二 稳固结构的探析 3

① 通过组建结构案例实效试验，了解结构的稳定性，同时了解影响结构的有关因素。② 理解结构强度与结构形状、使用的材料、结构之间的连接方式等因素有密切的关系。其中结构的连接方式是一个技术要点，技术要点的质量直接关系到结构的强度，可作重点分析。③ 理解结构的功能。了解结构的合理性、人文性，符合科学性等。

1 结构与稳定性

结构的稳定性 (Stability) 是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。

台风过后的灾害

打破原有的平衡状态出现了不稳定现象

• 04 年 5 月 23 日，巴黎戴高乐机场 2 Ｅ候机厅顶棚发生坍塌事故，事故原因：金属构件本来也负担着顶棚的重量，但弧度结构上的裂痕使这个构件逐渐穿过了顶棚，不再支撑数十吨重的顶棚，最终导致拱形顶棚发生坍塌。

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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：

重心位置的高低

结构与地面接触所形成的支撑面的大小

结构的形状等

木雕圆桌、圆凳 受地面积大 摆放稳定

卫星电视接收天线 支撑杆有螺丝固定在大框架上

摄影棚的摄象机、射灯均为三角架支撑

比萨斜塔 (CAMPANILE DI PISA) 是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压力过重和地质松软，南面的地基比北面约低２米。在施工期间塔身既出现轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可明显看出倾斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索 · 皮萨诺精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程继续按原设计继续施工，直到竣工。

重心点的垂线位置，落在结构底面的范围内

双脚支撑轻骑车单脚支撑自行车

履带式小轿车

想一想

分析不同垒法的墙，当施加同样的力时，哪种垒法的墙不容易推倒？稳定性最强，你认为最好的垒法是什么？

小试验：

试验一：

技术与设计 2 活动手册 活动一

试验二：

2 结构与强度结构的强度 (Strength) 是指结构具有抵抗被外力破坏的能力 .

海啸

大坝

拔河 绳子的强度

普洱地震

唐山地震

影响结构强度的主要因素

结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。

交绰搭建增加结构强度

铝合金 A 字形梯

结件连接方式

结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。

结构形状 各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。

三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。在四边形、六边形构件中，加上三角形支撑件，就可大大增加构件的牢固程度。

泰顺廊桥的结构原理：廊桥结构的基本组合单元是六根杆件，纵向四根、横向两根，平面呈“井”字形。利用受压产生的摩擦

力，构件之间越压越紧。这种结构，不用钉铆，只需用相同规格的杆件，别压穿插，搭接而成。从力学上分析，上端的纵梁压在横梁上，横梁又压在相对一根纵梁上，上下两根纵梁夹住一根横梁，摩擦力使得横梁不能滑动，结构简单而奇妙，这种结构，整体为拱形结构，因此沿拱心线整体受压，不会产生弯矩，就每一根杆件来说，又是最简单的简支梁，承受两种集中荷载。桥的构件统一，无特殊，异形的构件，伐下的树木只需经少量人工即可制成合格构件，而且，装卸方便，拆桥时可以做到不损构件，且可重复利用。小杆件便于运输，用小构件形成大跨度，经济合理。“虹桥结构”有很好的受压性能，只要两端固定，桥就能很好地承受向下的荷载，由于结构的特殊，桥受到向上的反弹力，就很容易失稳遭受破坏。为此，泰顺的虹桥都采用了廊桥这种形式，桥上建廊屋非但不是负担，反而增加了稳定性。每当山洪爆发时，当地居民将家中最重的物体或大石头搬到桥上来增加桥的稳定性。

木拱桥以较短的木材，通过纵横相贯，犹如彩虹飞架宽阔水面，其巧妙的结构，令人惊叹！

小试验 :材料清单：一次性筷子若干根，硬纸板，钩码一盒活动任务：搭廊桥1、依据示意图用筷子搭建一座廊桥2、在搭好的桥上放一张硬纸板，然后在纸板上放钩码；观察比较廊桥载重量与桥的稳定性有什么关系。

讨论与交流：观察比较廊桥载重量与桥的稳定性有什么关系。理解“在一定范围内，拱形廊桥载重越多越稳定的科学内涵”。

结构的 材料

不同材料构成的结构，其强度各不相同。有抗拉力、压力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同结构不同要求中，选择不同特性的材料。

梁的示意图

压力

拉力跳板材料

结构构件的连接铰连接：被连接的构件在连接处不能相对 移动，但能相对转动。

刚连接：被连接的构件在连接处既不能相 对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。

榫接 胶接 焊接

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P 020

探究P020

3 结构与功能结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的变化可能导致功能的变化。

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链 接

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中国建筑网　 http://www.jianzhuw.com/

马上行动 设计制作　　屏风（选用本地合适材料）

交流　屏风

１、设计方案（包括图样）

２、模型或原型３、评价报告（包括说明书）