小还不能确切地反映一个构件危险的程度。那么它还与什么有关呢？通过一个小试验来探究。
应力（stress）：构件单位截面面积所受的内力称为构件的应力。
σ=N/A σ—应力 N—内力 A—截面面积
国际单位制中，应力的单位是帕，符号Pa。在工程上往往使用兆帕（MPa）。面积单位是米2，符号是m2。内力的单位是牛，符号是N。
由公式知，在内力不变的情况下，构件的截面积越大，应力越小，危险性就越小。同截面垂直的应力称为正应力或反向应力；同截面相切的应力称为剪应力或切应力。
如柱体垂直受压时，其横截面上的应力就是正应力；物体被剪切时，剪切面上就有剪应力；而梁弯曲变形时，其横截面上除了具有正应力外，还有剪应力。
讨论与分析
1、建筑物的支柱是怎样承受压力的？
2、扭绞的绳子为什么不容易拉断？
以上我们谈了结构的强度，接下来具体分析在结构设计中应如何考虑强度因素？
一混凝土方助，支柱的横截面为边长L=400mm的正方形，纸柱顶受轴向的压力P=45kN，支柱重力为G=22kN，求支柱的低截面 上的应力。
解：将设用平面在截面处截开，取柱为个离体，根据平衡条件可求得：
P+G-N=0
N=P+G=45kN+22kN=67kN=67000N
求应力：
σ=N/A=67000N/（0.4m×0.4m）=418750Pa


结构的稳定性


结构的强度

小结：