常見結(jié)構(gòu)的認識

1、l 同學們，我們生活在科學技術(shù)高度發(fā)達的時代，我國載人航天成功，實現(xiàn)千年遨游太空夢；長江三峽順利截流發(fā)電，高峽出平湖；水稻育種結(jié)碩果，世界領(lǐng)先等等，我們今天努力學習技術(shù)，是為了明天把我們的國家建設(shè)的更加美好。l 結(jié)構(gòu)與設(shè)計l 流程與設(shè)計l 系統(tǒng)與設(shè)計l 控制與設(shè)計l結(jié)構(gòu)是指事物的各個組成部分之結(jié)構(gòu)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。間的有序搭配和排列。思考：思考： 為什么要研究結(jié)構(gòu)？為什么要研究結(jié)構(gòu)？ 1、蒼耳子與尼龍搭扣蒼耳子與尼龍搭扣;2、鳥與飛機、鳥與飛機;3、鷹眼與導彈跟蹤系統(tǒng)。、鷹眼與導彈跟蹤系統(tǒng)。 （2）自然界中結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 蒼耳子與尼龍搭扣l鷹可以在幾千米的高空準確無誤地辨

2、別地面上的動物,這是因為它的眼部結(jié)構(gòu)比較特殊。l人類每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個凹槽,叫做中央凹。l而老鷹眼中的中央凹卻有兩個, 這兩個中央凹的作用不同, 其中一個專門用于接收來自鷹頭側(cè)面物體的像, 另一個用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣,老鷹的視覺范圍就寬多了,能兼顧前方和側(cè)面。l根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制“ 鷹眼”導彈系統(tǒng)。這種導彈系統(tǒng)能自動尋找、識別目標并跟蹤攻擊。l思考：日常生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然事物的結(jié)構(gòu)啟發(fā)而產(chǎn)生的？ l1。由令人討厭的蒼蠅，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測艙內(nèi)氣體的成分。 l2。從螢火蟲到人工冷光； l3。

3、電魚與伏特電池； l4。水母的順風耳，仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計了水母耳風暴預測儀，能提前15小時對風暴作出預報，對航海和漁業(yè)的安全都有重要意義。l 5。人們根據(jù)蛙眼的視覺原理，已研制成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣，準確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統(tǒng)后，雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統(tǒng)能快速而準確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區(qū)別真假導彈，防止以假亂真。 電子蛙眼還廣泛應(yīng)用在機場及交通要道上。在機場，它能監(jiān)視飛機的起飛與降落，若發(fā)現(xiàn)飛機將要發(fā)生碰撞，能及時發(fā)出警報。在交通要道，它能指揮車輛的行駛，防止車輛碰撞事故的發(fā)生。 l6。根據(jù)

4、蝙蝠超聲定位器的原理，人們還仿制了盲人用的“探路儀”。這種探路儀內(nèi)裝一個超聲波發(fā)射器，盲人帶著它可以發(fā)現(xiàn)電桿、臺階、橋上的人等。如今，有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。l 7。模擬藍藻的不完全光合器，將設(shè)計出仿生光解水的裝置，從而可獲得大量的氫氣。 l8。根據(jù)對人體骨胳肌肉系統(tǒng)和生物電控制的研究，已仿制了人力增強器步行機。 l9?，F(xiàn)代起重機的掛鉤起源于許多動物的爪子。 10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。l 11。船槳模仿的是魚的鰭。l 12。鋸子學的是螳螂臂，或鋸齒草。l 13。蒼耳屬植物獲取靈感發(fā)明了尼龍搭扣。 l14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測儀提供了思路。l 15。壁虎腳趾對制造能反復

5、使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。l 16。貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體非常牢固，這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補船等一切事情上。 （2）在技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更是豐富多彩。 （一把錘子、一輛汽車、一座橋、一幢房子都具有特定的結(jié)構(gòu)）魁北克大橋的坍塌魁北克大橋的坍塌 這座大橋本該是美國著名設(shè)計師特奧多羅這座大橋本該是美國著名設(shè)計師特奧多羅. .庫帕的一個真正有價值的庫帕的一個真正有價值的不朽杰作。庫帕曾稱他的設(shè)計是不朽杰作。庫帕曾稱他的設(shè)計是“最佳、最省的最佳、最省的”。 庫帕自我陶醉于他的設(shè)計，而忘乎所以地把大橋的長度由原庫帕自我陶醉于他的設(shè)計，而忘乎所以地把大橋的長度由原來的來的50

6、0500米加到米加到600600米，以成為當時世界上最長的橋。米，以成為當時世界上最長的橋。 正當投資修建這座大橋的人士開始考慮如何為大橋剪彩時，人們忽然聽正當投資修建這座大橋的人士開始考慮如何為大橋剪彩時，人們忽然聽到一陣震耳欲聾的巨響到一陣震耳欲聾的巨響-大橋的整個金屬結(jié)構(gòu)垮了：大橋的整個金屬結(jié)構(gòu)垮了：1900019000噸鋼材和噸鋼材和8686名建橋名建橋工人落入水中，只有工人落入水中，只有1111人生還。人生還。 由于庫帕的過份自信而忽略了對橋梁重量的精確計算，導致了一場悲劇。由于庫帕的過份自信而忽略了對橋梁重量的精確計算，導致了一場悲劇。l 1995年6月29日下午6時許，漢城市中心

7、的地上5層、地下4層的三豐百貨大樓北半部突然倒塌，當場造成94人死亡，915人受傷，失蹤220人，在韓國引起極大震動。l專家在進行調(diào)查后一致認為，本次事故屬于建筑物人為災(zāi)害。正如當時的韓國總統(tǒng)金泳三所言：三豐事件的根本原因在于腐敗和偷工減料。對于造成大廈倒塌的直接原因，專家大致認為由這么幾條l1、混凝土質(zhì)量差，造成大廈柱體鋼筋承重量嚴重不足。l2、澆注立柱的沙子是從海灘運回的，因含有鹽份致使鋼筋腐蝕。l3、樓頂混凝土預制板的厚度比當初設(shè)計的厚度大25厘米。造成大廈樓頂不堪重負。l三、幾點啟示韓國在過去幾十年的經(jīng)濟高速發(fā)展中，房地產(chǎn)成為最賺錢、最吸引人的行業(yè)之一，造成了建筑行業(yè)的魚龍混雜，建筑物

8、質(zhì)量優(yōu)劣并存，因此近年來建筑物倒塌事故頻頻發(fā)生。所以發(fā)展中國家在經(jīng)濟快速增長的進程中，絕不能忽視基礎(chǔ)建設(shè)的安全問題。l有可能是施工步驟顛倒致禍有可能是施工步驟顛倒致禍該樓盤先建上面的房子再建地下停車場，該樓盤先建上面的房子再建地下停車場，“掏掏空空”了支撐結(jié)構(gòu)。了支撐結(jié)構(gòu)。l啟示：結(jié)構(gòu)影響設(shè)計的性質(zhì)和功能，結(jié)構(gòu)方面存在的小問題也許就會導致重大事故的發(fā)生。因此，合理的結(jié)構(gòu)是事物存在的基礎(chǔ)，卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計者和制造者的重要追求。1.一篇文章的內(nèi)容結(jié)構(gòu)一篇文章的內(nèi)容結(jié)構(gòu)(總分總分分總結(jié)構(gòu)分總結(jié)構(gòu))影影響文章的表達與質(zhì)量響文章的表達與質(zhì)量.2.一家企事業(yè)的人員結(jié)構(gòu)關(guān)乎企業(yè)的運行一家企事業(yè)的人員結(jié)構(gòu)關(guān)乎

9、企業(yè)的運行與效率與效率(人多企業(yè)效益低下等人多企業(yè)效益低下等)在做詩的時候,律詩的四句稱為 起,承, 轉(zhuǎn), 結(jié). 律詩分為四聯(lián)：首聯(lián)，頷聯(lián)，頸聯(lián)和尾聯(lián) 行政權(quán)行政權(quán)司法權(quán)司法權(quán)英國英國立法權(quán)立法權(quán)監(jiān)督監(jiān)督議會議會責任制內(nèi)閣責任制內(nèi)閣獨立獨立 美國美國 （總統(tǒng)制共和制）（總統(tǒng)制共和制） 自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會領(lǐng)域給你印象較自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會領(lǐng)域給你印象較深的有關(guān)結(jié)構(gòu)的事例。深的有關(guān)結(jié)構(gòu)的事例。 科學家根據(jù)科學家根據(jù)蜻蜓的結(jié)構(gòu)蜻蜓的結(jié)構(gòu)研制成功了研制成功了直升飛機。直升飛機。 蜂巢由一個個排列整齊蜂巢由一個個排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，的六棱柱形小蜂房組成，每個小蜂房的底部由每個小蜂房的底部

10、由3個相同的菱形組成，這個相同的菱形組成，這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學家精些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學家精確計算出來的確計算出來的鈍角鈍角10928，銳角，銳角7032完全相同，是完全相同，是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且容量大、極堅固，人們?nèi)萘看蟆O堅固，人們仿其構(gòu)造用各種材料制仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，強度大、重量輕、不易強度大、重量輕、不易傳導聲和熱，是建筑及傳導聲和熱，是建筑及制造航天飛機、宇宙飛制造航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想船、人造衛(wèi)星等的理想材料。材料。 受蜂巢的啟示設(shè)計出了種種輕質(zhì)高強的泡沫蜂窩結(jié)構(gòu)受蜂巢的啟示設(shè)計出了種種輕質(zhì)高強的泡沫蜂窩結(jié)構(gòu)人們

11、從蝙蝠利用超聲人們從蝙蝠利用超聲波判斷物體的能力，研制波判斷物體的能力，研制了雷達。了雷達。夜蛾能發(fā)現(xiàn)蝙蝠，而使具夜蛾能發(fā)現(xiàn)蝙蝠，而使具有超精細超聲雷達的蝙蝠撲空，有超精細超聲雷達的蝙蝠撲空，原來蛾當蝙蝠的超聲信號傳來原來蛾當蝙蝠的超聲信號傳來時會發(fā)出與蝙蝠定位回聲極相時會發(fā)出與蝙蝠定位回聲極相似的超聲，發(fā)出假信號誘騙蝙似的超聲，發(fā)出假信號誘騙蝙蝠。有的夜蛾身上有一種能吸蝠。有的夜蛾身上有一種能吸超聲波的絨毛，使蝙蝠得不到超聲波的絨毛，使蝙蝠得不到一定強度的回聲。仿效飛蛾出一定強度的回聲。仿效飛蛾出現(xiàn)了現(xiàn)代的隱身飛機。現(xiàn)了現(xiàn)代的隱身飛機。蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)與顏色奧秘蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)與顏色奧秘蜘蛛也是

12、自然界中蜘蛛也是自然界中出色的建筑師。它的蛛出色的建筑師。它的蛛網(wǎng)織得何等巧妙。有的網(wǎng)織得何等巧妙。有的學者發(fā)現(xiàn)，蜘蛛能根據(jù)學者發(fā)現(xiàn)，蜘蛛能根據(jù)地形地物地形地物“精確的計算精確的計算”出織多大的網(wǎng)，然后出織多大的網(wǎng)，然后“提出提出”最省料而能達最省料而能達到最大面積的到最大面積的“方案方案”，迅速而準確地織出蛛網(wǎng)。迅速而準確地織出蛛網(wǎng)。蛛網(wǎng)是自然界中獨一無蛛網(wǎng)是自然界中獨一無二的懸索結(jié)構(gòu)。當代的二的懸索結(jié)構(gòu)。當代的懸索結(jié)構(gòu)則是模擬蛛網(wǎng)懸索結(jié)構(gòu)則是模擬蛛網(wǎng)的一大成就。的一大成就。 潤揚長江大橋的國內(nèi)第一：大橋南汊懸索橋主跨潤揚長江大橋的國內(nèi)第一：大橋南汊懸索橋主跨14901490米，為中國第一米

13、，為中國第一世界第三大跨徑懸索橋；懸索橋主塔高世界第三大跨徑懸索橋；懸索橋主塔高215215。5858米，為國內(nèi)第一高塔；懸米，為國內(nèi)第一高塔；懸索橋主纜長索橋主纜長26002600米，為國內(nèi)第一長纜；大橋鋼箱梁總重米，為國內(nèi)第一長纜；大橋鋼箱梁總重3400034000噸，為國內(nèi)噸，為國內(nèi)第一重；鋼橋面鋪裝面積達第一重；鋼橋面鋪裝面積達7140071400平方米，為國內(nèi)第一大面積鋼橋面鋪裝；平方米，為國內(nèi)第一大面積鋼橋面鋪裝；懸索橋錨碇錨體澆鑄混凝土近懸索橋錨碇錨體澆鑄混凝土近6 6萬立方米，為國內(nèi)第一大錨碇。萬立方米，為國內(nèi)第一大錨碇。 在美洲的亞馬遜河上，生長著一種在美洲的亞馬遜河上，生長

14、著一種世界聞名的觀賞植物世界聞名的觀賞植物王蓮。王蓮有王蓮。王蓮有個圓形的大葉，浮在水面上，直徑有個圓形的大葉，浮在水面上，直徑有2米，一個五、六歲的孩子坐在上邊，就米，一個五、六歲的孩子坐在上邊，就像坐在船上。大約像坐在船上。大約100多年前，法國的一多年前，法國的一位園藝師兼建筑師約瑟夫位園藝師兼建筑師約瑟夫莫尼哀對王蓮莫尼哀對王蓮進行了研究。原來，王蓮葉子的背面有進行了研究。原來，王蓮葉子的背面有許多又粗又大的葉脈，葉脈之間用許多許多又粗又大的葉脈，葉脈之間用許多鐮刀形的橫筋連著，構(gòu)成了一種卓絕的鐮刀形的橫筋連著，構(gòu)成了一種卓絕的網(wǎng)狀骨架，可以承受很大的荷載。受王網(wǎng)狀骨架，可以承受很大的

15、荷載。受王蓮的啟發(fā)，他模仿王蓮的葉脈結(jié)構(gòu)，用蓮的啟發(fā)，他模仿王蓮的葉脈結(jié)構(gòu)，用鋼筋和玻璃建造了一座水晶宮般的大花鋼筋和玻璃建造了一座水晶宮般的大花房。房。密斯凡德羅密斯凡德羅 水晶宮水晶宮 從力學角度來說從力學角度來說, 結(jié)構(gòu)是指可承受結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)一定力的架構(gòu)形態(tài), 它可以抵抗能引起它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。形狀和大小改變的力。 l構(gòu)件：一個較復雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的組成部分,這些組成部分通常稱為構(gòu)件。l如:自行車的車輪，由輻條、輪胎、車圈等構(gòu)件組成。“馬上行動馬上行動”連線連線 題（題（005頁）頁） 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5支撐力支撐力拉力拉力壓力壓

16、力側(cè)壓力側(cè)壓力吊蘭的支撐架吊蘭的支撐架橋墩橋墩大壩大壩兩端被托起的梁兩端被托起的梁分析這些結(jié)構(gòu)的受力形式在分析結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受力過程中，其側(cè)重點是在分析結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受力過程中，其側(cè)重點是力引起結(jié)構(gòu)的形變和破壞，而高中物理中力學分力引起結(jié)構(gòu)的形變和破壞，而高中物理中力學分析的側(cè)重點是力會改變運動狀態(tài)。因此，在分析析的側(cè)重點是力會改變運動狀態(tài)。因此，在分析受力情況的過程中，不應(yīng)只注意靜態(tài)受力與運動受力情況的過程中，不應(yīng)只注意靜態(tài)受力與運動狀態(tài)，而忽視了結(jié)構(gòu)的形變和破壞。狀態(tài)，而忽視了結(jié)構(gòu)的形變和破壞。l實體結(jié)構(gòu)：實體結(jié)構(gòu)：實心結(jié)構(gòu)實心結(jié)構(gòu) 受力特點：外力分布在整個體積中受力特點：外力分布在整個體積中 實

17、體結(jié)構(gòu)可以連續(xù)傳遞載荷，適于實體結(jié)構(gòu)可以連續(xù)傳遞載荷，適于承受壓力。承受壓力。 案例分析：案例分析： 實心墻等實心墻等實體結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)，外力分布在整個體積中；l框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)：細長的構(gòu)件細長的構(gòu)件 受力特點：支撐空間而不充滿受力特點：支撐空間而不充滿空間空間 結(jié)構(gòu)體由細長的構(gòu)件組成。結(jié)構(gòu)體由細長的構(gòu)件組成。 案例分析案例分析 ： 鐵架塔鐵架塔返回l殼體結(jié)構(gòu)：殼體結(jié)構(gòu)：層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu) 受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上 殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀（曲面）的結(jié)構(gòu)。殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀（曲面）的結(jié)構(gòu)。 由于它可以將作用在其上的集中橫向載荷由于

18、它可以將作用在其上的集中橫向載荷分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設(shè)中用得分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設(shè)中用得很多。很多。 案例分析：頭盔，汽車外殼等案例分析：頭盔，汽車外殼等返回殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)：通常指層狀的結(jié)構(gòu)，外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上；l目的：目的：了解殼體結(jié)構(gòu)的受力情況。了解殼體結(jié)構(gòu)的受力情況。l準備：準備：雞蛋雞蛋3只，瓶蓋只，瓶蓋6只，木板一只，木板一 塊，重物若干。塊，重物若干。l過程：過程：略。略。l記錄：記錄：雞蛋所能承受重物的數(shù)量。雞蛋所能承受重物的數(shù)量。國家大劇院國家大劇院l目的：目的：了解殼體結(jié)構(gòu)的受力情況。了解殼體結(jié)構(gòu)的受力情況。l準備：準備：雞蛋雞蛋3只，瓶蓋只，瓶蓋6只，木板一只，木板一 塊，重物若干。塊，重物若干。l過程：過程：略。略。l記錄：記錄：雞蛋所能承受重物的數(shù)量。雞蛋所能承受重物的數(shù)量。類型特點受力特點實例實體結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體是實心結(jié)構(gòu)體是實心 外力分布在整個體積中外力分布在整個體積