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第一章结构与设计第一节初识结构 技术与设计 学习目标 1 知道结构的含义2 掌握结构的分类 故宫 白金汉宫 克里姆林宫 布达拉宫 长城 卢浮宫 埃菲尔铁塔 赵州桥 看了以上精妙绝伦的建筑 我们不禁为设计师们精彩的设计艺术而感叹 大家也注意到这些建筑使用的材料没什么特殊 却千姿百态 风格迥异 它们在设计上有什么不同 主要是结构不同 那么 什么是结构呢 结构与设计具有什么关系呢 一 结构的涵义 结构 一词 对同学们来说可能并不陌生 请同学们想一想 在学习其它课程中 有哪些课程提到过 结构 在生物课中提到过 人体的结构 在政治课里有社会结构 在化学和物理中 有物质结构 分子结构 原子结构 在语文课里接触过 文章的结构 在地理课中有地质结构等 结构是指物体的各组成部分之间的搭配 排列及其相互关系 结构的各组成部分 通常称为构件 物体的主体框架与构造形式 称为架构 同样的三根棍 首尾相连 就成了武术器械 三节棍 如将三根棍的一端连在一起就变成了可用来照相和测量的 三角架 从以上事例 我们看到结构是如何的重要 结构决定了物体的性质和形态 结构不合理 就会产生严重的后果 结构的本质 结构是为了承受力和抵抗变形 贵州一在建大桥坍塌 河北沧州一大桥坍塌造成3人死亡3人伤 课本结构实例展示 例1 板凳由哪些部分组成 形状有哪些特点 塔吊为什么有如此大的力气 为什么使用钢缆而不是用钢筋 例2 例3为什么要用这种材料 是否易弯曲 弹性 撤去外力 提问 板凳 吊绳和蛇皮管灯问什么要制成那样呢 物体的结构是由物体的功能和需要决定的 总结 物体的功能和需要 结构 物体的性质和形态 为了保证结构的正常工作 这些构件必须有对于主要载荷的足够的承载能力 这是结构设计中必须考虑的重要问题 二常见结构的类型1 根据力学的架构与形态的不同 分为 1 实心结构 这类结构的特征是几何外形简单 通常有杆 柱 板 体等之分 特点 能承受较大的压力 实例 房屋的墙体 水库的大坝 古代的城墙等 城墙 三峡大坝 金字塔 2 框架结构 其特征是几何外形较为复杂 能承受垂直和水平荷载 依据功能和使用条件的不同 可以设置成不同框架的组合 框架结构通常由杆件组成 也有用板件组成的 这里的杆或板 可以是实心的 也可以用管材 特点 制作方便 节省用料 实例 门 窗 塑料大棚的棚体 自行车车体 输电铁塔 转台等 框架结构厂房 框架结构 南京长江大桥 简易衣橱 3 壳体结构特征 壳体内空 受力合理 形态稳定 壳的几何形状有折线形的 圆弧形的和拱形的等 实例 储油罐 水壶 水杯 火箭 飞船 装甲车等 储油罐 水杯 飞船 枭龙战机 宋级常规潜艇 思考 1 摩托车头盔 常见的都是圆弧形结构 为什么这样做呢 当这种头盔受到外力冲击时 外力将由弧面整体分担承受 抵抗变形 如果将头盔做成长方形体或多面形体时 外力将主要由接触点所在的小平面承受 易使壳体变形 2 联系生活 还有那些圆弧形 多面体形壳体结构的实例 自然界中的椰子 桂圆 西瓜 贝类 蛋 龟等 都属于壳体结构 它们以较薄的外壳 获得了较大的承受外力的卓越性能 思考以下都是什么结构类型 拱坝 2 从结构的几何形态来分 p10 1 缆索结构如 帆船 吊车的吊绳 一些桥梁等 胜利大桥 帆船 2 桁架