结构的稳定性与强度
- 格式:doc
- 大小:332.00 KB
- 文档页数:5
建筑工程验收标准中的结构强度和稳定性要求建筑工程验收是施工完工后的最后一道程序,用于确保建筑物的质量、安全性和可行性。
其中,结构强度和稳定性是验收标准中非常重要的一部分,其要求的达标对于建筑物的安全性至关重要。
一、结构强度要求1. 材料选择要求:建筑工程中使用的材料必须符合国家标准或规范,并具备足够的强度,以承受自身重量和外部荷载。
常见的建筑材料如钢筋、混凝土、砖石等,其强度参数必须符合要求。
2. 结构设计要求:建筑工程的结构设计必须合理,结构体系必须稳定,并能够满足预先确定的设计要求和荷载条件。
结构设计中需要考虑到建筑物的相对位移、挠曲、拱效应等因素,以保证结构的强度。
3. 施工工艺要求:建筑工程施工过程中,工艺的选择和执行必须符合结构强度要求。
施工过程中的加固、连接和安装等工艺操作必须符合规范,确保结构的强度和稳定性。
二、结构稳定性要求1. 抗震性要求:建筑工程验收中,抗震性能是结构稳定性的重要指标之一。
建筑物必须具备足够的抗震能力,能够在地震或其他外部荷载作用下保持稳定。
建筑物的承载体系、连接方式和材料的抗震性能都需要满足相应的规范要求。
2. 风荷载要求:建筑工程中,特别是高层建筑,风荷载是一项重要的结构稳定性考虑因素。
建筑物必须具备足够的风荷载容限,以保证在强风作用下不产生倾覆或结构损坏。
风荷载计算和结构设计需要符合建筑规范的相关要求。
3. 施工质量要求:建筑工程施工过程中,施工质量对结构稳定性起到至关重要的作用。
施工工艺操作必须符合规范,施工方必须按照图纸和设计要求正确执行,确保结构的组装和施工质量。
结构强度和稳定性的要求是建筑工程验收的核心内容之一,直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。
工程验收的目的是为了确保建筑物达到设计要求,并具备足够的强度和稳定性。
综上所述,在建筑工程验收标准中,对于结构强度和稳定性的要求主要包括材料选择、结构设计、施工工艺、抗震性能、风荷载容限和施工质量等方面。
钢结构设计中的强度与稳定性分析钢结构作为一种重要的建筑构造形式,在现代建筑中得到了广泛的应用。
其独特的特点使其成为了建筑设计师们的首选,然而,正确理解和分析钢结构的强度与稳定性是确保其安全性和可靠性的关键。
本文将深入探讨钢结构设计中的强度与稳定性分析,以期对读者有所启发。
一、强度分析钢结构的强度分析是确保建筑结构能够承受正常和异常荷载的重要步骤。
在设计过程中,工程师需要考虑到以下几个关键因素。
1.1 材料强度钢材作为钢结构的主要构造材料,其强度参数决定了整个结构的抗力能力。
工程师需要详细了解所选用的钢材的性能指标,包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等,以确保设计结构的强度能够满足要求。
1.2 荷载计算在设计过程中,荷载计算是非常重要的一环。
工程师需要根据建筑的用途和具体情况,准确计算出可变荷载、恒载和地震荷载等,以保证设计的结构能够承受这些荷载。
当荷载不均匀分配时,还需要进行统一系数的计算。
1.3 结构稳定钢结构的稳定性是强度分析中不可忽视的一部分。
当结构受到垂直或水平方向的外力作用时,其稳定性要求结构能够保持稳定。
工程师需要根据实际情况,采用适当的稳定性分析方法,确保设计的结构能够满足要求。
二、稳定性分析稳定性分析是钢结构设计中非常重要的一环,它主要考虑结构在受荷时的稳定性能。
以下是一些常见的稳定性分析方法。
2.1 弯曲稳定性分析在弯曲稳定性分析中,工程师需要计算并分析结构受弯矩作用下的稳定性。
通过计算结构的屈曲系数和容许屈曲荷载,可以确定结构的弯曲稳定性是否得到满足。
2.2 屈曲稳定性分析屈曲稳定性分析主要考虑结构在压力作用下的稳定性。
工程师需要计算结构的临界荷载和理论强度,以保证结构在受压力作用时不发生屈曲。
2.3 应力稳定性分析应力稳定性分析是为了保证结构在受荷时不发生破坏。
工程师需要计算结构的应力集中系数和容许应力,以确保结构在实际使用条件下能够稳定且不发生破坏。
三、结构设计的实践在实际结构设计中,强度与稳定性分析是紧密相连的。
建筑结构强度与稳定性分析建筑结构的强度和稳定性是设计和施工过程中最重要的考虑因素之一。
只有确保建筑物的结构具有足够的强度和稳定性,才能确保建筑物在使用过程中的安全性和可靠性。
因此,在进行建筑结构设计和分析时,强度和稳定性分析是必不可少的步骤。
一、强度分析建筑结构的强度分析主要是为了确定结构的抗力能力是否足够,是否能够承受设计荷载而不发生破坏。
强度分析的过程可以通过以下几个步骤来实现:1. 结构材料的性能分析:不同材料具有不同的强度和刚度特性,因此需要对选定的结构材料进行性能测试和分析,以确定其强度参数。
常见的结构材料包括钢筋、钢材、混凝土等。
2. 荷载分析:荷载是指作用在建筑物上的外部力,如重力荷载、风荷载、地震荷载等。
强度分析的关键是确定不同类型荷载的大小和作用方向,以及它们对建筑结构的影响。
3. 结构模型建立:建筑结构可以用各种模型进行简化和近似。
常见的结构模型包括弹性模型、刚塑性模型等。
根据具体情况选择合适的结构模型,并建立相应的数学方程。
4. 应力分析:通过建立结构的数学模型,可以计算出结构中各部位的内应力分布情况。
应力分析可以确定结构中的薄弱区域,并根据计算结果进行必要的加固处理。
5. 破坏准则:破坏准则是用来衡量结构是否达到破坏的标准。
常见的破坏准则包括极限状态设计(Ultimate Limit State, ULS)和使用状态设计(Serviceability Limit State, SLS)。
二、稳定性分析建筑结构的稳定性分析主要是为了确定结构在承受外部荷载时是否会产生不稳定和倾覆现象。
稳定性分析的过程可以通过以下几个步骤来实现:1. 建筑结构类型分析:不同类型的建筑结构在稳定性分析上有不同的考虑因素。
常见的结构类型包括框架结构、悬臂结构、拱结构等。
根据结构类型的不同,选择合适的稳定性分析方法。
2. 结构稳定性计算:结构稳定性计算是为了确定结构在承受荷载时是否会失去稳定性。
常见的稳定性计算方法包括屈曲分析、扭转分析等。
结构失效的三种模式:强度、刚度、稳定。
强度因为直观,最好理解。
强度问题通常表现为构件受力拉断/压溃了,定量描述就是某点应力大于了材料强度。
强度:材料抵抗永久(塑性)变形或断裂的能力;1.刚度问题表现为构件受力后变形大,定量描述就是变形大于变形允许值。
刚度与强度不同,构件没坏,只是变形大,实质上体现的更多是功能性要求。
刚度:材料抵抗弹性变形的能力刚度要求:在载荷作用下,构件即使有足够的强度,但若变形过大,仍不能正常工作。
2.稳定性要求一些受压力作用的细长杆,如千斤顶的螺杆、内燃机的挺杆等,应始终维持原有的直线平衡形态,保证不被压弯。
稳定性要求就是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。
失稳并不是翻倒而是不能恢复原有稳定形状从建筑规范的解释就是高宽比,即高度和建筑横向跨度的比例,比如说砖墙同样的高度和长度,砖墙越厚,底部面积越大越不容易倒。
稳定性:结构维持其原有平衡状态的能力。
刚度是与变形有关,这个变形过程是渐进。
而稳定性是在强度和刚度都满足的情况下依然可能发生的现象,其变形过程是跳跃的。
稳定性:工程中有些构件具有足够的强度、刚度,却不一定能安全可靠地工作。
当F小于某一临界值F cr,撤去轴向力后,杆的轴线将恢复其原来的直线平衡形态(图b),则称原来的平衡状态的是稳定平衡。
当F增大到一定的临界值F cr,,撤去轴向力后,杆的轴线将保持弯曲的平衡形态,而不再恢复其原来的直线平衡形态(图c),则称原来的平衡状态的是不稳定平衡。
稳定的平衡状态和不稳定状态之间的分界点称为临界点,临界点对应的载荷称为临界荷载。
用Fp cr表示。
压杆从直线平衡状态转变为其他形式平衡状态的过程称为称为丧失稳定,简称失稳,也称屈曲,屈曲失效具有突发性,在设计时需要认真考虑。
砌体结构中的强度与稳定性问题砌体结构作为常见的建筑结构之一,其强度和稳定性是关乎建筑物安全的重要问题。
为了保证砌体结构的牢固性和长期稳定性,必须充分了解砌体结构中的强度和稳定性问题,并采取相应的措施进行处理。
一、砌体结构中的强度问题砌体结构的强度是指其承受外力的能力。
在设计和施工过程中,应该注重以下几个方面来确保砌体结构的强度:1. 材料的选择:选择优质的砌块和胶结材料,确保其具有足够的强度和稳定性。
合理的材料选择可以有效地增强砌体结构的整体强度。
2. 接缝的处理:砌体结构中的接缝是承受外力的主要部分,因此必须进行合理的处理。
采用适当的砌缝形式和砌缝材料,保证接缝的牢固性和密实性。
3. 粘结剂的使用:粘结剂在砌体结构中具有重要作用,可以增强砌体的强度。
选择合适的粘结剂,并确保在施工过程中使用正确的方式和比例进行粘结,以提高结构的整体强度。
4. 结构的设计:合理的结构设计可以有效地提高砌体结构的强度。
在设计过程中,应根据实际情况和需要,采用合适的砌体厚度、布置方式和加强措施,确保结构的稳定性和均衡性。
二、砌体结构中的稳定性问题砌体结构的稳定性是指其在各种力的作用下不发生倾覆或坍塌的能力。
为了保证砌体结构的稳定性,需要注意以下几个方面:1. 基础的设计:合理的基础设计是确保砌体结构稳定的重要前提。
在设计过程中,应根据土壤条件和结构特点,选择合适的基础形式和尺寸,确保基础的稳定性和承载能力。
2. 结构的抗侧稳定性:考虑到砌体结构中的侧向力,应采取适当的措施来增强结构的抗侧稳定性。
例如,在结构的侧面设置加强墙、加强柱或设置抗侧支撑等。
3. 砌缝的填充:砌体结构中的砌缝应填充密实,避免空隙产生,以提高结构的整体稳定性。
填充砌缝时应注意控制填充材料的湿度和压实度,确保填充效果达到预期。
4. 结构的连接:砌体结构的连接部分是结构的薄弱环节,容易发生松动或断裂。
应采用合适的连接方式和连接材料,保证连接的牢固性和可靠性。
建筑施工中的强度与稳定性分析引言:建筑工程是一个综合性强的工程项目。
在建筑施工过程中,强度与稳定性是两个至关重要的因素。
本文将从不同方面对建筑施工中的强度与稳定性进行分析。
一、材料的选择与强度分析:在建筑施工中,选择适当的材料对确保建筑的强度至关重要。
例如,在建筑墙体中,混凝土的强度对整个建筑的稳定性有着直接影响。
通过对材料的强度分析,可以合理选择适当的材料,从而确保建筑物的稳定性。
二、结构设计与强度分析:建筑物的结构设计是确保建筑物强度与稳定性的关键环节。
通过对建筑物的结构设计进行强度分析,可以在设计过程中合理布置结构,避免结构承载过大或过小的问题。
同时,在设计过程中考虑自然灾害等因素,进一步保证建筑物的稳定性。
三、土壤力学与稳定性分析:土壤力学是建筑施工中不可忽视的一个因素。
通过对土壤的稳定性进行分析,可以在建筑施工中选择合适的基础建设方式,确保建筑物在不同土壤条件下的稳定性。
同时,土壤力学的研究也可以为土地利用规划提供科学依据。
四、施工方法与强度稳定性分析:不同的施工方法对建筑物的强度与稳定性有着显著影响。
例如,在混凝土结构的浇筑过程中,采用适当的浇筑方法可以提高混凝土的强度和稳定性。
通过对施工方法的分析与优化,可以保证建筑物在施工过程中不出现结构失稳的问题。
五、结构监测与稳定性分析:建筑物的结构监测是保证建筑物长期稳定性的重要手段。
通过对建筑物的结构进行定期监测和分析,可以及时发现并解决结构失稳的问题。
结构监测的结果可以提供给相关方面,进一步优化建筑物的结构设计。
六、环境因素与稳定性分析:环境因素也是影响建筑物稳定性的重要因素之一。
例如,地震和风力等自然灾害对建筑物的稳定性有着较大影响。
通过对环境因素的分析,建筑施工可以采取相应的措施,提高建筑物的抗灾能力,确保强度和稳定性。
七、人为因素与稳定性分析:在建筑施工中,人为因素也是导致建筑物失稳的重要原因之一。
例如,施工过程中的违规操作和质量管理不到位等问题都可能导致建筑物的强度和稳定性受到影响。
建筑结构设计中的强度与稳定性规范要求在建筑工程中,结构设计是至关重要的环节之一。
一个稳固、承载力强的结构是确保建筑物安全可靠的基础。
因此,强度与稳定性成为建筑结构设计的重要规范要求之一。
1. 强度设计规范要求强度设计是指根据工程要求和物理特性,设计出合理的结构尺寸和材料,以满足建筑物在正常使用和设计寿命内对多种外力的承载能力。
强度设计的规范要求主要包括以下几个方面:1.1 材料强度要求:建筑结构所使用的材料需要符合相应的强度标准,例如钢材强度、混凝土抗压强度等。
这些要求由国家或地区的建筑法规和标准来规定,以确保结构的安全性。
1.2 荷载要求:强度设计需要考虑到建筑物可能承受的各种荷载,包括永久荷载(如自重、楼层重量)、变动荷载(如人员、家具等)、风荷载、地震荷载等。
设计中需根据实际情况进行合理估计,并按照规范规定的荷载系数计算,以确保结构在各种荷载作用下具备足够的承载能力。
1.3 构件强度要求:建筑结构设计中常采用的构件包括梁、柱、板、墙等,这些构件的尺寸和截面形状需要满足一定的强度要求。
例如,在梁的设计中,需要保证截面尺寸和钢筋布置能够承受设计荷载,在弯曲、剪切、扭转等方面具备足够的强度。
2. 稳定性设计规范要求稳定性设计是指在保证结构强度的基础上,确保结构在受力作用下不发生过度变形、失稳或倒塌。
稳定性设计的规范要求主要包括以下几个方面:2.1 稳定性分析:稳定性设计需要进行全面的结构稳定性分析,包括整体稳定性和局部稳定性。
通过分析建筑物受力影响下的位移、形变、应力等参数,确保结构在使用寿命内具备足够的稳定性。
2.2 结构构造:稳定性设计也需要考虑结构的构造形式,包括框架结构、桁架结构等。
通过合理的构造设计来提高结构的稳定性,减小外力的影响。
2.3 抗侧倾稳定性:在地震等侧向作用下,建筑物容易发生侧倾现象。
稳定性设计要求合理设置剪力墙、抗侧撑等结构措施,以提高结构的抗侧倾稳定性。
总结:强度与稳定性是建筑结构设计的重要规范要求。
机械结构稳定性与强度分析与优化作为机械工程的重要分支,机械结构的稳定性和强度分析与优化是设计过程中关键的环节。
本文将探讨机械结构的稳定性与强度分析的方法,并介绍一些常用的优化技术,以期为读者提供有益的指导和启示。
一、机械结构的稳定性分析稳定性是指结构在外力作用下不发生失稳或塌陷的能力。
稳定性分析的目的是确定结构的临界稳定状态,并评估结构的稳定性能。
常用的稳定性分析方法包括线性稳定性分析和非线性稳定性分析。
1. 线性稳定性分析线性稳定性分析是指在小变形假设下,通过分析结构的刚度矩阵和荷载矩阵,计算结构的临界稳定状态。
在线性稳定性分析中,常用的方法有弹性稳定性分析和杆件稳定性分析。
弹性稳定性分析是通过计算结构的临界载荷来评估结构的稳定性。
在计算中,通常采用有限元法或解析法来求解结构的刚度矩阵和荷载矩阵,从而得到临界载荷。
通过与实际荷载进行比较,可以判断结构的稳定性。
杆件稳定性分析是指通过计算杆件受压时的临界稳定状态来评估结构的稳定性。
在杆件稳定性分析中,常用的方法有欧拉公式和Rankine公式等。
这些公式通过计算杆件的临界弯曲载荷来判断结构的稳定性。
2. 非线性稳定性分析非线性稳定性分析是指考虑结构的大变形和材料的非线性特性,通过求解结构的非线性方程来计算结构的临界稳定状态。
非线性稳定性分析包括弹塑性稳定性分析和屈曲分析等。
弹塑性稳定性分析是指在结构发生塑性变形的情况下,通过求解结构的塑性方程和平衡方程,计算结构的临界稳定状态。
在弹塑性稳定性分析中,常用的方法有有限元法和弹塑性平衡方程等。
屈曲分析是指通过求解结构的弯曲方程和平衡方程,计算结构的临界稳定状态。
在屈曲分析中,常用的方法有有限元法和解析法等。
这些方法可以综合考虑结构的刚度和荷载非线性,从而准确评估结构的稳定性。
二、机械结构的强度分析强度分析是指通过计算结构的应力和应变,评估结构在外力作用下的强度性能。
强度分析的目的是确定结构的疲劳寿命和可靠性,并采取相应的优化措施。
薄壁结构的强度与稳定性分析薄壁结构是指结构成员的厚度相对于其宽度和长度较小的结构形式。
这种结构在工程中应用广泛,例如建筑物的墙体、航空航天器的外壳等。
然而,由于其特殊的几何形状和较薄的截面,薄壁结构在强度和稳定性方面面临着一些挑战。
为了确保薄壁结构的安全可靠运行,需要进行强度和稳定性分析。
一、强度分析强度是薄壁结构能够承受的外部力或载荷而不发生破坏的能力。
对于薄壁结构的强度分析,主要考虑以下几个方面:1.材料强度:薄壁结构所使用的材料应具有足够的强度来抵御外部荷载。
常用的薄壁结构材料有金属、塑料和复合材料等。
在进行材料强度分析时,需要考虑静态和动态荷载下的材料特性。
2.截面强度:薄壁结构的截面形状对其强度起着重要作用。
常见的薄壁结构截面形状有矩形、圆形、梁、柱等。
在进行截面强度分析时,需要考虑截面的几何形状、承载能力和应力分布等因素。
3.连接强度:薄壁结构的连接部分容易成为弱点,连接处的强度决定了整个结构的安全性。
在进行连接强度分析时,需要考虑连接处的刚度、应力集中以及并联和分流等现象。
二、稳定性分析稳定性是薄壁结构在承受外部载荷时不会发生失稳或屈曲的能力。
由于薄壁结构的长细特征,其稳定性常受到压应力的影响。
稳定性分析主要涉及以下几个方面:1.屈曲分析:薄壁结构的稳定性常通过屈曲分析来评估。
屈曲分析主要考虑结构在压力作用下的临界载荷,即屈曲载荷。
通过计算屈曲载荷和相应的临界模态形式,可以评估结构的稳定性。
2.稳定性设计:在薄壁结构的设计阶段,需要考虑稳定性因素并做出相应的设计决策。
稳定性设计包括选择适当的截面形状和尺寸,设置加强筋或支撑,以增加结构的稳定性。
3.稳定性验算:在薄壁结构的使用过程中,需要进行定期的稳定性验算来检查结构的稳定性。
稳定性验算的目的是确保结构在使用期内能够承受外部载荷,并避免失稳或屈曲的发生。
综上所述,薄壁结构的强度和稳定性分析是确保结构安全可靠的重要步骤。
通过对材料、截面和连接的强度分析,以及对稳定性的屈曲分析和设计验算,可以评估薄壁结构的性能,并采取相应的措施来提升其强度和稳定性。
钢筋混凝土结构的强度与稳定性分析钢筋混凝土结构是建筑工程中常用的一种结构形式,其具有良好的耐久性、抗震性和水密性等优点。
但是,由于不同地区环境、材料等原因,钢筋混凝土结构的强度与稳定性存在着差异。
在设计和施工过程中,需要进行一定的分析和判断。
一、强度分析1.1 抗拉强度钢筋混凝土的抗拉强度很低,但由于加入了钢筋,可以有效地提升抗拉强度,从而增强了整个结构的抗震性能。
在设计和施工过程中,需要根据不同的结构形式和受力条件提高加钢率,确保结构的抗震、抗裂性等。
1.2 抗压强度钢筋混凝土的抗压强度大于抗拉强度。
在施工过程中,需要合理控制水泥用量、砂浆配合比等,确保混凝土的强度和密实性。
另外,在钢筋混凝土结构中,梁和柱的截面形状和尺寸对抗压强度也有影响。
在设计过程中需要根据受力条件选择合适的截面形状和尺寸。
1.3 剪切强度钢筋混凝土结构的剪切强度是指受剪力时抵抗剪切作用的能力。
在设计和施工过程中,需要根据不同的结构形式和受力条件进行合理的计算和分析。
同时,采用钢筋混凝土结构的受力区域也需要进行强度分析,确保结构能够承受剪切力的作用。
二、稳定性分析2.1 屈曲稳定性屈曲稳定性是指在外力作用下,结构发生屈曲变形时,结构能够保持稳定的能力。
在钢筋混凝土结构中,柱、框架等结构需要进行屈曲稳定性分析,从而确定支撑方式和结构的抗屈曲能力。
同时,需要合理控制结构的横向刚度和水平位移。
2.2 翻倒稳定性翻倒稳定性是指在外力作用下,结构可能出现倾覆、翻倒等不稳定情况时,结构能够保持稳定的能力。
在钢筋混凝土结构中,建筑物的高度和所处地域的风压等因素会影响翻倒稳定性。
在设计过程中需要根据不同的建筑物高度和地域因素进行稳定性分析,确保结构稳定性和安全性。
2.3 转移稳定性转移稳定性是指在外力作用下,结构内部力的转移和分配过程中,结构能够保持稳定的能力。
在钢筋混凝土结构中,柱、梁、板等结构的转移稳定性需要进行分析和计算,从而确保结构各个部分的转移和分配过程的顺利进行。
《结构的强度与稳定性》教案
一、教材分析
本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强
度和稳定性》。
该章的总体设计思路是:认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。
“结构”与“设计”是该章的两个核心概念,结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一,因此本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用,本节主要包括稳定性的概念、影响结构稳定性的因素两个部分。
教材通过技术实验、阅读资料、问题思考、试一试、调查研究及讨论交流等手段引导学生理解结构的稳定性技术原理,并探究影响结构稳定性的主要因素,这样不仅可以使学生对结构的这个技术原理有更深的认识,而且也给结构的设计等奠定了良好基础。
二、教学目标
(一)、知识与技能
1、理解稳定与结构稳定的概念,掌握影响结构稳定性的因素。
2.、能运用影响结构稳定性的因素来判断结构的稳定性,并如何增加结构稳定性提出自己的看法。
3、理解内力、应力的内涵,会从应力角度衡量强度。
4、知道应力和强度的关系,能进行简单的应力计算。
(二)、过程与方法:
1、通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用结构的相关的理论知识。
2、在教学过程中培养同学们合作交流能力,要鼓励学生表达自己的认识和判断形成实事求是的科学态度。
(三)、情感态度价值观:让学生亲身体验注重交流,通过分析讨论得到结论,培养学生的观察分析能力,合作交流能力。
三、教学重点与难点:
教学的重点:
影响结构强度和稳定性的主要因素
教学难点:
1、应力和强度的关系。
2、对常见简单结构设计进行正确分析,对稳定不合理结构提出改进意见。
四、学情分析:
总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。
他们的思维、生活经验已有一定基础,并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识,在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容,对结构问题进行进一步探讨,上升到理论的高度。
五、教学策略:
在教学中充分利用实验、分析讨论、自主探究、小组合作的教学方法。
使教学内容与生活中的案例紧密联系,通过师生互动探讨,帮助学生加深对知识的理解。
六、教学课时安排:1个课时
七、课型:新授课
八:教学媒体:多媒体教学
九、教学过程:
(一)设置情景,引入新课
实验:改变A4纸的形状,使之能够承受三瓶矿泉水的重量?(学生小组合作探讨,演示)
结论:改变纸的形状或结构可以改变其承受力的能力。
对于我们周围的事物,我们怎么设计才能增加它稳定性呢?
(二)、学习探究
1、结构稳定性的含义
演示:单摆、倒摆和不倒翁对比实验
提问:这三种情况都稳定吗?
学生讨论回答
总结:稳定指的不是状态绝对不变,而是指受扰后,允许状态有所波动,但当扰动消失后,能重新返回到原平衡状态。
不能回到原有平衡状态就是不稳定。
结构稳定性:结构具有阻碍翻倒或移动的特性。
2、影响结构稳定性的因素
【图片展示】桥倒塌的图片
提问:为什么结构有时比较稳定,而有时不稳定呢?影响结构稳定性的主要因素有哪些?
环节一
小实验:一本书怎么立在桌面上?
学生观察:学生探讨,只要把书张开一定的角度就可以立起?
结论:一个物体是否容易翻到、推倒,支撑面积大小有关,支撑面越大,结构越
稳定,
环节二
观察:探究1:A字形梯为什么载人时能够保持稳定?
如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样?
学生讨论回答:
梯面与地面组成三角形,梯子本身就能站得稳
:
探究2:照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状?
总结:结构的稳定性与物体的几何形状有关
环节三
[探究1]:请看下面的图片,请你用有关于物体稳定
的知识来分析这样一座古塔为什么经历了千年的风霜而
巍然屹立呢?.
学生讨论回答
结论:结构稳定性的基本条件:重心落在结构底面内。
[探究2]:落地扇为什么不易倾倒?
学生讨论回答:落地扇的底座采用较重的材料,风扇比底座轻很多,使落地扇的重心降低。
[探究3].不倒翁为什么不倒?如果在它脖子上挂上一定数量的铁环,它还会不倒吗?
学生演示总结: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。
结论:重心的高低影响结构的稳定性。
重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。
学生思考举例:日常生活中,你能说出哪些结构因为重心低而稳定的例子。
(三)、问题引导下的学习
1、小实验
学生用手用力捏杯子,观察杯子变化并感受杯子给手的里。
结论:手挤压杯子的同时,杯子给手一种抵抗力,杯子给手的抵抗力就是内力
外力使构件发生变形的同时,构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力,称为内力。
2、应力
问题1:结构可以承受力和抵抗变形,那么,结构是如何承受力和抵抗变形的呢?
问题2:怎么表示物体的强度?
讨论并解释:
应力:作用在单位面积上的内力,称为应力。
应力可用下式表示δ=N/S N :为内力S:为构件截面积
通常,物体结构抵抗变形的能力,都以强度来表述,而用应力来衡量强度。
3、影响结构强度的因素
问题3:小红想给家里的吊兰做个支撑架,同学们帮助小红分析设计。
学生草图绘制方案并展示结果。
(小组合作)
讨论结果为:吊兰支撑使用的三角形支架结构,而不使用由一根直杆挑起的结构。
从材料方面考虑,吊兰的三角形支架使用的是钢管而不是木条或塑料,钢管抗拉力性能好。
从连接方式考虑,吊兰的三角形支架的构件是焊接而不是捆缚,这种连接方式更牢固。
学生的感受。
2、重视启发式教学,让学生通过观察、实验自己总结出有关知识点。
3、注重学生的实践活动,让学生在学中做,在做中学,从而提高学生的技术素养。