稳固结构的探析结构的稳定性板书

“结构与稳定性”教学案例

一、教学思路

教材在引入部分中是用文字来感受失去平衡的结构，在实际教学中不够形象直观。很难一下子激起学生的兴趣。因此在引入部分中演示了一个用吹风机吹矿泉水瓶的实验，马上提出质疑：如何保持在有风力情况下瓶的稳定性。创设了一个良好的的探究学习氛围。进而指出结构稳定性的含义。并明确探究目标：影响结构的稳定性有哪些？在下面环节中设计了多个实验来验证这些影响结构稳定因素，再通过分析案例来加强学生的分析理解能力和实际应用能力。

在验证重心高低会影响结构稳定性中，设计了两块砖的撞击实验。用撞倒完整砖的力撞击半截的砖，而它却纹丝不动。在验证结构与地触面所形成的支撑面的大小会影响结构的稳定中，则是设计如何使鸡蛋稳稳当当的立起来。在结构形态这个因素中，则是设计了一个让一张硬纸立起来。另外在学生的动手实践活动中，教材用的器材是砖头。在课堂实施既不安全也不卫生，于是改用军棋代替。让学生从感性上理解了影响结构稳定性的因素。

结构的稳定的基本条件在教材中提到过，但有点含蓄，这里设计了一个橡皮泥实验。很生动，把抽象

的概念形象化了。这样通过实验，案例，实践三者紧密结合。产生一个形象生动的知识链：认识 理解 运用 巩固。 二、教材分析 本节

钢结构稳定性的分析

摘要：在钢结构设计中,稳定形设计是较为重要的一个环节。在各种类型的钢结构中，由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生，凸显了稳定问题研究的重要性。本文从钢结构失稳的类型入手，阐述了钢结构稳定性的分析方法及稳定设计需要注意的问题。

关键词：钢结构 稳定性 分析

Abstract: Stable shape design is an important link in the steel structure design. In various types steel structure, casualties results from the structure instability, which highlights the importance of research on the stability. This article from the steel structure buckling type, elaborates the steel structure stability analysis method and some issues requiring attention in the stable de

钢结构稳定性的分析

摘要：在钢结构设计中,稳定形设计是较为重要的一个环节。在各种类型的钢结构中，由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生，凸显了稳定问题研究的重要性。本文从钢结构失稳的类型入手，阐述了钢结构稳定性的分析方法及稳定设计需要注意的问题。

关键词：钢结构 稳定性 分析

Abstract: Stable shape design is an important link in the steel structure design. In various types steel structure, casualties results from the structure instability, which highlights the importance of research on the stability. This article from the steel structure buckling type, elaborates the steel structure stability analysis method and some issues requiring attention in the stable de

钢结构及空间结构稳定性的研究现状

摘要：分别论述了钢结构的局部稳定分析方法和整体稳定分析方法，其中，局部稳定分析已经具有比较成熟的设计方法，整体稳定目前常采用的高等分析方法相对比较复杂。对于空间结构，结构稳定性常常起到决定性作用，本文介绍了网架、网壳和预张拉结构的失稳特性和研究方法。

关键词：钢结构；整体稳定；局部稳定

当结构所受荷载达到某一数值时，若增加一微小的增量，则结构的平衡位形将发生很大的改变，这种现象叫做结构失稳或结构屈曲。根据失稳的性质，结构稳定问题可分为两类。第一类是理想化情况，即达到某个荷载时，结构的平衡状态发生质的变化，称为平衡分岔失稳或分枝点失稳，而数学处理上是求解特征值问题，故又称为特征值屈曲分析。第二类失稳是结构失稳时，变形将大大发展，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变。在这种失稳情况下，结构的平衡形式并没有发生质的变化，结构失稳的临界荷载可通过荷载－变形曲线的载荷极值点得到，因此也称为极值点失稳。这种失稳形式通常是发生在具有初始缺陷的结构中，大多数结构的失稳属于第二类失稳问题。

钢结构具有轻质、高强、延性好、抗震性能好的特点，而且钢材是一种绿色环保的建筑材料，可以循环重复利用，符合可持续发展的要求。目

第七届全国现代结构工程学术研讨会

单榀张弦梁结构的稳定性能分析

李义生

马志华

天津市北辰区房地产公司，天津３００４００）

摘要：单榀张弦粱结构作为平面结构，存在平面外失稳问题。本文研究单榀张弦粱结构的失稳现蒙，讨论了各参数对稳定性的影响＜如撑杆数目、垂跨比、高跨比、弦的面积、预力等因素对其稳定性的影响），研究结果对该结构工程应用有一定的参考作用。

关键词：单榀张弦梁结构，稳定性

一、引言

：

单榀张弦梁结构作为由拱、弦和撑杆组合而成的平面组合结构ｔ其稳定性能相比拱结构是否会有较大

改善，弦和撑杆对稳定性能的贡献如何等等问题值得探讨。本文就这些问题进行了分析讨论。

二、结构形式

单榀张弦梁结构中，撑杆对拱起弹性支座的作用。为研究撑杆对拱稳定性能改善的程度，本文选取一个撑杆、三个撑杆及多撵秆（选１９撑杆为代表）三种模型（分别设为模型３－Ｉ—Ｉ、３—１—２和３ Ｉ－３）进行计算分析。三种模型的跨度、拱度和垂度均相同，分别为２２．４米、３Ｏ米和１３“米。各模型的用钢量及材料情况见参考文献１。

三、稳定性分析

（一）撑杆的影响

三种模型的跨度、拱度和垂度均相同，分别为２２．４米、３．０米和１．３４４米。采用几何非线性有限元法进行分析。拱离散为２０个等直梁元，撑杆为杆单元。弦作为不

3.8 控制系统的稳定性

3.8 控制系统的稳定性

稳定性是控制系统最重要的特性之一。它表示了控制系统承受各种扰动，保持其预定工作状态的能力。不稳定的系统是无用的系统，只有稳定的系统才有可能获得实际应用。我们前几节讨论的控制系统动态特性，稳态特性分析计算方法，都是以系统稳定为前提的。 3.8.1 稳定性的定义

图3.26（a）是一个单摆的例子。在静止状态下，小球处于A位置。若用外力使小球偏离A而到达A’，就产生了位置偏差。考察外力去除后小球的运动，我们会发现，小球从初始偏差位置A'，经过若干次摆动后，最终回到A点，恢复到静止状态。图3.26（b）是处于山顶的一个足球。足球在静止状态下处于B位置。如果我们用外力使足球偏离B位置，根据常识我们都知道，足球不可能再自动回到B位置。对于单摆，我们说A位置是小球的稳定位置，而对于足球来说，B则是不稳定的位置。

图 3.26 稳定位置和不稳定位置 （a）稳定位置；(b)不稳定位置

处于某平衡工作点的控制系统在扰动作用下会偏离其平衡状态，产生初始偏差。稳定性是指扰动消失后，控制系统由初始偏差回复到原平衡状态的性能。若能恢复到原平衡状态，我们说系统是稳定的。若偏离平衡状态的偏差越来越大，系统就是不稳定的。

第4章 基坑的稳定性验算

4.1 概述

在基坑开挖时，由于坑内土体挖出后，使地基的应力场和变形场发生变化，可能导致地基的失稳，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在进行支护设计时，需要验算基坑稳定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。

4.2 验算内容

对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：

①基坑整体稳定性验算 ②基坑的抗隆起稳定验算 ③基坑底抗渗流稳定性验算

4.3 验算方法及计算过程 4.3.1 基坑的整体抗滑稳定性验算

根据《简明深基坑工程设计施工手册》采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。

4.3.3基坑抗隆起稳定性验算

图4.1 基坑抗隆起稳定性验算计算简图

采用同时考虑c、φ的计算方法验算抗隆起稳定性

第4章 基坑的稳定性验算

4.1 概述

在基坑开挖时，由于坑内土体挖出后，使地基的应力场和变形场发生变化，可能导致地基的失稳，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在进行支护设计时，需要验算基坑稳定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。

4.2 验算内容

对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：

①基坑整体稳定性验算 ②基坑的抗隆起稳定验算 ③基坑底抗渗流稳定性验算

4.3 验算方法及计算过程 4.3.1 基坑的整体抗滑稳定性验算

根据《简明深基坑工程设计施工手册》采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。

4.3.3基坑抗隆起稳定性验算

图4.1 基坑抗隆起稳定性验算计算简图

采用同时考虑c、φ的计算方法验算抗隆起稳定性

影响斜坡稳定性的因素分析

影响斜坡稳定性的因素十分复杂，其中主要有地形地貌、岩土体类型及性质、地质构造。除此之外，还有水的作用、地震作用、人类活动等。这些因素综合起来可分为两大方面：内在因素和外在因素。内因是最根本的因素，决定着斜坡变形破坏的形式和规模，对斜坡稳定性起控制作用；外因是变化的条件，是通过内因而起作用，促使斜坡变形破坏的发生和发展，外因常常成为斜坡变形破坏的触发因素。

1.影响斜坡稳定性的内在因素

1.1地形地貌

地貌条件决定了边坡的形态，对边坡稳定性有直接的影响。边坡的形态指边坡的高度、坡角、剖面形态以及边坡的临空形态等。对于均质斜坡，其坡度越陡，坡高越大则稳定性越差。对边坡的临空条件来讲，工程地质条件相类似的情况下，凹形坡较凸形坡稳定。 1.2岩土体类型与性质

斜坡岩土体的类型与性质是影响斜坡稳定性的根本因素。包括岩土体的成因类型，组成矿岩土体的矿物成分，岩土体的结构和强度。坚硬完整的岩石，如花岗岩、石灰岩等，能够形成很陡的高边坡而保持有较高的稳定性；而软弱岩石或土体只能形成低缓的斜坡。

由岩浆岩组成的斜坡较好，但原生节理发育也常发生崩塌，特别在风化强度强烈地区，由于风化营力的作用，使风化带内的岩石强度降低，常导致斜坡崩塌。

必修三 第五章 第五节 生态系统的稳定性

课时重难点

【重点】阐明生态系统的自我调节能力。 【难点】抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。

典型例题

例1.一个发育成熟的生态系统，在较长时间内表现出的功能特征是（ ）

A．物种成分和数量比例相对稳定 B．物质循环和能量流动维持平衡 C．呈现周期性的起伏波动 D．对外界干扰有一定的抵抗力

例2. 某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是( ) A．早期不属于负反馈，后期属于负反馈 B．早期属于负反馈，后期不属于负反馈 C．早期、后期均属于负反馈 D．早期、后期均不属于负反馈

例3. 下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )，恢复力稳定性最高的是（

）

例4. 采取下列哪项措施，能提高一个生态系统的抵抗力稳定性( )

A．减少捕食者和寄生者的数量 B．使生产者和消费者的数量保持一样 C．增加适宜的物种