第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

技術(shù)與設(shè)計(jì)1我們學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，熟悉了設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。

通用技術(shù)必修2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)

四個(gè)主題都是具體的、通用的技術(shù),它們具有典型意義,并與技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)聯(lián)。學(xué)習(xí)這些技術(shù)與設(shè)計(jì)的基本思想和基本方法,將使我們終身受益。同時(shí)也將使我們適應(yīng)新世紀(jì)的科技發(fā)展、知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要,成為有用的人才。第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)一常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)二穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析三簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)四經(jīng)典機(jī)構(gòu)的欣賞結(jié)構(gòu)：是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。技術(shù)上的結(jié)構(gòu)是指可承受力的物體形態(tài)，能抵抗引起變形的力。點(diǎn)構(gòu)成線線構(gòu)成面面構(gòu)成體A、同樣是水，有液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)；B、同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在；C、化學(xué)有機(jī)物結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同；D、同樣的六個(gè)字“這個(gè)人表現(xiàn)好”“這個(gè)人好表現(xiàn)”，但因排列不同，就形成了一褒一貶；E、用同樣的材料，做出的結(jié)構(gòu)不同的小板凳就會(huì)有不同的特性，有的穩(wěn)，有的不穩(wěn)；F、各種材料組成結(jié)構(gòu)可以使“死的”材料變成“活的”機(jī)器。如：發(fā)動(dòng)機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、飛機(jī)、火箭……在自然界，相同的物質(zhì)，不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出不同特性的現(xiàn)象。

世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)，進(jìn)而影響著事物的功能(性質(zhì)不同表現(xiàn)出的性能也就不一樣）?？屏_拉多大峽谷在自然界，不同的物質(zhì)，不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出不同特性的現(xiàn)象處見(jiàn)。結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對(duì)事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響。結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化。鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無(wú)誤地辨別地面上的動(dòng)物,這是因?yàn)樗难鄄拷Y(jié)構(gòu)比較特殊。人類每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個(gè)凹槽,叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個(gè),這兩個(gè)中央凹的作用不同,其中一個(gè)專門(mén)用于接收來(lái)自鷹頭側(cè)面物體的像,另一個(gè)用于接收來(lái)自鷹頭前方物體的像。這樣,老鷹的視覺(jué)范圍就寬多了,能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制“鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)。這種導(dǎo)彈系統(tǒng)能自動(dòng)尋找、識(shí)別目標(biāo)并跟蹤攻擊。如果在人類的視網(wǎng)膜上象鷹一樣有兩個(gè)凹槽，世界將會(huì)如何變化？將來(lái)運(yùn)用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜造出兩個(gè)凹槽,有這種可能嗎？

通過(guò)對(duì)自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)的分析和研究,給了人們無(wú)限的創(chuàng)造靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域,更好地服務(wù)于人類。

看來(lái)我們?nèi)祟惡枚嗟胤讲蝗鐒?dòng)物,不能象鳥(niǎo)一樣在空中自由飛翔,不能象魚(yú)一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動(dòng)物界的統(tǒng)治者呢?

合理的結(jié)構(gòu)是事物存在的基礎(chǔ)①

結(jié)構(gòu)決定了事物的性質(zhì)；②

通過(guò)對(duì)自然界中結(jié)構(gòu)的研究和利用能更好的服務(wù)人類；③合理的結(jié)構(gòu)是事物存在的基礎(chǔ)。指出下例結(jié)構(gòu)可以抵抗來(lái)自外界那些方面的作用力。

從力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

一個(gè)較復(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為構(gòu)件。2.結(jié)構(gòu)與力外力(嚴(yán)格的說(shuō)叫載荷）載荷：①主動(dòng)作用于結(jié)構(gòu)的外力(自重、設(shè)備、人員、風(fēng)、雪等)。②使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的因素(溫度、基礎(chǔ)沉陷、地震等)。使構(gòu)件發(fā)生變形的同時(shí)，構(gòu)件內(nèi)部隨之產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內(nèi)力

。內(nèi)力，就是用來(lái)抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復(fù)原的力。載荷變形內(nèi)力思考：它可能受到哪些力的作用？還可能有哪些因素使其變形？負(fù)荷作用前原子的位置小負(fù)荷作用下的應(yīng)變高負(fù)荷作用下的應(yīng)變

達(dá)到高負(fù)荷作用下的狀態(tài)除去負(fù)荷后原子的位置形變時(shí)晶體中原子的位置

討論分析生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，要抵抗來(lái)自外界力的作用情況：硬紙包裝箱：建筑物的窗戶：課桌：自身重力、墻體的壓力、風(fēng)力、外來(lái)撞擊力…自身的重力、手臂的壓力、桌山個(gè)物體的壓力、推拉力、地面對(duì)其的支撐力…箱內(nèi)物體的重力、箱內(nèi)物體向外的擠壓力、自身的重力、外界壓力、所裝載貨物的壓力…當(dāng)在一個(gè)水平桌面上的A物體上面加上一個(gè)B物體時(shí),A物體所受的合外力與未加B物體前一樣仍然是零,從所受的合外力來(lái)看似乎與它上面不加B物體是一樣的。物理學(xué)與技術(shù)學(xué)科研究力的角度不同,物理學(xué)往往研究外力,把物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn),哪怕是地球,在研究它繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),仍把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，同時(shí)不考慮物體的變形。而技術(shù)學(xué)則關(guān)注一個(gè)物體內(nèi)部受力情況?？紤]物體的變形。5N8NFFFF左拉力右拉力內(nèi)力如何抵抗外力圖示內(nèi)力抵抗左拉力內(nèi)力抵抗右拉力內(nèi)力抵抗彎曲力彎曲力內(nèi)力如何抵抗外力圖示拉力：物體所承受的拉拽力。

特點(diǎn)：使構(gòu)件沿力的作用方向伸長(zhǎng)，作用在桿件軸線上方向相反指向向外的平衡力系。拔河！拉拉面、拉油條、拉拉力器壓力：擠壓物體的力。趁熱打鐵！壓訂書(shū)機(jī)、橋墩受到壓力、壓路機(jī)壓路彎曲力：由垂直于桿件軸線的橫向力（當(dāng)作用在桿件上的載荷和支反力都垂直于桿件軸線時(shí)，

）或由縱向平面內(nèi)的一對(duì)大小相等，方向相向的力偶引起。桿件的軸線因變形由直線變成了曲線，這種變形稱為彎曲變形。 工程中以彎曲變形為主的桿件稱為梁釣魚(yú)！使用弓、使用臂力器、撐桿跳高什么是力偶力偶的性質(zhì)力偶的兩個(gè)推論力偶什么是力偶某些物體受到兩個(gè)力的作用同時(shí)大小相等方向相反作用線不在同一直線上力偶∶具有上述特點(diǎn)的一對(duì)力用(F,F`)表示力偶作用平面力偶臂力偶的性質(zhì)力偶是一基本力學(xué)量

沒(méi)有合力本身不平衡即不能用一個(gè)力來(lái)代替，也不能用一個(gè)力來(lái)平衡。ABF1F2根據(jù)反向平行力的合成可得合力RR=F1-F2

R與F1同向在F1的外側(cè)CR力偶的性質(zhì)問(wèn)題∶有(F，F(xiàn)’)O是任意點(diǎn)求∶m(F,F’)=?FF’BAKOdxMo=mo(F)+mo(F’)=F(d+x)-F`x=Fd以后，m(F,F’)=m=士Fd+力偶使物體逆鐘旋轉(zhuǎn)或有此趨勢(shì)-

力偶使物體順鐘旋轉(zhuǎn)或有此趨勢(shì)

N.mkN.m力偶對(duì)其作用面內(nèi)任意點(diǎn)之矩與矩心位置無(wú)關(guān)，恒等于力偶矩。兩個(gè)力偶是等效的，則它們力偶矩∶大小相等，旋向相同。力偶的性質(zhì)兩個(gè)推論力偶可以在其作用平面內(nèi)任意移轉(zhuǎn)，而不影響它對(duì)剛體的效應(yīng)。保持力偶矩的大小和旋向不變，可以任意改變力偶中力的大小和力偶臂的長(zhǎng)短，而不影響它對(duì)剛體的效應(yīng)。力偶的圖上表示用力和力偶臂表示ABF1F1d用m或m表示.m表示大小.

表示旋向扭轉(zhuǎn)力：受力特征：桿受一對(duì)大小相等、方向相反的力偶，(力偶（couple），大小相等、方向相反、作用線不在同一直線上的一對(duì)力。力偶對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。)力偶作用面垂直于軸線。變形特征：橫截面繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。擰干衣服！擰瓶蓋擰麻花條

剪切力：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的力。修理草坪！剪刀剪紙、鋼絲鉗鉗鋼絲拉力物體所承受的拉拽力壓力擠壓物體的力剪切力兩個(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扭轉(zhuǎn)力桿受一對(duì)大小相等、方向相反的力偶。變形特征：橫截面繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。彎曲力由垂直于桿件軸線的橫向力（當(dāng)作用在桿件上的載荷和支反力都垂直于桿件軸線時(shí)，

）或由縱向平面內(nèi)的一對(duì)大小相等，方向相向的力偶引起。作用于物體,使它產(chǎn)生彎曲的力構(gòu)件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力。

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)形變的力馬上行動(dòng):請(qǐng)連線典型案例分析－－結(jié)構(gòu)是怎樣受力的

(單杠的受力和變形分析)(把單杠看成結(jié)構(gòu)，構(gòu)件有：杠體、立柱、拉桿。)球球球球F球

小球?qū)潭c(diǎn)的作用力的方向，從固定點(diǎn)指向小球球心所處的瞬間位置。單擺實(shí)驗(yàn)示意圖運(yùn)動(dòng)員在杠體上轉(zhuǎn)動(dòng)，其側(cè)視圖與單擺類似：杠體相當(dāng)于固定點(diǎn)，人相當(dāng)于小球。所以，任意時(shí)刻，人對(duì)杠體的作用力方向都是指向人重心所處的瞬間位置。結(jié)論一：杠體總是朝著人體所在的瞬間位置的方向上發(fā)生彎曲。杠體和立柱的上端相連，人的作用力通過(guò)杠體作用于立柱，將可能發(fā)生彎曲變形,如果要向前發(fā)生彎曲，請(qǐng)問(wèn)同學(xué)們有什么方法可以抵消這種彎曲呢？立柱埋深一點(diǎn)、用一個(gè)力從反方向拉，都可以幫助立柱抵抗變形結(jié)論二：

任意時(shí)刻，對(duì)于立柱，由人運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的彎矩M1，都有一個(gè)由立柱埋在地下部分和拉桿共同產(chǎn)生的反彎矩M2來(lái)平衡，以保持單杠整體的穩(wěn)定。1.

分析題:大跨度承受壓力一般用“人”字形梁，其結(jié)構(gòu)形狀如圖所示，主要由四個(gè)桿件AB、AC、BC和AD組成，A、B、C為結(jié)點(diǎn)。AD為鋼筋，桿件AB下方由螺栓擰緊。當(dāng)A點(diǎn)承受向下的壓力時(shí)，分析“人”字形梁構(gòu)件AB、BC所受的主要外力，說(shuō)明哪個(gè)構(gòu)件更適合用鋼筋。構(gòu)件AB、AC所受的主要外力是壓力，構(gòu)件BC所受的主要外力是拉力；鋼筋抗拉能力強(qiáng)，大跨度抗壓能力差，故構(gòu)件BC更適合用鋼筋。

2.吊扇在啟動(dòng)瞬間，吊桿的主要受力形式有()①拉力②壓力③剪切力④扭轉(zhuǎn)力A．①④B．①②C．①③D．②③A本題考查“構(gòu)件受力的形式”。構(gòu)件基本受力形式主要有拉力、壓力、剪切力和扭轉(zhuǎn)力等。拉力：物體所承受的拉拽力；壓力：擠壓物體的力；剪切力：兩個(gè)距離近、大小相等、方向相反且作用于同一物體上的平行力；扭轉(zhuǎn)力：反方向?qū)ξ矬w兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力。很多時(shí)候，構(gòu)件可能同時(shí)受到幾種不同形式的力的作用，吊扇在剛剛啟動(dòng)的過(guò)程中，吊桿要克服吊扇的拉力、電扇啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力。觀察右圖,說(shuō)明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來(lái)。3.探究：答案：1、保持人在推磨過(guò)程時(shí)推桿始終在平行于地面的平面上運(yùn)動(dòng)；2、防止推桿彎曲變形。4.如圖所示“紙張承重試驗(yàn)”，紙張結(jié)構(gòu)受力形式是：（）A．拉力B．壓力C．彎曲力D.扭轉(zhuǎn)力5.水泥梁在受力后會(huì)發(fā)生形變，見(jiàn)圖，此時(shí)它的上、下表面（沿表面）的受力：（）A．上表面受到壓力，下表面受到壓力；B．上表面受到壓力，下表面受到拉力；C．上表面受到拉力，下表面受到壓力；D．上表面受到拉力，下表面受到拉力。3、結(jié)構(gòu)的類型變形固體及其假設(shè)連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為整個(gè)物體所占空間內(nèi)到處無(wú)空隙地充滿物質(zhì)均勻性假設(shè)：認(rèn)為物體內(nèi)任何部分，其力學(xué)性能相同各同向性假設(shè)：認(rèn)為在物體內(nèi)各個(gè)方向上的力學(xué)性能相同幾個(gè)公理剛化公理：變形體在某一力作用下處于平衡，如將此變形體剛化為固體，其平衡狀態(tài)保持不變。力的可傳遞原理：作用在剛體上的某點(diǎn)力?？梢匝刂饔镁€移到剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，并不改變?cè)摿?duì)剛體的作用。力的平移原理：作用于某點(diǎn)上的力，可以平移到平面內(nèi)的任一點(diǎn)，平移時(shí)需附加一力偶。1實(shí)體結(jié)構(gòu)受力情況：力承受在物體的整個(gè)體積中，如大壩、實(shí)心墻、實(shí)體物2框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間。受力特點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是構(gòu)件間相互傳遞；如樓房：荷載傳給樓板，再傳給次梁、主梁、柱、基礎(chǔ)、地基。常見(jiàn)的框架結(jié)構(gòu)如鐵架塔，建筑用腳手架，廠房的框架。3殼體結(jié)構(gòu)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。殼體結(jié)構(gòu)３.結(jié)構(gòu)的類型實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的，（結(jié)構(gòu)體與所形成的空間在同一數(shù)量級(jí)）它的受力特點(diǎn)是：外力分布在整個(gè)體積中，如實(shí)心墻，大壩。(主要承受垂直方向的力)框架結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間。受力特點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是構(gòu)件間相互傳遞；如樓房：荷載傳給樓板，再傳給次梁、主梁、柱、基礎(chǔ)、地基。常見(jiàn)的框架結(jié)構(gòu)如鐵架塔，建筑用腳手架，廠房的框架。（能承受水平和垂直方向的力，抗震能力強(qiáng)）殼體結(jié)構(gòu)：通常是指層狀的較薄的曲面結(jié)構(gòu)。受力特點(diǎn)是：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上，在表面向四周分散，如摩托車手的頭盔，飛機(jī)的外殼，貝殼。（能承受較大的充擊力）如圖所示是竹、木混合材質(zhì)的躺椅，其結(jié)構(gòu)類型主要體現(xiàn)為()A．殼體結(jié)構(gòu)B．實(shí)體結(jié)構(gòu)C．框架結(jié)構(gòu)D．其他結(jié)構(gòu)大型電器包裝箱一般在側(cè)面開(kāi)有二端是圓角的長(zhǎng)方形手提孔，以方便搬移電器，二端的圓角主要是為了：（）A．圓形比較美觀 B．相同周長(zhǎng)，圓面積最大，可省材料C．眼睛是圓的，便于住里面觀察 D．有利于力均勻分散，防止破壞包裝箱課外作業(yè):

利用整付撲克牌，搭建你心中的結(jié)構(gòu)模型，高度不低于50CM，并簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

第二節(jié):探究結(jié)構(gòu)04年5月23日，巴黎戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)2Ｅ候機(jī)廳頂棚發(fā)生坍塌事故，事故原因：金屬構(gòu)件本來(lái)也負(fù)擔(dān)著頂棚的重量，但弧度結(jié)構(gòu)上的裂痕使這個(gè)構(gòu)件逐漸穿過(guò)了頂棚，不再支撐數(shù)十噸重的頂棚，最終導(dǎo)致拱形頂棚發(fā)生坍塌。1結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(Stability)是指結(jié)構(gòu)在載荷的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。馬上行動(dòng)攝影棚的攝象機(jī)、射燈均為三角架支撐所謂“三角形穩(wěn)定性”是一個(gè)和工程實(shí)踐相關(guān)的概念.三腳架的穩(wěn)定性是有公理保證的證三角形的穩(wěn)定性任取三角形兩條邊，則兩條邊的非公共端點(diǎn)被第三條邊連接?！叩谌龡l邊不可伸縮或彎折?！鄡啥它c(diǎn)距離固定?！噙@兩條邊的夾角固定。又∵這兩條邊是任取的?！嗳切稳齻€(gè)角都固定，進(jìn)而將三角形固定?！嗳切斡蟹€(wěn)定性。證多邊形無(wú)法穩(wěn)定任取n邊形(n≥4)兩條相鄰邊，則兩條邊的非公共端點(diǎn)被不止一條邊連接?！鄡啥它c(diǎn)距離不固定?！噙@兩邊夾角不固定?！鄋邊形(n≥4)每個(gè)角都不固定，所以n邊形(n≥4)沒(méi)有穩(wěn)定性。原理——

使【照相機(jī)的正投影】落在【三點(diǎn)確定的三角形平面區(qū)域內(nèi)部】來(lái)保證其【穩(wěn)定性】

注意：不是說(shuō)三只腳一定比四只腳穩(wěn)定，在我們家里三只腳的桌子其實(shí)沒(méi)有四只腳穩(wěn)定。在我們生產(chǎn)生活中，時(shí)常不像家里那樣表面很平坦，此時(shí)用三點(diǎn)容易確定一個(gè)平面，穩(wěn)定，四點(diǎn)或更多難難找到合適平面，如能找到將比三點(diǎn)更穩(wěn)定，（還需要考慮支撐面積）一般情況三點(diǎn)就夠了，也不用費(fèi)力去找第四點(diǎn)。試驗(yàn)：我們豎起三角形，一邊橫放于水平桌面，兩手分別按壓另外兩邊，我們發(fā)現(xiàn)除非單根木棒本身變形外，三角形的形狀，三個(gè)內(nèi)角的大小都沒(méi)有發(fā)生變化。而如果拿起一個(gè)四邊形，單手拿起至于空中，要是“轉(zhuǎn)軸”處夠潤(rùn)滑的話，四邊形早就變形（內(nèi)角發(fā)生變化）了。另外，如果也將四邊形豎起來(lái)，一個(gè)角尖接觸桌面，兩手分別按壓上面的兩邊，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，四邊形變形了（離心機(jī)）。

相比三角形模型，四邊形多了一個(gè)“轉(zhuǎn)軸”點(diǎn)，當(dāng)想改變相鄰兩邊不相接的兩個(gè)端點(diǎn)的距離（或者說(shuō)是對(duì)角線的長(zhǎng)度）時(shí)，這個(gè)“轉(zhuǎn)軸”就起了伸縮的作用，而三角形少了這個(gè)轉(zhuǎn)軸，上述相鄰兩邊不相接的兩個(gè)端點(diǎn)的距離恰恰是第三邊，邊長(zhǎng)已固定。力的分析首先要明確什么是三角形的穩(wěn)定性，所謂的穩(wěn)定性是指在承受外界壓力或拉力的情況下，三角形與其他多邊形構(gòu)造相比，具有形狀不變的性質(zhì)，即能在較大的力作用下還能保持原狀兩個(gè)端點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上是連接處，力的傳遞和平移是建立在均勻性的基礎(chǔ)上，由于在連接處均勻性遭到破壞，對(duì)力和能量的傳遞產(chǎn)生了阻礙作用，即形成了力的集中，因此當(dāng)桿件斷裂前，端點(diǎn)（連接處）早就變形，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因而產(chǎn)生了失穩(wěn)現(xiàn)象，（原有的平衡狀態(tài)被打破了）

結(jié)構(gòu)力學(xué)

W（自由度）=0幾何不變

三剛片規(guī)則

三個(gè)剛片用不在同一直線上的三個(gè)單鉸兩兩相連，所組成的平面體系幾何不變。

§幾何不變體系的構(gòu)成規(guī)則(Geometricconstructionanalysis(Kinematicsanalysis）)接觸面支撐面注意區(qū)別影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有多種，主要有：重心位置的高低結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小結(jié)構(gòu)的形狀等衛(wèi)星電視接收天線支撐桿有螺絲固定在大框架上比薩斜塔(CAMPANILEDIPISA)是世界建筑史上的一大奇跡。由于塔身壓力過(guò)重和地質(zhì)松軟，南面的地基比北面約低２米。在施工期間塔身既出現(xiàn)輕微傾斜，隨著工程的進(jìn)度，傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時(shí)，可明顯看出傾斜，曾一度停工。一百多年以后，經(jīng)工程師托馬索·皮薩諾精心測(cè)量和計(jì)算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會(huì)倒塌，使工程繼續(xù)按原設(shè)計(jì)繼續(xù)施工，直到竣工。重心點(diǎn)的垂線位置，落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)問(wèn)題：三輪車比四輪車穩(wěn)定?三角形穩(wěn)定性體現(xiàn)在三角形在其所在平面上不易變形。三輪車倒是因?yàn)橹匦牡袈湓谥尉€外，三輪車與四輪車（汽車）相比，車體質(zhì)量小，重心高，只要傾斜比較小的角度重心就出去了。在三輪車與四輪車翻到的過(guò)程中，底盤(pán)的形狀都是不變的。所以這和幾何圖形的穩(wěn)定性無(wú)關(guān)。1.如圖所示是一款我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常使用的瓷碗，這種碗的碗腳在制作上用料一般都比較厚，采用這種設(shè)計(jì)的主要目的是為了：（）A.不太燙手 B.美觀 C.增加瓷碗的穩(wěn)定性D.增加瓷碗的強(qiáng)度2．如圖是某廠家設(shè)計(jì)的塑料衣帽架，經(jīng)測(cè)試當(dāng)較重的衣物掛在頂端掛鉤時(shí)極易傾倒，下列改進(jìn)方案中不能提高衣帽架的穩(wěn)定性的是：（）A．增大衣帽架底座的支撐面積 B．將塑料底座改為大理石底座C．將衣帽架的塑料掛鉤改為金屬掛鉤 D．適當(dāng)降低衣帽架掛鉤的高度3.如圖Z-5-7所示為可移動(dòng)的籃球架，為了使籃球架前運(yùn)動(dòng)員更加安全，現(xiàn)需要增加穩(wěn)定性，實(shí)施有效穩(wěn)定性的方法有()A．增加底座后部面積B.底座后部加重C.減輕底座后部質(zhì)量D．減少底面積4.如下靠上邊圖是一張四腳小方凳的直觀圖及視圖，由于天氣干燥，榫接部位松動(dòng)，出現(xiàn)左右擺動(dòng)，小明準(zhǔn)備用方木條、鐵釘為原材料．進(jìn)行加固．如下靠下邊圖所示，效果最好的方法是()C5.下列不屬于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性范疇的是：（）A．電風(fēng)扇的底座較重 B．兒童自行車的兩個(gè)側(cè)輪A. C．戶外廣告牌的三角形結(jié)構(gòu) D．A字形梯中間的拉桿A. B. CD2結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度(Strength)是指結(jié)構(gòu)具有抵抗被外力破壞的能力.普洱地震唐山地震應(yīng)力：作用在單位面積上的內(nèi)力。

應(yīng)力有一個(gè)最大值，稱為容許應(yīng)力。對(duì)應(yīng)最大內(nèi)力。當(dāng)外力大于內(nèi)力的最大值，或者結(jié)構(gòu)受到的應(yīng)力大于容許應(yīng)力時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞。同一截面積，容許應(yīng)力越大，強(qiáng)度也就越大；容許應(yīng)力越小，強(qiáng)度也就越小。結(jié)構(gòu)的最大內(nèi)力越大，要破壞它所需的外力也就越大，也可以說(shuō)，它的強(qiáng)度越大。強(qiáng)度可以通過(guò)應(yīng)力來(lái)衡量。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。例如自行車的車輪，它是由輻條（鋼條）、輪胎、車圈、氣門(mén)等構(gòu)件組成的。

當(dāng)我們給自行車輪胎打氣，氣壓過(guò)大時(shí)，它的內(nèi)胎就會(huì)爆炸！為什么呢？下面我們來(lái)分析結(jié)構(gòu)受到外力的情況：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，內(nèi)力是結(jié)構(gòu)受到外力，內(nèi)部產(chǎn)生一種抵抗力，應(yīng)力是構(gòu)件的單位橫截面上產(chǎn)生的內(nèi)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某一極限時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。σ＝“康師傅”礦泉水的瓶子外形結(jié)構(gòu)如圖甲所示，A、B兩處是礦泉水瓶殼的不同結(jié)構(gòu)．A處有內(nèi)環(huán)圈，B處沒(méi)有。則A、B兩處抵抗外界向內(nèi)擠壓(如圖乙)的能力()A．A處比B處大B．B處比A處大C．不能確定D．一樣大如何判斷外力能否破壞結(jié)構(gòu)1、假設(shè)內(nèi)力等于外力，計(jì)算出應(yīng)力，與容許應(yīng)力比較，如果大于容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞。2、由容許應(yīng)力計(jì)算出最大內(nèi)力，如果外力比最大內(nèi)力還要大，則結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞。1、已知結(jié)構(gòu)的容許應(yīng)力為50N/cm2，截面積為4cm2，外力沖擊產(chǎn)生的內(nèi)力為180N，請(qǐng)問(wèn)結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞嗎？（解法1）180/4＝45N/cm2，小于容許應(yīng)力，所以不會(huì)被破壞（解法2）4*50N/cm2＝200N，外力小于內(nèi)力的最大值，所以不會(huì)被破壞。2、一根筷子和一把筷子的故事古代有幾兄弟經(jīng)常打架，父親就給他們現(xiàn)身說(shuō)法：一根筷子容易被人折斷，兩根筷子還是容易折斷，三根筷子有點(diǎn)難……十根筷子就折不斷了。從此，幾兄弟便團(tuán)結(jié)起來(lái)。試解釋，為何一根筷子容易斷，多根筷子不易斷？3、如左圖：此結(jié)構(gòu)什么地方受到的應(yīng)力最大？4、鐵質(zhì)物體與木質(zhì)物體哪個(gè)的容許應(yīng)力大？答：最細(xì)處，此處截面積最小，則所受應(yīng)力最大。答：一根筷子的截面積小，所受應(yīng)力就大；多根筷子一起，截面積變大了，所受應(yīng)力就小了答：鐵質(zhì)的容許應(yīng)力比木質(zhì)的容許應(yīng)力大。假設(shè)花桿支柱最粗處的直徑為3cm，最細(xì)處的直徑為最粗處的一半，外力沖擊所產(chǎn)生的內(nèi)力為30N，試計(jì)算支柱上的最大應(yīng)力為多少？

解：最細(xì)處的截面積最小，所受的應(yīng)力最大，最容易被破壞，是整個(gè)支柱最薄弱的地方，所以支柱所能承受的最大應(yīng)力取決于最細(xì)處的應(yīng)力。δ＝30/（3.14*0.75*0.75）=16.98N/cm25、截面粗細(xì)不同的兩根實(shí)心直桿件，在相同的拉力作用下，遭受破壞的程度不一樣，粗截面的桿件先被破壞，其根本原因與（

）

A．外力有關(guān)

B．內(nèi)力無(wú)關(guān)

C．應(yīng)力有關(guān)

D．材料有關(guān)

C鋁合金A字形梯結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關(guān)系。結(jié)件連接方式結(jié)構(gòu)形狀各種形狀的橫截面構(gòu)件，所承受力的程度是不一樣的。三角形是框架結(jié)構(gòu)最基本的形狀之一，結(jié)實(shí)、穩(wěn)定、材料最少。在四邊形、六邊形構(gòu)件中，加上三角形支撐件，就可大大增加構(gòu)件的牢固程度。小試驗(yàn):材料清單：一次性筷子若干根，硬紙板，鉤碼一盒活動(dòng)任務(wù)：搭廊橋1、依據(jù)示意圖用筷子搭建一座廊橋2、在搭好的橋上放一張硬紙板，然后在紙板上放鉤碼；觀察比較廊橋載重量與橋的穩(wěn)定性有什么關(guān)系。討論與交流：觀察比較廊橋載重量與橋的穩(wěn)定性有什么關(guān)系。理解“在一定范圍內(nèi)，拱形廊橋載重越多越穩(wěn)定的科學(xué)內(nèi)涵”。結(jié)構(gòu)的材料不同材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度各不相同。有抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同結(jié)構(gòu)不同要求中，選擇不同特性的材料。梁的示意圖壓力拉力跳板材料剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有榫接、膠接、焊接等。焊接焊接榫接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。1.自行車是我們生活中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)有關(guān)結(jié)構(gòu)的知識(shí)回答、以下問(wèn)題:(1)自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了考慮穩(wěn)定性外，還主要考慮什么因素？它跟什么因素有關(guān)？(2)自行車的車架為什么采用三角形結(jié)構(gòu)？(3)自行車的支架部分采用了空心鋼管材料，請(qǐng)說(shuō)明使用這種材料的兩種優(yōu)點(diǎn)。（1）強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀、材料、連接方式有關(guān)。（2）三角形具有較高的穩(wěn)定性和較大的強(qiáng)度。（3）優(yōu)點(diǎn)：鋼這種材料具有較大的強(qiáng)度；中空能有效的減輕自重，節(jié)省材料，但對(duì)強(qiáng)度的影響并不大。2.觀察以下四個(gè)關(guān)于三腳架的圖，然后判斷以下四種說(shuō)法中，正確的是：（）A.支撐面大的肯定比支撐面小的穩(wěn)定B.結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，強(qiáng)度越大C.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越大，越穩(wěn)定D.重心所在點(diǎn)的垂線落在支撐面內(nèi)的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的3.

在紙板承載能力的試驗(yàn)中，下列關(guān)于影響紙板承載能力的說(shuō)法正確的是：（）A．增加紙板的長(zhǎng)度，可以提高其承載能力B．把紙板沿長(zhǎng)度方向折成瓦楞狀，承載能力增強(qiáng)C．紙板承載能力只與它的厚度有關(guān)D．將紙板彎成圓拱形，拱形跨度越大，則承載能力越強(qiáng)分析題

如圖，路燈立柱與底盤(pán)接頭，試分析三角狀筋板的作用。電線桿與底盤(pán)采用剛連接，由于連接面積小，應(yīng)力大，連接處容易斷裂。加三角狀筋板，主要是提高連接處的強(qiáng)度，更好地抵抗外力。

鏈接中國(guó)土木工程網(wǎng)：/中國(guó)建筑網(wǎng)/馬上行動(dòng)設(shè)計(jì)制作屏風(fēng)（選用本地合適材料）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的因素設(shè)計(jì)題

如圖所示，一個(gè)廠家生產(chǎn)的鐵質(zhì)軸承座的模型，該產(chǎn)品在工作時(shí)．軸承座上方圓柱孔受力較小，且孔的內(nèi)壁各處受力最大值相近。由于近年來(lái)鋼材價(jià)格猛漲，為降低原材料成本，請(qǐng)你對(duì)軸承座的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并將優(yōu)化的方案用草圖表達(dá)。

用最少的原材料．并達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求的日標(biāo)。對(duì)軸承座的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有多種方案，右圖是其中一例。經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的實(shí)用功能上,也表現(xiàn)在形式上,特別是功能與形式的統(tǒng)一上。古今中外許多能工巧匠把結(jié)構(gòu)的功能與形式恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來(lái),形成了一些經(jīng)典的結(jié)構(gòu)。如何賞析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品？賞析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品,可從技術(shù)與文化兩個(gè)角度進(jìn)行。（1）技術(shù)的角度主要有：結(jié)構(gòu)功能、穩(wěn)固耐用、造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。（2）文化的角度主要有：文化寓意與傳達(dá)，公眾認(rèn)可的美學(xué)原則，反映的時(shí)代、民族、習(xí)俗方面的特征、結(jié)構(gòu)的個(gè)性特征等。趙州橋又名安濟(jì)橋，建于隋大業(yè)(公元605-618)年間，是著名匠師李春建造。橋長(zhǎng)64.40米，跨徑37.02米，是當(dāng)今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。因橋兩端肩部各有二個(gè)小孔，不是實(shí)的，故稱敞肩型，這是世界造橋史的一個(gè)創(chuàng)造（沒(méi)有小拱的稱為滿肩或?qū)嵓缧停?。趙州橋距今已1400年，經(jīng)歷了10次水災(zāi)，8次戰(zhàn)亂和多次地震，特別是1966年邢臺(tái)發(fā)生的7.6級(jí)地震，邢臺(tái)距這里有40多公里，這里也有四點(diǎn)幾級(jí)地震，趙州橋都沒(méi)有被破壞，著名橋梁專家茅以升說(shuō)，先不管橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅就它能夠存在1300多年就說(shuō)明了一切。1963年的水災(zāi)大水淹到橋拱的龍嘴處，據(jù)當(dāng)?shù)氐睦先苏f(shuō)，站在橋上都能感覺(jué)橋身很大的晃動(dòng)。據(jù)記載，趙州橋自建成至今共修繕8次。在主拱券的上邊兩端又各加設(shè)了二個(gè)小拱，一是可節(jié)省材料，二是減少橋身自重（減少自重15%），而且能增加橋下河水的泄流量。1979年5月，由中國(guó)科學(xué)院自然史組等四個(gè)單位組成聯(lián)合調(diào)查組，對(duì)趙州橋的橋基進(jìn)行了調(diào)查，自重為2800噸的趙州橋，而它的根基只是有五層石條砌成高1.55米的橋臺(tái)，直接建在自然砂石上。這么淺的橋基簡(jiǎn)直令人難以置信。梁思成先生1933年考察時(shí)還認(rèn)為這只是防水流沖刷而用的金剛墻，而不是承納橋券全部荷載的基礎(chǔ)。他在報(bào)告中寫(xiě)道：“為要實(shí)測(cè)券基，我們?cè)诒泵嫒_下發(fā)掘，但在現(xiàn)在河床下約70-80厘米，即發(fā)現(xiàn)承在券下平置的石壁。石共五層，共高1.58米，每層較上—層稍出臺(tái)，下面并無(wú)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，分明只是防水流沖刷而用的金剛墻，而非承納橋券全部荷載的基礎(chǔ)。因再下30-40厘米便即見(jiàn)水，所以除非大規(guī)模的發(fā)掘，實(shí)無(wú)法進(jìn)達(dá)我們據(jù)學(xué)理推測(cè)的大座橋基的位置?！痹狸?yáng)樓斗拱斗拱是中國(guó)木構(gòu)架建筑特有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)上挑出承重，并將屋頂?shù)拇竺娣e荷載經(jīng)斗拱傳遞到柱上。它有一定的裝飾作用，又是屋頂和屋身的過(guò)渡。此外，它還是封建社會(huì)森嚴(yán)的等級(jí)制度的象征和重要的建筑尺度衡量標(biāo)準(zhǔn)。斗拱一般使用在高級(jí)的官式建筑中，稱為大式建筑。因?yàn)槎饭暗闹匾?，歷代建筑對(duì)它十分重視，使它成為判斷建筑時(shí)代的重要標(biāo)志之一。

中國(guó)古建筑以木材、磚瓦為主要建筑材料，以木構(gòu)架結(jié)構(gòu)為主要的結(jié)構(gòu)方式。此結(jié)構(gòu)方式，由立柱、橫梁、順檁等主要構(gòu)件建造而成，各個(gè)構(gòu)件之間的結(jié)點(diǎn)以榫卯相吻合，構(gòu)成富有彈性的框架。木構(gòu)架結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，承重與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分工明確，屋頂重力由木構(gòu)架來(lái)承擔(dān)，外墻起遮擋陽(yáng)光、隔熱防寒的作用，內(nèi)墻起分割室內(nèi)空間的作用。由于墻壁不承重，這種結(jié)構(gòu)賦予建筑物以極大的靈活性。其次，有利于防震、抗震。木構(gòu)架結(jié)構(gòu)很類似今天的框架結(jié)構(gòu)，由于木材具有的特性，且構(gòu)架的結(jié)構(gòu)所用斗拱和榫卯又都有若干伸縮余地，因此在一定限度內(nèi)可減少由地震對(duì)這種構(gòu)架所引起的危害?！皦Φ刮莶凰毙蜗蟮乇磉_(dá)了這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。中國(guó)古代建筑的特點(diǎn)蓋里椅功能：在使用功能上，蓋里椅具有其他椅子相同的功效，唯一的缺點(diǎn)是沒(méi)有扶手，而且椅子面過(guò)于平直，坐久了人會(huì)覺(jué)得不舒服。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：蓋里椅結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)潔大方,線條明快,有流動(dòng)感。占地面積小，卻十分平穩(wěn)。但椅子的旋轉(zhuǎn)性差，不能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)使得它靈活性也差。制造技術(shù)：蓋里椅要達(dá)到整體統(tǒng)一的完美線條和彎曲效果，還要考慮到重心的位置高低和椅子承受能力的大小，對(duì)制造來(lái)說(shuō)，是一次挑戰(zhàn)。

審美：蓋里椅的結(jié)構(gòu)傳達(dá)出一種盤(pán)旋上升、奮發(fā)向上的精神，具有雕塑般的美感和強(qiáng)烈的時(shí)代氣息，形成了優(yōu)雅的浪漫主義設(shè)計(jì)風(fēng)格。

弘揚(yáng)和體現(xiàn)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，一座總高為9.5米的孔子青銅雕像在國(guó)家博物館北廣場(chǎng)落成，天安門(mén)地區(qū)又添文化新地標(biāo)。雕像正對(duì)東長(zhǎng)安街，孔子雕像雙手合于胸前，目視遠(yuǎn)方，身體左側(cè)佩戴有一把寶劍。雕像從國(guó)家博物館北門(mén)廣場(chǎng)的整體建筑環(huán)境與周圍空間環(huán)境出發(fā)，以簡(jiǎn)樸、概括的手法，將人體的結(jié)構(gòu)融入自然的山石形態(tài)當(dāng)中，似巨石，似高山，氣勢(shì)磅礴，與莊嚴(yán)的國(guó)家博物館建筑交相輝映，展示出中華文化的悠久燦爛與正大氣象。大橋的長(zhǎng)度由原來(lái)的500米加到600米，忽略了對(duì)橋梁重量的精確計(jì)算而倒塌。1913年中間跨度最長(zhǎng)的一段橋身在被舉起過(guò)程中突然掉落塌陷，原因是一個(gè)支撐點(diǎn)的材料指標(biāo)不到位造成的。1907年特奧多羅·庫(kù)帕稱此橋是“最佳、最省的”。工程師之戒，戴上了這枚戒指就意味著要把自己的工作做到最好，它們時(shí)刻提醒工程師們，要具有高度的責(zé)任感去設(shè)計(jì)安全、牢固和有用的結(jié)構(gòu)。

第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析１、什么是結(jié)構(gòu)?結(jié)構(gòu)的受力形式有哪些？

２、結(jié)構(gòu)的類型有哪些？各種結(jié)構(gòu)類型受力特點(diǎn)有何不同?4、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？（Ⅱ）3、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與哪些因素有關(guān)？（Ⅱ）5、結(jié)構(gòu)改變，功能和性質(zhì)是否改變？6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素有哪些？7、欣賞經(jīng)典結(jié)構(gòu)作品一般可從哪兩個(gè)角度進(jìn)行？結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)要點(diǎn)Ⅰ知道、識(shí)別:1、2、5、6、7Ⅱ理解、應(yīng)用：3、4及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案知識(shí)點(diǎn)一：什么是結(jié)構(gòu)？

結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。

從力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)是指可以承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

拉力反方向向物體兩端均勻施力,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力壓力作用于物體,使它產(chǎn)生彎曲的力

扭轉(zhuǎn)力

擠壓物體的力

剪切力

物體所承受的拉拽力彎曲力兩個(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馬上行動(dòng)：連連看實(shí)體結(jié)構(gòu):外力分布在整個(gè)體積中

燈泡為何能承受如此大的力?框架結(jié)構(gòu):支撐空間而不充滿空間

殼體結(jié)構(gòu):外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上

知識(shí)點(diǎn)二：結(jié)構(gòu)與類型組合結(jié)構(gòu)：動(dòng)動(dòng)腦找一找1、柵欄２、圓形陶瓷裝飾品３、冰山４、高層建筑的穹頂５、鋼化玻璃鍋蓋６、竹排７、汽車外殼８、人的頭蓋骨９、埃菲爾鐵塔１0、頭盔11、大壩12、自行車311167548109122

實(shí)體結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)：殼體結(jié)構(gòu)：

組合結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？因素一：支撐面積的大小因素二：重心位置的高低因素三：結(jié)構(gòu)的形狀知識(shí)點(diǎn)三：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)重心的位置：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒(méi)有就是不穩(wěn)定的。中國(guó)的斜塔：遼寧瑞州古塔塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與什么因素有關(guān)？因素一：結(jié)構(gòu)的形狀因素二：結(jié)構(gòu)的材料因素三：構(gòu)件之間的連接方式1）鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有松螺栓、松鉚等。2）剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有榫接、膠接、焊接等。鋼管知識(shí)點(diǎn)四：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度知識(shí)點(diǎn)五：結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致功能的改變結(jié)構(gòu)決定著事物的性質(zhì)，也直接影響事物的功能如圖所示是某廠家生產(chǎn)的塑料凳，很多顧客反映凳腳強(qiáng)度不足，容易變形或斷裂。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的結(jié)構(gòu)方面知識(shí)，就提高凳腳強(qiáng)度給廠家提三點(diǎn)合理的建議。(1)考慮形狀：將凳腳截面形狀由“L形”改為：“W形”或“圓形”或“半圓形”（見(jiàn)圖）（2）考慮材料：將凳腳加厚、加粗；或選用強(qiáng)度大的塑料。（3）考慮連接方式：增加凳腳之間的連接塑料桿（如加斜撐）。李明已設(shè)計(jì)制作了如圖所示的“壁掛書(shū)架”，為了測(cè)試書(shū)架的穩(wěn)固程度與哪些因素有關(guān)，他想做一個(gè)試驗(yàn)，請(qǐng)為他起草一份技術(shù)試驗(yàn)方案（試驗(yàn)報(bào)告）重心位置：降低書(shū)架重心，有利于提高穩(wěn)定性。支撐面大?。簳?shū)架底面積越大，穩(wěn)定性越好。試驗(yàn)名稱：落地式書(shū)架穩(wěn)定性測(cè)試（1分）試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)試書(shū)架的穩(wěn)定性（寫(xiě)出測(cè)試或試驗(yàn)1分，穩(wěn)定性1分）檢驗(yàn)左右方向的穩(wěn)定性：用手抓書(shū)架一側(cè)的中間位置，在左右方向推拉書(shū)架，觀察有無(wú)明顯晃動(dòng)和變形（寫(xiě)出左右方向推拉1分，觀察~~1分）檢驗(yàn)前后方向的穩(wěn)定性：兩手分別抓在書(shū)架兩側(cè)的中間，在前后方向推拉書(shū)架，觀察有無(wú)明顯晃動(dòng)。（寫(xiě)出前后方向推拉1分，觀察~~1分）分析題

如圖，路燈立柱與底盤(pán)接頭，試分析三角狀筋板的作用。電線桿與底盤(pán)采用剛連接，由于連接面積小，應(yīng)力大，連接處容易斷裂。加三角狀筋板，主要是提高連接處的強(qiáng)度，更好地抵抗外力。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)個(gè)性化需求強(qiáng)度功能成本安全壽命穩(wěn)定性美觀其他知識(shí)點(diǎn)六：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和主要因素知識(shí)點(diǎn)七：結(jié)構(gòu)的欣賞“鳥(niǎo)巢”形態(tài)如同孕育生命的“巢”，它更像一個(gè)搖籃，寄托著人類對(duì)未來(lái)的希望。設(shè)計(jì)者們坦率地把結(jié)構(gòu)暴露在外，因而自然形成了建筑的外觀。走近去，可以發(fā)現(xiàn)“鳥(niǎo)巢”銀灰色礦質(zhì)般的鋼網(wǎng)以透明的膜材料覆蓋，其中包含著一個(gè)土紅色的碗狀體育場(chǎng)看臺(tái)。在這里，中國(guó)傳統(tǒng)文化中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現(xiàn)代最先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完美地相融在一起?！八⒎健钡哪そY(jié)構(gòu)已成為世界之最。它是根據(jù)細(xì)胞排列形式和肥皂泡天然結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成的。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的“方盒子”是中國(guó)傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代科技共同“搭建”而成的。在中國(guó)傳統(tǒng)文化中，“天圓地方”的設(shè)計(jì)思想催生了“水立方”，它與圓形的“鳥(niǎo)巢”——國(guó)家體育場(chǎng)相互呼應(yīng)，相得益彰。方形是中國(guó)古代城市建筑最基本的形態(tài)，它體現(xiàn)的是中國(guó)文化中以綱常倫理為代表的社會(huì)生活規(guī)則。而這個(gè)“方盒子”又能夠最佳體現(xiàn)國(guó)家游泳中心的多功能要求，從而實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)文化與建筑功能的完善結(jié)合。1、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與形狀、材料和連接方法有關(guān)。（）

2、物體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越大它的穩(wěn)定性越大。（）

3、照相機(jī)的三角架穩(wěn)定是因?yàn)榕c地面接觸面積大

()

4、結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。（）

5、混凝土梁常用鋼筋加固，通常鋼筋放在上面（）

6、任何結(jié)構(gòu)都是利用它的穩(wěn)定性。（）概念辨析×√×√××基本知識(shí)檢測(cè)：小試身手不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)應(yīng)用：１.倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震。２.在打水的桶口邊掛一重物，在水面時(shí)能自動(dòng)翻倒打水。知識(shí)遷移1、下列事物的結(jié)構(gòu)是受自然界事物的結(jié)構(gòu)啟發(fā)而產(chǎn)生的是（

）。A、籃球

B、國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）C、足球