第一单元 结构与设计复习

1917年 魁北克大桥竣工通车 这座桥是世界上最长的悬臂跨度大桥 大桥的长度由原来的500米加到600米 忽略了对桥梁重量的精确计算而倒塌 1913年中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中突然掉落塌陷 原因是一个支撑点的材料指标不到位造成的 1907年特奥多罗 库帕称此桥是 最佳 最省的 工程师之戒 戴上了这枚戒指就意味着要把自己的工作做到最好 它们时刻提醒工程师们 要具有高度的责任感去设计安全 牢固和有用的结构 第一单元结构与设计复习 常见结构的认识 什么是结构 结构的受力形式有哪些 结构的类型有哪些 各种结构类型受力特点有何不同 4 结构的强度与哪些因素有关 3 结构的稳定性与哪些因素有关 5 结构改变 功能和性质是否改变 6 结构设计应考虑的主要因素有哪些 7 欣赏经典结构作品一般可从哪两个角度进行 结构与设计复习要点 知道 识别 1 2 5 6 7 理解 应用 3 4及结构设计方案 知识点一 什么是结构 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列 从力学角度来说 结构是指可以承受一定力的架构形态 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力 拉力反方向向物体两端均匀施力 使物体发生扭转形变的力压力作用于物体 使它产生弯曲的力扭转力挤压物体的力剪切力物体所承受的拉拽力弯曲力两个距离很近 大小相等 方向相反 且作用于同一物体上的平行力 马上行动 连连看 实体结构 外力分布在整个体积中 灯泡为何能承受如此大的力 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 知识点二 结构与类型 组合结构 动动脑找一找 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 汽车外壳 人的头盖骨 埃菲尔铁塔 0 头盔11 大坝12 自行车 3 11 1 6 7 5 4 8 10 9 12 2 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 结构的稳定性是指结构在负载的作用下 维持原有平衡状态的能力 因素一 支撑面积的大小 因素二 重心位置的高低 因素三 结构的形状 知识点三 结构的稳定性 接触面 支撑面 注意区别 结构重心的位置 结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内 落在就是稳定的 没有就是不稳定的 中国的斜塔 辽宁瑞州古塔塔身高10米 塔身向东北方向倾斜12度 塔尖水平位移1 7米 结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力 钢管 知识点四 结构的强度 知识点五 结构与功能的关系 结构的改变导致功能的改变 结构决定着事物的性质 也直接影响事物的功能 结构设计 个性化需求 强度 功能 成本 安全 寿命 稳定性 美观 其他 知识点六 结构设计的目标和主要因素 知识点七 结构的欣赏 鸟巢 形态如同孕育生命的 巢 它更像一个摇篮 寄托着人类对未来的希望 设计者们坦率地把结构暴露在外 因而自然形成了建筑的外观 走近去 可以发现 鸟巢 银灰色矿质般的钢网以透明的膜材料覆盖 其中包含着一个土红色的碗状体育场看台 在这里 中国传统文化中镂空的手法 陶瓷的纹路 红色的灿烂与热烈 与现代最先进的钢结构设计完美地相融在一起 水立方 的膜结构已成为世界之最 它是根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的 这个看似简单的 方盒子 是中国传统文化和现代科技共同 搭建 而成的 在中国传统文化中 天圆地方 的设计思想催生了 水立方 它与圆形的 鸟巢 国家体育场相互呼应 相得益彰 方形是中国古代城市建筑最基本的形态 它体现的是中国文化中以纲常伦理为代表的社会生活规则 而这个 方盒子 又能够最佳体现国家游泳中心的多功能要求 从而实现了传统文化与建筑功能的完善结合 1 结构强度与形状 材料和连接方法有关 2 物体的结构强度越大它的稳定性越大 3 照相机的三角架稳定是因为与地面接触面积大 4 结构的形状不同 其稳定性也不同 5 混凝土梁常用钢筋加固 通常钢筋放在上面 6 任何结构都是利用它的稳定性 概念辨析 基本知识检测 小试身手 不稳定的结构应用 倒置的啤酒瓶可以预报地震 在打水的桶口边挂一重物 在水面时能自动翻倒打水 知识迁移 1 下列事物的结构是受自然界事物的结构启发而产生的是 A 篮球B 国家体育场 鸟巢 C 足球D 铅球 B 二 选择题 2 在2008年北京奥运会比赛场馆的建设过程中结构的稳定性至关重要 下面不是响结构稳定性的因素是 A 建筑物重心位置的高低B 建筑物的结构形状C 建筑物与地面支撑面积的大小D 建筑物的颜色 知识迁移 D 3 在奥运会体操比赛的时候 运动员在单杠上做大回环姿势时 会使杠体产生 变形 A 拉伸B 弯曲C 压缩D 断裂 B 知识迁移 4 2008年北京奥运会举重运动员在举重过程中双臂主要承受什么力 A 拉力B 压力C 剪切力D 弯曲力 知识迁移 B 5 建造 水立方 选用钢材而不选用木材主要是考虑 A 美观B 实用C 结构的强度D 成本 知识迁移 C 6 我们所用的板凳属于 结构 A 实心结构B 框架结构C 空心结构D 壳体结构 B 知识迁移 7 在2008年北京奥运会比赛中 以下哪一个结构是属于利用不稳定的结构实现某些功能的 A 乒乓球桌B 羽毛球拍C 跨栏D 单杠 C 知识迁移 8 分析下列物体的结构类型 判断哪个不属于壳体结构 A 西瓜B 圆形陶瓷饰品C 贝类D 金字塔 D 知识迁移 9 我们常用的A形梯不采用铅合金片 而是采用长方形截面的构件 这说明以下哪能个因素影响着结构的强度 A 材料B 形状C 构件D 连接方式 B 知识迁移 1 分析评价题 自行车是我们生活中常见的结构 请根据你所学有关结构的知识回答以下问题 1 自行车的结构设计除了考虑稳定性外 还主要考虑什么因素 它跟什么因素有关 2 自行车的车架为什么采用三角形结构 3 自行车的车架部分采用了空心钢管材料 请说明使用这种材料的两种优点 1 强度 它与结构的形状 使用的材料和构件的连接方式有关 2 三角形结构有比较好的稳定性 强度 3 一是减轻车的自重 二是节省材料 降低成本 技术分析 相信你一定能行 2 如图所示 某村庄旁边的小河上原有一座限重1 5吨的简易梁式桥 桥下的河水较浅 不能通航 现在由于经济的发展 运输量有了极大的增加 必须使桥梁的承重能力加以提高 但是又不能把桥拆掉后重新再建 因为这是该村唯一的公路桥 那么我们应该如何进行改进 设计出符合要求的桥梁结构呢 请同学们设计出3种以上的改良方案 技术分析 你能帮帮我吗 选择合适的材料制作斜拉索 并在桥两侧安装足够强度的立柱 由于小河不能通航 所以可以增加一个或几个桥墩来加大承重 在桥面下增加拱形结构 在不影响桥面通行的情况下 可以增加桥梁的承重 在桥的两侧增加钢制的三角形桁架结