《结构与设计玄振兴》PPT课件.ppt

结结构与设计设计 温馨提示 请准备好你的课本、导学案、双色笔 及学习的激情! 观观看视频视频，请请分析桥桥梁坍塌的原因有哪些？ 桥桥梁坍塌的原因 原因分析：包括自然环境气候， 、施工、超载等人为因素，同时桥梁自身材料的性 能也会随时间不断退化。 结构设计 我国越来越多的桥梁坍塌事故已经严重威胁到了人 们的生命安全 并且造成了巨大的财产损失，请分析 桥梁坍塌的原因有哪些？ v熟练掌握结构的概念及受力形式，提高区分常 见结构的能力； v通过案例分析、合作探究，掌握影响结构稳定 性和强度的因素； v学会观观察身边边事物，解释释生活中常见见的结结构现现 象 。 学习目标： 知识梳理 结构的概念 实体结构 框架结构 壳体结构 结构的分类 压力、拉力、剪切力 扭转力、弯曲力 结构的受力 认识结构 含义 结构的强度 影响因素 结构的形状 使用的材料 连接方式 含义 影响因素 重心的位置 支撑面大小 结构的形状 结构的稳定性 探究结构 结构与设计 简单结构的设计 结构欣赏 文化角度 技术角度 一、讨论重点 1.自主学习中未解决的疑问 2.探究1-探究4 二. 要求和目标： （1）小组长首先安排任务，先一对一分层讨论 ，再小组内集中讨论，AA力争拓展提升，BB 、CC解决好全部展示问题。 （2）讨论时，手不离笔、随时记录，争取在讨 论时就能将错题解决， （3）未解决的问题，新生成的问题，组长记录 好，准备展示质疑。 。 【展示点评展示点评】showshow出我风采出我风采 展示要求： 完全脱稿；认真规范 注重小结；双色笔双色笔 展示时未讨论完的同学继续讨论，讨论完的 同学由小组长组织背诵整理 展示问题展示小 组 展示方 式 展示地点点评小组 探究12 板书后黑板南1 探究13板书后黑板南2 探究24板书后黑板南3 探究35板书后黑板南4 探究48板书后黑板南5 【展示点评展示点评】showshow出我风采出我风采 点评要求： 注意仪态；言简意赅 拓展提升；引导互动引导互动 其他同学： 认真思考；做好笔记 注意倾听； 补充质疑补充质疑 展示问题展示小 组 展示方 式 展示地点点评小组 探究12 板书后黑板南16组 探究13板书后黑板南2 探究24板书后黑板南3 探究35板书后黑板南47组 探究48板书后黑板南51组 1、秋千的吊索，主要承受 ； 2、桥梁的桥墩，主要承受 ； 3、汽车方向盘的轴，主要承受 4、单杠的杠体（上面的横杠），主要受 ； 5、吊扇旋转，吊杆主要受； 拉力 压力 扭转力； 弯曲力 扭转力和拉力 探究一：分析下列构件的受力形式 拉力扭转力压力 弯曲力 剪切力 结构的受力（从力的作用效果去分析） 1、栅栏 、圆形陶瓷装饰品 、冰山 、高层建筑的穹顶、钢化玻璃锅盖 、竹排 7、人的头盖骨 8、头盔 9、大坝 3 7 16 54 8 9 2 实体结构： 框架结构： 壳体结构： 探究二： 总结：通过受力特点区分结构类型 1）实体结构：是指结构体本身是实心的结构。 受力特点：外力分布在整个体积中。 2）框架结构：是指结构体由细长的构件组成的结构。 受力特点：支撑空间而不充满空间，由梁和柱组组成框架共同抵抗使用 过过程中出现现的水平荷载载和垂直荷载载 3）壳体结构：通常是指层状的结构。 受力特点：外力作用在结构体的表面上，由弧面整体分担承受，抵抗变形。 4）组合结构：在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：现代建筑整 体是框架结构，地基、柱子为实体结构。 有的建筑屋顶为壳体结构如美国白宫 美国白宫 书籍组合的背景墙 变形后的独立“书籍 2009年4月25日，第十九届全国图书交易博览 会在山东举行。开幕式上由10部巨型“书”拼接 而成的背景墙给人留下了深刻的印象。 图1“书籍组合的背景墙” 思考：这这些书书籍造型最宜采用 （框架壳体 实实体或实实心）结结构 高考连线 图2变形后的独立“书籍” 点拨拨提升 v只有做好受力分析和结构类型的分析 。才能在进行结构设计时选择正确的 材料，选择正确的结构类型，从而更 好的实现结构的功能。 探究三 v 比萨斜塔(CAMPANILE DI PISA) 是世界建筑史上的一大奇迹。由 于塔身压力过重和地质松软，在 施工期间塔身既出现轻微倾斜， 随着工程的进度，倾斜度不断增 加。曾一度停工。一百多年以后 ，经工程师托马索皮萨诺精心 测量和计算，证明比萨斜塔虽倾 斜，但不会倒塌，使工程继续直 到竣工。（1）试试从影响结结构稳稳 定性的因素分析工程师马师马索皮 萨诺萨诺的证证明依据。 v （2）如果你是工程师师，你应该应该 如何增加塔的稳稳定性？ （1）原因：其重心的所在的点垂线线落在结结构底面范围围内 （2）改进进措施 增加塔身反倾倾斜方向的重量，使重心反方向偏移； 夯实实塔身倾倾斜方向的地基（不易实现实现） 从塔身反倾倾斜地基的下方挖走部分沙土，使重心反方 向偏移 增加支撑架，扩扩大支撑面积积，利用三角形结结构的稳稳定 性 辽宁瑞州古塔，现 存塔身高10米，塔身 向东北方向倾斜12度 ，塔尖水平位移1.7米 。该塔建成之后虽几经 地震与洪水破坏，却始 终斜而不倒，堪称奇迹 。 苏州的虎丘塔 虎丘塔高47.7米，比 意大利比萨斜塔矮6 米；塔尖偏离中心 2.34米，是比萨塔的 一半；虎丘塔建于 961年，比比萨塔早 完工390年。因为地 基不牢，重6000吨的 塔便倾向土堆的一边 。 中央电视台新楼 “全球第一斜塔”阿联酋高楼 稳定性稳定性 支撑面积支撑面积 几何形状几何形状 重心位置重心位置 支撑面积越支撑面积越 大，稳定性大，稳定性 越好。越好。 结构的整体几何结构的整体几何 结构必须科学合结构必须科学合 理理 重心越低，重心越低， 其稳定性越其稳定性越 好好 影响结构稳定性的因素 前提条件： 重心所在点 的垂线落在 底面范围内 思考：许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？ 这是为了进一步增大与地面接触所 形成的支撑面积，增加稳定性。 临时摆放的屏风为什么摆成字型，而不摆成一字型？临时摆放的屏风为什么摆成字型，而不摆成一字型？ 在受到外力作用时，有多个接触面，增大了与 地面的支撑面积，可将力进行分散，并且三角 形的结构比较稳定 探究四： v （1）我们经们经常看到马马路旁边边的广告牌后面的支撑架是三角结结构。 v （2）我们们常用的A形梯不直接采用铝铝合金片，而用长长方形截面的铝铝 合金构件， v （3）分别别在一根竹杆和一根同样样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同 质质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂 v （4）中国古建筑木结结构和传统传统木家具制作主要采用榫接的连连接方式 ，不但可以承受较较大的荷载载，而且允许产许产生一定的变变形。 v 以上几种现现象中我们们看出以下哪个因素影响了结结构的强度？ 强度强度 材料材料 连接方式连接方式 形状形状 综合考虑各种因素。 结构的外部结构的外部 形状形状 构件的截面构件的截面 形状形状 刚连接刚连接 铰连接铰连接 总结：影响结构强度的因素 轮子轴承 合页 为什么大坝的横截面总是建成如图所示的梯形 1.增加结构与地面的支撑面积，提高结构的稳定性 2.可以减小水对大坝的冲击力，提高结构的强度 拓展提升 v如图图，路灯立柱与底盘盘接头头才用 了哪种连连接方式（刚连刚连接，铰连铰连 接）？，试试分析三角状筋板的作 用 电线杆与底盘采用刚连接， 由于连接面积小，重心位置 高，受力大，连接处容易断 裂。加三角状筋板，主要是 提高连接处的强度，更好地 抵抗外力。 学以致用 小华喜欢做家务，他发现传统长臂式晾衣架不方便 撑挂圆领衣物，于是尝试对衣架进行改造并制作出 木制可变形衣架（右图）。 改造后他发现衣架出现了结构不稳定的问题。为此 他设计了4种改进方案，其中最稳定的是 拓展： 稳固的结构对我们的生产生活是非常重 要的，那么凡是不稳定的结构设计都应 该放弃吗？请举例说明 学完了本节课的知识，请思考如果你是桥梁设 计的工程师，为了减少桥梁坍塌带来的巨大损失 ，你应该如何提高我国桥梁的强度？ 1.桥墩主要受压力，因此应选择实体结构，采用 抗压能力强的钢筋混凝土，石材等材料 2.桥梁从受力和减轻桥身重量的角度考虑，主要 采用框架结构，并选择抵抗变形能力强的材料 3.提高施工的技术质量，采用先进材料、技术。 当堂检测 要求： 3分钟独立、高效完成 15 B B C B B 6 B 利用倒置的酒瓶 的不稳稳定性预报预报