结构的稳定性与强度
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。
四、结构的强度和稳定性试验
想一想： 比萨斜塔为什么不倒塌？
对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结 构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。
荣昌河包斜塔
在荣昌区河包镇，有一座 清代佛塔，高约9.5米、基 座为2.2米的11层八角石塔 。 这座塔不知从何时开始倾斜 至今,约30度的倾斜程度远 远超过闻名全球的意大利比 萨斜塔(比萨斜塔目前 倾斜 约5.5度)。
稳定性分析。
课堂小游戏
不借助其他物品让一煮熟的鸡 蛋竖立在光滑的桌面上？
哪到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构 又是不稳定的？
结构的稳定性
稳定的含义
稳定是指不是绝对状态不变，而是受干扰后， 允许状态有所波动，但是扰动消失后，能重新 返回到平衡状态的性质叫稳定。
不能回到平衡状态的叫不稳定。
结构的稳定性 ——结构在荷载的作用下维持其原有平
3、结构的形状
、如何提高结构的稳定性
影响结构稳定性 的因素是相互关联的， 需要综合考虑各种因 素来讨论结构的稳定 性。
1.我们经常看到马路旁边的广告牌后面的支撑架是三角结
构的，从这种现象中我们可以看出以下哪个因素影响着结
构稳定性？
A、材料
B、形状 C、构件
D、连接方式
2.以如下方式放置的并注入不同数量的水，稳定性最差的 是：
如果没有梯子中间 的拉杆将会怎么样？
【探究三】三脚架的作用
三脚架的作用就是稳定相机，用户 要想拍摄清晰稳定的画面，尤其是 夜景，相机不能抖动，否则画面就 “废”掉了。
[结论三]：
结构或构件的形状影响其稳定性。
[总结]： 影响结构稳定性的主要因素：
1、重心位置的高低
钢结构设计中的强度与稳定性分析
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。
强度、刚度、稳定性
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。
结构的强度与稳定性
苏州的虎丘塔
思 考：各种斜塔为什么斜而不倒？
1
2
Hale Waihona Puke 3结论：物体的重心所在点的垂线落在结构底座的范围内 ，物体就不会翻倒，就是稳定的。
3、结构的稳定性与它的几何形状有关。
A、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？ 一般情况下，梯子打开的时候， 梯面与地面组成三角形，梯子本身就 能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉 直时，两个梯面的上半部分就与横杆 构成了稳定的三角形，这就进一步加 强了梯子的稳定性，保证梯子能承受 人体的压力。如果没有梯子中间的拉 杆，载人时就不能保持稳定。
[探究1]：
拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳 定性不好。怎样将它直立在桌面上，让它就能很好的挺立住？
因素一：支撑面积的大小
1.稳定性与支撑面积的大小有关 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
A.落地电风扇或者宾馆里的落地灯，它们都有一个比较 大的底座
结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面大,稳定 。
小结 一、结构的强度 影响结构强度的三因素：结构的形状、结构的材 料与连接 二、结构的稳定性 影响结构稳定性的三个因素：重心位置、支撑面 积的大小和结构的形状
B：为什么大坝的横截面总是建成梯形？
大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力， 水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要 求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的 支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。
C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？
为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。
σ =N/S
外力
内力
P
N
影响结构强度的主要因素
结构的强度与稳定性试验分解课件
目录
CONTENTS
• 结构强度与稳定性试验概述 • 结构强度试验 • 结构稳定性试验 • 试验方法与流程 • 试验案例分析 • 结论与展望
01 结构强度与稳定性试验概 述
结构强度与稳定性基本概念
结构强度
指结构在一定条件下抵抗外力破坏的 能力。
结构稳定性
指结构在各种外力作用下维持其原有 平衡状态的能力。
报告编写
根据试验结果和分析结果，编写详细 的试验报告，包括试验目的、方法、 结果和结论等。
05 试验案例分析
桥梁结构强度与稳定性试验
桥梁结构强度与稳定性试验的目的
验证桥梁结构的承载能力和稳定性，确保桥梁在使用过程中安全可靠 。
试验方法
通过施加荷载，观察桥梁的变形、位移和裂缝等情况，分析结构的强 度和稳定性。
04 试验方法与流程
试验准备阶段
确定试验目的
明确试验的目标，是为了评估结构的 强度、刚度、稳定性还是其他性能指 标。
选择合适的试验方法
根据试验目的，选择合适的试验方法 ，如静态加载、动态加载、振动台试 验等。
准备试验设备
根据试验方法，准备相应的试验设备 ，如加载设备、传感器、数据采集系 统等。
制作试样
动载强度试验
总结词
动载强度试验是通过施加动态载荷来测 试结构承受动态载荷能力的试验。
VS
ห้องสมุดไป่ตู้
详细描述
动载强度试验是在结构上施加动态载荷， 如振动、冲击或碰撞等，以测试结构的动 态特性和稳定性。这种试验通常在振动台 、冲击试验机或碰撞试验机上进行，通过 模拟实际环境中的动态载荷来评估结构的 性能和安全性。动载强度试验对于评估结 构的抗震、抗风和抗爆性能等具有重要意 义。
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《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。