结构强度与稳定性.ppt

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1、18g的木条可以承受多少kg？,520kg,一张B4纸的高度比赛,一张B4纸制作一个结构，立于桌面能有多高？4人一组制作一个结构，要求结构尽量高，结实，稳定,规则要求,提供材料每组一张B4纸（可以拆分）；10枚回形针（可变形）。不允许使用其他材料。结构需能够独立站立在水平地面上，且保持1分钟以上（无风）。限时20分钟完成结构，当时间到时，结构需放置在桌面绿色垫板上；不允许队员再接触；如果比赛结束而结构仍未放入指定区域，视为放弃比赛。,结构的强度与稳定性,怎样才能制造一个强度高，而且稳定的高塔呢？,强度与外力、内力和应力,1.强度：,结构抵抗被外力破坏的能力。,2.外力：,施加物体外部的力（荷载

2、）。,3.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。,4.应力：,作用于单位面积上的内力。=N/S单位：N/mm2或N/cm2,一 不同形状的横截面构件，强度不同。,影响结构强度的因素,2.材料：,混凝土擅长压力，而钢筋擅长抗拉力，二者结合更加坚固。,不同材料有承受不同应力极限的能力。形状相同，材料不同，强度不同。,你能举一两个生活中的实例加以说明吗？,建筑中为什么常用钢筋混凝土？,1）铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等。,3.材料的连接方式,不同的连接方式，受力传递方式和效果不同。,2）刚连接：被连接的

3、构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动。如 板凳腿 门框 焊接。,结构的稳定性,稳定指的不是绝对不变，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，则是稳定。不能回到原有平衡状态，为不稳定。,稳定性：指结构具有阻碍翻倒或移动的特点 简言之，能抵御常见的外力,？,利用你所学过的知识，和生活的常识说说用什么办法可增加结构的稳定性？,影响结构稳定性的因素,1）结构的形状2)支撑面积的大小3）重心的高低,2.巧妙地增加结构的稳定性,(1).尽可能地增大结构的地面面积,(2).尽可能地降低结构的整体重心位置,(3).尽可能利用三角形框架及其组合结构,(4).正确处理杆件的细长

4、比和选用的材料,历史上的十大惊天人为惨案魁北克大桥坍塌事件（1907年）,历史上的十大惊天人为惨案2007/03/01 06:17魁北克大桥坍塌事件，1907年。这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。可惜，它没有架成。库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。桥的建设速度很快，施工组织也很完善。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过

5、份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。,19世纪末，加拿大人准备在圣劳伦斯河上建造一座大桥，选定桥址后却发现桥址两岸恰好是印第安人的坟墓，一共86座。为了建桥，加拿大人迁走了这些坟墓，而印第安人则满怀怨愤，他们公开诅咒这座桥要断三次！1903年，魁北克铁路桥梁公司请了当时最有名的桥梁建筑师美国的Theodore Cooper来设计建造。该桥采用了比较新颖的悬臂构造，这样的结构非常流行。但魁北克大桥却存在设计问题，自重过大而桥身无法承担。在接近完工时，有个叫McLure的工程师发现了这个问题，并一再提醒在纽约的Cooper，Cooper最终认识到了事情的严重性，约McLure于8月

6、29日到纽约面谈，同时给魁北克建筑工地发了封电报，禁止往桥上增加任何负荷，等他们谈完后再复工。但是，工地上还没有收到电报，悲剧就发生了。8月29日，魁北克大桥的南悬臂和一些中央钢结构像冰柱融化一样坍塌并掉进了圣劳伦斯河中，发生事故时桥上一共有86个工人，死了75个。大桥第一次倒塌后，加拿大人不信邪，经过事故调查，另请高明，继续建造魁北克大桥，这次桥的规模扩大了。可是，在1916年9月11日，在吊装预制的桥梁中央段时，大桥再次倒塌，这次事故中死了11人。由于这次事故属于施工事故，所以原设计没有变更。后来，新的桥梁中央段终于被成功地吊装到了两边的悬臂上。1919年8月，耗时近20年的魁北克大桥终于

7、完工通车，这座桥是当时全世界最长的悬臂桥，主跨度为549米。至今，魁北克大桥已经先后断了两次，一共死了86人，正好和迁走的印第安人的坟墓数相等，人们都感叹印第安人的诅咒竟然如此灵验！印第安人诅咒的三次断桥已经发生了两次，那么，下一次会在什么时候呢？19661970年，在魁北克大桥的旁边，又造了一座新的斜拉桥，一开始称“新魁北克大桥”，后改名为Pierre-Laporte Bridge（可能是忌讳“魁北克大桥”这几个字不吉利），这座桥主跨度为667.5米，超过了魁北克大桥。现在，主要的交通都由这座新桥承担，老魁北克大桥有了喘息的机会，大家也大可不必心惊胆战地过桥。而我们这两次过桥，都是从新桥过的，导游开玩笑说这是因为怕老桥会第三次断掉。,失稳就是稳定性失效,也就是受力构件散失保持稳定平衡的能力,比如指结构或构件长细比（如构件长度和截面边长之比）过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大变形而不能保持平衡的现象。,荷载远远超过设计要求,不稳定的结构有用吗？,3.不稳定结构的应用,小结,什么是结构？按力学架构，分为哪三大类结构？什么是强度，如何提高强度？什么是稳定性，如何提高稳定性？,