通用技术2第一章结构与设计.ppt

欢迎大家回到课堂,新的学年已经开始！,技术与设计,第一章 结构与设计,本章第一节：常见结构的认识,广义地说，结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样且决定着事物存在的本质。,盖里椅,自然界中的结构,自然界中的结构,自然界中的结构,自然界中的结构,自然界中的结构,微生物分子结构图,自然界中的结构,DNA,自然界中的结构,金刚石,石墨,两个结构的构件相同，但排列方式不同，使性质迥异。,由观察推导出观点：,在自然界中，结构是普遍存在的。,巧夺天工,巧夺天工,巧夺天工,岳 阳 楼,优雅庄重,优美舒适,简单实用,本章第一节：常见结构的认识,广义地说，结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 在这一章中，我们所说的结构，是指可以承受一定应力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。,盖里椅,任何结构都是由许多部件和零件所组成的，在工程中称这些部件或零件为构件。,思考：物品可能会承受那些力？,结构与力：,拉 力,压 力,扭转力,弯曲力,剪切力,在外力的作用下，结构会发生几何形状的改变，在工程上称之为形变。,结构与力：,思考一下，你周边的生活物品都承受那些力？,不同结构的物品，受力情况是不同的。,思考：物品都有那些种结构？,结构的分类:,根据物体的结构形态在受力时承受和传递的方式的差别，一般可将结构分成三种类型： 实体结构 框架结构 壳形结构,结构的分类,依据生活经验判断，下面的事物属于什么结构类型？,实体结构,框架结构,壳形结构,、实体结构,实体结构：结构体本身是实心。,外力分布在整个体积中,、框架结构,支撑空间而不充满空间。,、壳体结构,外力作用在结构体的表面上。,组合结构类型：,埃菲尔铁塔底座的实体结构,埃菲尔铁塔上部的框架结构,组合结构类型：,汽车车体是框架结构与壳体结构的结合。,思考一下,结构的类型,支撑空间却不充满 空间,结构体的表面,外力分布在整个 体积中,结构体的表面,结构体的表面,支撑空间却不充 满空间,结构体的表面,结构体的表面,支撑部分空间， 分布在部分体积中,思考一下,练习：当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的？,当摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力时，由于头盔的壳体结构，使得所受力迅速分布到其表面，形成整个头盔表面均匀受力，而不是某一点受很大的力,本章第二节：探究结构,想想看，下面的结构稳固吗？,哪个更危险？,安全,危险！,本章第二节：探究结构,一、结构的稳定性：,结构在荷载的作用下维持原有的平衡形式的能力，就叫做结构的稳定性。,结构的稳定性与哪些因素有关呢？,思考1：如下两图为同一个拍摄支架，分析哪种结构更稳定？为什么？,影响结构稳定性的主要因素一：,结论1：,结构重心位置的影响。 （重心低，结构稳定性更好）,思考2： 有如下两个纸杯平放在桌上，分析哪个纸杯更稳定？为什么？,结构底座的影响。 （与地面接触所形成的支撑面越大，结构的稳定性越好）,影响结构稳定性的主要因素二：,结论：,思考： 有如下三个支架，分析哪种结构更稳定？为什么？,影响结构稳定性的主要因素三,结构的形状的影响。（相同的构件，相对位置不同，结构的稳定性不同）,结论3：,小 结,4、其他因素,F,G,O,思考一下,跨栏为什么设计成L型？,既有一定的稳定性，又可以 向一侧倾倒，以保护运动员。,思考一下,跨栏为什么设计成L型？,既有一定的稳定性，又可以向一侧倾倒，以保护运动员。,2012,桁架,十字钢梁,hng,桁,建筑中三角形的稳定性的应用,本章第二节：探究结构,二、结构的强度,结构具有的抵抗被外力破坏的能力，这种能力就称作强度。,结构的强度是通过构件和材料来体现的。,结构构件在外力作用，内部各质点之间的相互作用力会发生改变。这种作用力的改变称作内力。,分析一：建筑的支柱承受的压力,支 柱,顶 梁,构件单位截面面积所受的内力称为 构件的应力。,应力与内力、横截面积之间的定量关系：,应力=内力/横截面积,生活经验：支柱越粗，支撑力越强！,增加横截面积,扭绞的粗绳、钢缆、钢索，其实都是利用增加结构的横截面积，减少所受的应力，来增强结构的强度。,应用,茅草房,土坯房,钢筋水泥建筑,分析二：哪种更结实？,材料影响着结构的强度。,二、结构的强度,另外，材料本身的形状、材料的横截面的形状也极大的影响着结构的强度。,二、结构的强度,另外，材料本身的形状、材料的横截面的形状也极大的影响着结构的强度。,小结：,影响结构强度 的因素,材料,材料的横截面,材料的横截面 的面积,材料的横截面 的形状,其它因素,结构设计丰富而有趣： 选题 创意 设计 选材 ,结构的功能、稳定、强度、安全、美观、成本、个性、,有规可循,本章第三节：简单结构的设计,设计的一般过程包括哪些环节？,明确设计目标及要求 形成初步设计方案 模型制作 检测、优化和改进设计 评价,结构设计应考虑的主要因素有哪些？,结构设计作品举例：,本章第四节：经典结构的欣赏,坐落在河北省赵县洨河上。建于隋代（公元581618年）大业年间（公元605618年），由著名匠师李春设计和建造，距今已有约1400年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。1961年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。因赵州桥是重点文物，通车易造成损坏，所以不允许车辆通行。,赏析结构设计作品 , 可从 技术 文化 两个角度进行。,经典结构的欣赏,技术的角度主要有: 结构的使用功能的实现； 结构的稳固耐用； 结构造型设计的创意和表现力； 材料使用的合理性； 工艺制造的精湛程度等。,经典结构的欣赏,文化的角度主要有： 结构的文化寓意与传达 公众认可的美学原则 反映的时代、民族、习俗方面的特征 结构的个性特征等,经典结构的欣赏,上海世博园中国馆,经典结构的欣赏,上海世博园中国馆,展馆外观 中国馆，共分为国家馆和地区馆两部分，国家馆主体造型雄浑有力，犹如华冠高耸，天下粮仓；地区馆平台基座汇聚人流，寓意社泽神州，富庶四方。国家馆和地区馆的整体布局，隐喻天地交泰、万物咸亨。中国馆以大红色为主要元素，充分体现了中国自古以来以红色为主题的理念，更能体现出喜庆的气氛，让游客叹为观止。 设计理念 东方之冠、鼎盛中华、天下粮仓、富庶百姓。表达了中国文化的精神与气质。 主体构思 中国馆建筑外观以“东方之冠”的构思主题，表达了中国文化的精神与气质。,百度百科节选 中国2010年上海世博会中国国家馆,在21世纪的今天，环境和能源问题是城市化进程中的现实问题，中国馆的建造处处透露出环保和节能的信息。外墙材料使用无放射、无污染的绿色产品；所有管线和地铁通风口都巧妙地隐藏在建筑体内；国家馆顶层景观台使用最先进的太阳能板，储藏阳光并转化为电能，可实现中国馆照明全部自给；同时还有雨水收集处理系统，雨水通过净化后用于冲洗卫生间和车辆；地区馆表皮还设计有气候缓冲带，屋顶运用生态农业景观