5.1建筑結(jié)構(gòu)與功能練習(xí)（課件）-浙教版八年級科學(xué)上冊

第5章

建筑結(jié)構(gòu)與工程第1節(jié)

建筑結(jié)構(gòu)與功能八上科學(xué)

ZJ1.了解建筑結(jié)構(gòu)的一般分類，并能說出它們在生活中的應(yīng)用實(shí)例。2.能夠建立模型分析作用在結(jié)構(gòu)上的力，從而確定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與可靠性，發(fā)展科學(xué)思維。3.知道建筑結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，并能根據(jù)生活實(shí)例進(jìn)行說明。1.結(jié)構(gòu)定義結(jié)構(gòu)是指組成事物的各個(gè)部分之間的有序搭配和空間排列性質(zhì)結(jié)構(gòu)普遍存在于自然界和人類創(chuàng)造的各種事物中，不同的事物往往具有不同的結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)具有不同的功能示例___________________________________________________________________________________________________________________蜘蛛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

中華藝術(shù)宮的結(jié)構(gòu)類型概念特點(diǎn)應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是指以剛性的桿作為梁和柱組成的結(jié)構(gòu)剛性的桿按一定的規(guī)則在空間排布，支撐空間而不充滿空間，共同承受所受的力框架結(jié)構(gòu)的種類很多,廣泛應(yīng)用于房屋建造、橋梁工程、航空工業(yè)等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)使用的材料可以是木材、金屬、塑料等2.建筑結(jié)構(gòu)的分類建筑結(jié)構(gòu)一般可以分為框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)等。具體如下：類型概念特點(diǎn)應(yīng)用殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)是指層狀的結(jié)構(gòu)，它是由若干塊薄板組成的，薄板做成具有曲面輪廓的外形，看起來造型輕巧而優(yōu)雅在殼體結(jié)構(gòu)中，其拱形曲面可以把受到的力均勻分散在結(jié)構(gòu)體的各個(gè)部分，這種結(jié)構(gòu)能承受較大的力,使結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固殼體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于體育場管、展覽館、會(huì)議中心、大跨度建筑（如火車站、機(jī)場航站樓）、工業(yè)建筑（如大型倉庫、工廠）等類型概念特點(diǎn)應(yīng)用實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)，利用自身來承受力，承受的力分布在整個(gè)實(shí)體上結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)，安全性高，具有耐久性。建筑物的基座通常由石頭、混凝土等材料做成實(shí)心的結(jié)構(gòu)，承擔(dān)基座上方的建筑物所受的重力實(shí)體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于橋墩、房屋的基座、雕塑的基座、城墻等3.構(gòu)件：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。說明：（1）建筑都有它特定的架構(gòu)形態(tài)，以體現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)特性。（2）建筑是由建筑材料按一定規(guī)則組成的受力結(jié)構(gòu)體系，各個(gè)部分（如梁、柱等）相互聯(lián)結(jié)成為一個(gè)整體，起著承受外力（又稱荷載）的作用，并將其傳遞到基座。典例1

下列建筑結(jié)構(gòu)中，其基本結(jié)構(gòu)分類不正確的是(

)DA.殼體結(jié)構(gòu)：悉尼歌劇院屋頂B.框架結(jié)構(gòu)：鳥巢C.實(shí)體結(jié)構(gòu)：水電站壩體D.殼體結(jié)構(gòu)：水立方解析：水立方采用了空間鋼架結(jié)構(gòu)，每一個(gè)鋼架框上都有薄膜制成的氣枕作為外墻。1.從受力的角度看，結(jié)構(gòu)是指能夠承受一定力的架構(gòu)，它能通過形變來抵抗力的作用。每個(gè)結(jié)構(gòu)需要承受一定大小的力的作用。用相同材料制作的形狀不同的結(jié)構(gòu)，或不同材料制作的形狀相同的結(jié)構(gòu)，其能夠承受力的大小是不同的。因此，我們需要分析作用在結(jié)構(gòu)上的力，以及這樣的結(jié)構(gòu)能否承受這些力的作用,以確定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性。2.不同結(jié)構(gòu)受力的形變情況結(jié)構(gòu)受力變形圖示橫梁當(dāng)橫梁中部受到壓力

時(shí)，橫梁的兩端會(huì)受到支撐物對它的支持力、

的作用，橫梁發(fā)生彎曲，上部被壓縮，下部被拉伸______________________________________________結(jié)構(gòu)受力變形圖示三角形桁架當(dāng)三角形桁架上部受到力時(shí)，力

會(huì)通過桿件傳遞給整個(gè)桁架,此時(shí)，、桿件被壓縮，

桿件被拉伸，虛線為形變后的情況________________________________結(jié)構(gòu)受力變形圖示弧形拱當(dāng)弧形拱受到向下的壓力

時(shí)，拱被壓縮，拱的各部分相互擠壓，壓力

被拱傳遞，對基座產(chǎn)生作用力，基座便產(chǎn)生豎直向上的支持力、

和水平方向的力、

___________________________________

典例2

安全帽之所以能承受很大的壓力，是因?yàn)樗玫脑硎?

)BA.拱形

B.圓頂形C.三角形

D.以上均不是解析：圓頂形可以看成拱形的組合，它有拱形承載壓力大的優(yōu)點(diǎn)，而且不產(chǎn)生向外的推力。安全帽之所以能承受很大的壓力，是因?yàn)樗昧藞A頂形承受壓力的特性。1.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在外力的作用下，維持其原有的平衡狀態(tài)的能力，叫作結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。建筑物需要良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。2.影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素（1）建筑結(jié)構(gòu)的重心高低和支撐面的大小對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有影響。（2）建筑結(jié)構(gòu)的形狀：四邊形結(jié)構(gòu)在力的作用下，很容易發(fā)生形狀的改變;而三角形結(jié)構(gòu)在力的作用下，其結(jié)構(gòu)保持不變。三角形是所有幾何形狀中最堅(jiān)固穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),因此在生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。3.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)抵抗外力作用的能力。結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀、材料、連接方式等有密切的關(guān)系。三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的構(gòu)造之一。人們在長方形或六邊形等框架中，通常加入支撐桿件，構(gòu)成多個(gè)三角形，這樣可以大大增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使結(jié)構(gòu)能承受更大的荷載。4.影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素（1）相同材料制成的框架構(gòu)件，采用的截面不同，如工字形、口字形、環(huán)形和圓形等，其承受力的大小也不一樣。（2）相同形狀的不同材料制成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其強(qiáng)度也不相同。在生產(chǎn)中，通常會(huì)根據(jù)用途選擇合適的材料。例如，混凝土具有較好的抗壓性，但抗拉性比較差。在制作混凝土梁的時(shí)候，通常在混凝土中加入鋼筋，借助鋼材的抗拉性提升梁的強(qiáng)度。

教材第198頁鋼材的截面如圖所示。（1）結(jié)構(gòu)簡單：角鋼加工方便，適合多種連接方式。（2）剛性強(qiáng)：在兩個(gè)互相垂直的方向上都有較好的承載能力。5.建筑結(jié)構(gòu)的功能和表現(xiàn)形式建筑的結(jié)構(gòu)決定了其功能，結(jié)構(gòu)的變化可能會(huì)使建筑