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(共33張PPT)
第二節(jié) 穩(wěn)固結構的探析
魁北克大橋坍塌事件
(1907年8月29日 )
戴高樂機場倒塌事件
候機樓內部
倒塌現場
（2004年5月23日)
影響結構穩(wěn)固的因素有那些？
一、結構的穩(wěn)定性
二、結構的強度
一、結構的穩(wěn)定性
結構的穩(wěn)定性是指結構在負載的作用下維持其原有的平衡狀態(tài)的能力。
結構的穩(wěn)定性與什么因素有關？
想一想：
影響結構穩(wěn)定性的因素
因素一：重心位置
比薩斜塔為什么不倒塌？
想一想：
遼寧瑞州古塔，現存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成之后雖幾經地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。
小資料：中國的斜塔
影響結構穩(wěn)定性的因素
因素二：支撐面積的大小
想一想：
為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？
為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？
想一想：
影響結構穩(wěn)定性的因素
因素三：結構的形狀
A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？
如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？
想一想：
想一想：
照相機的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？
想一想：
單腳支撐的自行車放穩(wěn)的原因分析
影響結構穩(wěn)定性的因素：
結論
重心位置 結構形狀 支撐面積
拓展：不穩(wěn)定的結構應用
結構的強度是指結構具有的抵抗破壞的能力。
二、結構的強度
結構的強度與什么因素有關？
想一想：
結構的形狀、結構的材料與連接
2.1 結構的形狀
空調架
金剛石及其內部結構
2.1 結構的形狀
相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構件強度不同。
2.2、強度與材料
結構的強度與材料有關
VS
紙杯
鋼杯
使用鋼筋混凝土結構的好處是什么？
拓展
結構的連接是指通過一定的連接物將構件組成整體結構。
2.3 結構的連接
結構構建的連接通常有以下兩類：
鉸連接 剛連接
2.3 結構的連接
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可以相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等。
2.3 結構的連接
剛連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等。
2.3 結構的連接
膠接
榫接
三、結構與功能
結構對事物的功能和作用產生著直接的影響，結構的改變可能導致功能的改變
多功能起子
小結
一、結構的穩(wěn)定性
影響結構穩(wěn)定性的三個因素：重心位置、支撐面積的大小和結構的形狀
二、結構的強度
影響結構強度的三因素：結構的形狀、結構的材料與連接
三、結構與功能課題 1.2 穩(wěn)固結構的探析 課時 1 教學方法 講授、任務驅動
教學目標 知識與技能：1.能通過技術實驗分析形象結構的穩(wěn)定性和強度的因素；2.理解結構與功能的關系；過程與方法：經歷簡單的技術試驗過程，學會簡單的技術試驗方法。情感、態(tài)度和價值觀：理解技術的文化特性和藝術特性，具有一定的對技術文化的理解和選擇能力。
教學重點解決對策 能通過技術試驗分析影響結構的穩(wěn)定性和強度的因素，并寫出試驗報告。
通過分析大量案例，充分讓學生參與討論，解決教學重點
教學難點解決對策 能通過技術試驗分析影響結構的穩(wěn)定性和強度的因素，并寫出試驗報告。
通過分析大量案例，充分讓學生參與討論，解決教學重點
教學過程 實施內容 學生反應
引入 引入 (2’)，復習上節(jié)課的要點，實體結構、框架結構、殼形結構的受力特點。提出不同的結構所能承受的力不同，它的穩(wěn)固性也不一樣。 回憶上節(jié)課的內容，鞏固已學知識
新課教學 一、(3’)通過播放一系列的建筑事故圖片，分析這些事故發(fā)生的原因，讓學生了解結構穩(wěn)固的重要性，然后思考：影響結構穩(wěn)固的因素有哪些？生：回答師：影響結構穩(wěn)固的因素有很多，我們通過學習結構的穩(wěn)定性、結構的強度來共同探討，那么，什么是結構的穩(wěn)定性呢？屏幕顯示：結構的穩(wěn)定性是指結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力。結構的穩(wěn)定性是討論結構整體的問題屏幕顯示：結構的穩(wěn)定性是指結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力。結構的穩(wěn)定性是討論結構整體的問題二、影響結構穩(wěn)定性的主要因素首先提出問題：影響結構穩(wěn)定性的主要因素有哪些？讓學生帶著問題思考學習下面的內容。1.結構的穩(wěn)定性與重心位置A、屏幕顯示落地扇的圖片師：落地扇為什么不易傾倒？生：思考回答師：分析，落地扇的底座采用較重的材料，風扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低。B、屏幕顯示不倒翁師：不倒翁為什么會不倒？如果在它脖子上掛上一定數量的鐵環(huán)，它還會不倒嗎？生：思考回答師：分析，不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環(huán)，它的重心位置升高了，當鐵環(huán)達到一定數量時，不倒翁就不在是不倒翁了。C、屏幕顯示比薩斜塔的圖片，比薩斜塔為什么不倒塌？（簡單介紹比薩斜塔。） 通過分析長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意圖，使學生容易理解，比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點的垂線落在塔的底面的范圍內。當塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時，塔就會傾倒。引導學生得出結論：結構的穩(wěn)定性與重心位置有關。小資料（中國的斜塔）：遼寧瑞州古塔，現存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成之后雖幾經地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。2、結構的穩(wěn)定性與支撐面積的大小A、 屏幕顯示大壩的圖片師：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？生：思考回答師：大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。B、屏幕顯示課桌的圖片師：為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？生：思考回答師：分析。這是為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。從而引導學生得出結論：結構的穩(wěn)定性與支撐面積大小有關。注意：支撐面≠接觸面。3、結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。A、屏幕顯示A字形梯的圖片師：A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？生：思考回答師：分析，一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構成了穩(wěn)定的三角形，這就進一步加強了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時就不能保持穩(wěn)定。B、屏幕顯示照相機三腳架的圖片。師：照相機的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？生：思考回答師：分析，因為三角支架與地面有三個接觸點，形成的三角形結構使照相機的支撐架更容易穩(wěn)定。師：通過上面的分析，我們知道，結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。補充（三角形穩(wěn)定性的應用）：建筑中廣泛運用了三角形的穩(wěn)定性。房子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，形成多個三角形，既節(jié)省了材料，減輕了結構的質量，又有效地加強了結構的強度和穩(wěn)定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。三、結構的強度1、結構的強度是指結構具有的抵抗破壞的能力。（可與穩(wěn)定性作比較）2、結構的強度與什么因素有關？結構的形狀、結構的材料與連接。2.1 結構的形狀通過介紹空調架和金剛石的結構，分析結構的形狀對結構的強度有很大的影響，即使是相同材料，如果橫截面積不一樣，結構的強度也不一樣。2.2⑴強度與材料我們都會有這樣的經驗，用手擠壓紙杯，紙杯就會變形；而用同樣的力擠壓不銹鋼杯，不銹鋼杯的外形則無明顯改變。這說明了結構強度與材料有關。拓展：使用鋼筋混凝土結構的好處是什么？混凝土擅長抗壓力，而鋼筋擅長抗拉力。2.3結構的連接結構的連接是指通過一定的連接物將構件組成整體結構。鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可以相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等。剛連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等。四、結構的功能結構對事物的功能和作用產生著直接的影響，結構的改變可能導致功能的改變，通過多用起子的例子來說明這一點。 小組討論，認真思考觀察思考認真聽取案例的分析積極思考小組討論，積極思考，得出答案深受啟發(fā)，提高創(chuàng)新思維
小結與練習 一、結構的穩(wěn)定性 影響結構穩(wěn)定性的三個因素：重心位置、支撐面積的大小和結構的形狀二、結構的強度 影響結構強度的三因素：結構的形狀、結構的材料與連接三、結構與功能 回憶上課內容，鞏固所學東西
教后分析

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