【課件】初識(shí)結(jié)構(gòu)

《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》就是讓我們掌握一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過程，學(xué)會(huì)與設(shè)計(jì)有關(guān)的各種途徑、方法，了解設(shè)計(jì)中可能遇到的各種問題，學(xué)會(huì)多角度的思考問題?！都夹g(shù)與設(shè)計(jì)2》的簡單介紹《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》關(guān)注設(shè)計(jì)過程中的基本思想和方法的應(yīng)用，包括結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、流程與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)與設(shè)計(jì)、控制與設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的含義、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的問題?？笨舜髽虻牡顾鞒膛c設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)對(duì)流程和流程優(yōu)化的理解，學(xué)習(xí)科學(xué)合理的流程煮飯的流程：系統(tǒng)與設(shè)計(jì)用系統(tǒng)的思想解決生活中的問題如溫室效應(yīng)：控制與設(shè)計(jì)理解控制的含義和運(yùn)用，在生活中合理的應(yīng)用控制合理運(yùn)用控制可以提高我們的生活質(zhì)量第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

第一節(jié)初識(shí)結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：1、認(rèn)識(shí)身邊無所不在的結(jié)構(gòu)。2、能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的涵義和本質(zhì)。3、會(huì)對(duì)日常常見結(jié)構(gòu)進(jìn)行歸類。1

無處不在的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(Structure)世界上任何事物都存在著結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。蜂巢蜘蛛網(wǎng)恐龍骨骼人體骨骼樹樹

應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔位于山西省朔州市應(yīng)縣城內(nèi)西北佛宮寺內(nèi)，俗稱應(yīng)縣木塔。建于遼清寧二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完畢。是我國現(xiàn)存最高最古的一座木構(gòu)塔式建筑，也是唯一一座木結(jié)構(gòu)樓閣式塔，為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。

木塔位于寺南北中軸線上的山門與大殿之間，屬于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的臺(tái)基上，塔高67.31米，底層直徑30.27米，呈平面八角形。第一層立面重檐，以上各層均為單檐，共五層六檐，各層間夾設(shè)暗層，實(shí)為九層。因底層為重檐并有回廊，故塔的外觀為六層屋檐。各層均用內(nèi)、外兩圈木柱支撐，每層外有24根柱子，內(nèi)有八根，木柱之間使用了許多斜撐、梁、枋和短柱，組成不同方向的復(fù)梁式木架，整個(gè)建筑沒用一顆釘子。有人計(jì)算，整個(gè)木塔共用紅松木料3000立方，約2600多噸重，整體比例適當(dāng)，建筑宏偉，藝術(shù)精巧，外形穩(wěn)重莊嚴(yán)。

應(yīng)縣木塔利用自然地形結(jié)構(gòu)水坑里竟然設(shè)計(jì)出這樣一座大酒店

上海松江有個(gè)100米深石場，還有一個(gè)小湖。Atkins設(shè)計(jì)公司就在這里設(shè)計(jì)了一個(gè)22世紀(jì)風(fēng)格的五星級(jí)的松江大酒店。建筑宏偉壯觀，有一組瀑布狀的玻璃幕墻，非常漂亮。這還是一座極為環(huán)保的建筑，整個(gè)酒店的屋頂種滿綠草，石場為酒店提供了良好的溫度控制。酒店總共能住1000位客人，他們可以享受酒店里的餐廳、咖啡廳、健身房、宴會(huì)廳、水下水族館、會(huì)議廳、泳池、攀巖......松江大酒店

結(jié)構(gòu)(Structure)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。本質(zhì)：是為了承受力和抵抗變形馬上行動(dòng)在生產(chǎn)生活中那些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然物體的結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的?The

Question是reebok為艾弗森設(shè)計(jì)的第一雙鞋。

整雙鞋采用reebok的[Hexalite]（蜂巢）技術(shù)，利用獨(dú)特的六角形幾何連接結(jié)構(gòu)，將受力均勻分散，進(jìn)行很有效的緩震。后掌采用一整片蜂巢緩震材料，將鞋底和側(cè)面完全包裹，增加了穩(wěn)定性。此款鼠標(biāo)墊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為仿蜂巢設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)大大降低了鼠標(biāo)墊的重量，卻不影響鼠標(biāo)墊的韌性。蜂巢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保障了鼠標(biāo)墊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用再久也不會(huì)發(fā)生變形。“德耳塔7運(yùn)動(dòng)”(Delta7Sports)公司在他們推出的Arantix山地自行車上，典型的質(zhì)密圓柱管形材料被可通風(fēng)、可看穿的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)所取代。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由碳纖維合成物編織而成，并用凱夫拉爾繩(纖維B)進(jìn)行捆綁。雖然這張“蜘蛛網(wǎng)”看起來可能很脆弱，但這種名為“IsoTruss”的碳纖維合成物強(qiáng)度上卻要?jiǎng)龠^鋼、鋁和鈦，甚至比質(zhì)密的的碳合成物還要堅(jiān)固——當(dāng)前的超輕型自行車車架一般都使用這種材料。使用者將產(chǎn)品對(duì)準(zhǔn)歹徒，扣動(dòng)板機(jī)，擊發(fā)彈點(diǎn)擊后，形成巨大的推動(dòng)力，將產(chǎn)品前置的捕捉網(wǎng)發(fā)射出去，在10米的范圍內(nèi)將歹徒罩住，使歹徒無法奔跑，且越動(dòng)網(wǎng)罩越緊。在10米左右的范圍內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)歹徒發(fā)射，張開的巨大網(wǎng)罩能準(zhǔn)確地罩住歹徒，成功率高達(dá)98%以上。網(wǎng)為高強(qiáng)度尼龍絲編織而成，具有重量輕、韌性強(qiáng)、不易損壞等特點(diǎn)，能牢牢地罩住歹徒。1

實(shí)心結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：外力承受在物體的外表，如大壩、實(shí)心墻實(shí)心結(jié)構(gòu)：

結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的2

框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間。如鐵架塔，建筑用腳手架，廠房的框架。桁架結(jié)構(gòu)3

殼體結(jié)構(gòu)國家大劇院受力特點(diǎn)：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上，如建筑，汽車外殼，貝殼。結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)：實(shí)體結(jié)構(gòu)：外力分布在整個(gè)體積中框架結(jié)構(gòu)：外力通過桿件（構(gòu)件）相互傳遞，最后落在支撐基礎(chǔ)上。板殼結(jié)構(gòu)：外力近似均勻分布在結(jié)構(gòu)表面上。

１．判斷下列物體結(jié)構(gòu)是屬于哪種結(jié)構(gòu)類型?！獭獭獭獭獭獭獭獭滩牧祥喿x:一件建筑和高級(jí)工程學(xué)的杰作蛋殼對(duì)于壓力的承受力是驚人的。人人皆知的是，在中國雜技佳作中，不僅有人踩雞蛋的節(jié)目，更有提起兩桶水踩蛋的精彩表演。這是巧妙地利用蛋殼承受壓力能力的一個(gè)極好的例子。蛋不僅是整個(gè)生物界最大的單體細(xì)胞，以現(xiàn)代技術(shù)和工程知識(shí)系統(tǒng)的眼光來看，它還是一個(gè)集工程學(xué)、建筑學(xué)、防衛(wèi)戰(zhàn)略、保存能量和使空間利用達(dá)到最佳化與將其最完美結(jié)合于一身的大自然的絕妙之作。

我們的觀察首先從雞蛋，特別是從蛋殼開始。蛋殼是由94%的碳酸鈣（以方解石晶體的形式）、1%的碳酸鎂、1%的磷酸鈣和4%的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。方解石晶體基本上是隨意排列的，因此在晶體之間形成了許許多多的小孔，這些蛋孔可以讓空氣和濕氣能通過，而空氣和濕度對(duì)于雛雞，當(dāng)然還有細(xì)菌（比如沙門氏菌）的生存來說是必不可少的。

方解石晶體的排列賦予了蛋殼與其作用相稱的一個(gè)完美的結(jié)構(gòu)，也就是它能夠抗較大的壓力，但對(duì)于拉力來說相對(duì)較弱。這樣，如果通過兩介凸出的頂端，對(duì)蛋殼施加力，那么雞蛋抗壓力就顯得很強(qiáng)，這也是由它們的拱狀結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性決定的，拱形結(jié)構(gòu)使圓屋頂和拱形物能夠承受巨大的重量。在這種狀態(tài)下，壓力沿拱狀結(jié)構(gòu)（也就是沿蛋壁）分布，而不會(huì)使結(jié)構(gòu)斷裂。而蛋殼又必須是易碎的，這樣雛雞只用微弱的力就能破殼而出。雛雞用嘴向外用力，從蛋殼內(nèi)部看呈凹形的頂部很容易碎裂，因?yàn)樗目估苋酢Ｋ伎迹河^察右圖，說明石磨的推桿要用繩子吊起來的原因小試驗(yàn):試驗(yàn)?zāi)康模罕容^不同形狀的紙板承受壓力的大小。試驗(yàn)總結(jié)：1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng)？2、舉例說明這一結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中有什么意義。比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。3、如果把紙板折成瓦楞狀，試驗(yàn)結(jié)果會(huì)發(fā)生什么變化？瓦楞紙板2

結(jié)構(gòu)與力從力學(xué)的角度來說，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)是為了承受力和抵抗變形，這便是結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。每個(gè)物體都有它特定的架構(gòu)形態(tài)這種架構(gòu)形態(tài)體現(xiàn)著它的結(jié)構(gòu)，一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成,這些組成部分通常稱構(gòu)件。自行車輪的結(jié)構(gòu)FSF是內(nèi)力，Ｓ是受力面積，σ是應(yīng)力，應(yīng)力是結(jié)構(gòu)的單位橫截面上產(chǎn)生的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力達(dá)到某一極限時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。σ

＝拉力作用于物體,使它產(chǎn)生彎曲的力壓力兩個(gè)距離很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力剪切力擠壓物體的力扭轉(zhuǎn)力物體所承受的拉拽力彎曲力反方向向物體兩端均勻施力,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力五種基本的受力方式馬上行動(dòng)指出下列結(jié)構(gòu)可以抵抗來自外界哪些方面的作用力。建筑物的窗戶餐桌硬紙包裝箱參考答案：建筑物的窗戶：餐桌：硬紙包裝箱：抵抗來自建筑物墻的正向和側(cè)向的壓力、風(fēng)的作用力，及其自身的重力等承受來自桌面物體的壓力和它自身的重力等承受箱內(nèi)物體的重力、箱內(nèi)物體向外的擠壓力以及自身的重力等當(dāng)堂訓(xùn)練當(dāng)堂達(dá)標(biāo)：1.下列哪種結(jié)構(gòu)是受自然界事物結(jié)構(gòu)啟發(fā)而產(chǎn)生的？（）A．鋼筆 B．潛艇C．課桌 D．黑板2．分析下列物體的結(jié)構(gòu)類型，屬于實(shí)體結(jié)構(gòu)的是（）A．電燈泡 B．乒乓球C．橡皮擦 D．籃球架3.2008年1月我國南方遭遇了50年一遇的雪災(zāi)，很多災(zāi)區(qū)的輸電塔覆冰垮塌，給災(zāi)區(qū)人民帶來了嚴(yán)重的后果。從結(jié)構(gòu)的類型看，這些輸電塔屬于（

）A．實(shí)體結(jié)構(gòu)

B．框架結(jié)構(gòu)

C．殼體結(jié)構(gòu)

D．柱形結(jié)構(gòu)4.在舉辦運(yùn)動(dòng)會(huì)的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員在單杠上做大回環(huán)姿勢時(shí)，會(huì)使杠體產(chǎn)生（

）變形。A．拉伸

B．彎曲

C．壓縮

D．?dāng)嗔袯CBB問答題