第一单元结构与设计1-5

第一单元结构与设计 一常见结构的认识二稳固结构的探析三简单结构的设计四经典结构的欣赏 一常见结构的认识1 无处不在的结构 图片有关结构的最好能对单个的图片可以放大观看参照课本上的 埃及金字塔 世界上任何事物都存在结构 结构多种多样且决定着事物存在的性质 结构 structure 是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列 阅读 这座大桥本该是著名设计师特奥多罗 库帕的一个真正有价值的不朽杰作 库帕曾称他的设计是 最佳 最省的 可惜 它没有架成 库帕自我陶醉于他的设计 而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米 以成为世界上最长的桥 桥的建设速度很快 施工也很完善 正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时 人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响 大桥的整个金属结构垮了 19000吨钢材和86名建桥工人落入水中 只有11人生还 由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算 导致了一场悲剧 2 结构与力 从力学角度来说 结构是指可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 每个物体都有它的特定的架构形态 这种架构形态体现着它的结构 物理学与通用技术研究力的角度不同 物理学往往研究外力 把物体当质点 哪怕是地球 在研究它绕太阳转动时 仍把它当作质点 而技术学则关注一个物体内部受力情况 构件的基本受力形式 拉力 压力 剪切力 扭转力和弯曲力 实体结构 结构体本身是实心的受力特点 外力分布在整个体积中 如实心墙 大坝 结构的类型 实体结构 框架结构 壳体结构 框架结构 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 如铁架塔 建筑用脚手架 厂房的框架 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 如摩托车手的头盔 飞机的外壳 贝壳 1 结构与稳定性 1 结构的稳定性 结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力 二稳固结构的探析 探究一 不倒翁为什么不倒 得出结论 不倒翁不倒让我们得出什么结论 重心的高低影响结构的稳定性 重心越低 稳定性越好 重心越高 稳定性越差 探究二 落地电风扇为什么不易翻倒 得出结论 落地电扇的底座又让我们得出什么结论呢 结构与地面接触所形成的支撑面的大小影响结构的稳定性 支撑面越大越稳定 越小越不稳定 注意支撑面和接触面积的区别 结构或构件的形状影响其稳定性 总结 影响结构稳定性的主要因素 1 重心位置的高低2 结构与地面接触所形成的支撑面的大小3 结构的形状 知识拓展 有时也利用不稳定来为我们生活提供便利 例如 1 用倒置的啤酒瓶预报地震2 在水桶的一边挂上重物打水 不稳定结构 2 结构与强度 1 结构强度结构强度 指结构具有的抵抗被外力破坏的能力 根据你的生活经验填写下表 竹竿比脆性塑料杆能挂更多的重物而不会断裂 竹竿材料的抗拉性能更强 中间有焊接缝的钢管受到撞击时容易损坏 因为有连接点 关于结构强度的概念内力 当物体受到外力作用时 内部各质点之间的相互作用发生改变 产生一种抵抗外力与形变的力 应力 构件单位横截面积上产生的内力 公式 2 影响结构强度的主要因素 空调安装架 注意结构对强度的影响有两点 一是结构的外部形状二是结构的构件截面形状结构的外形相同 构件的截面不同 其强度不一样 影响结构强度的几个主要因素 1 结构的形状 2 使用的材料 3 构件之间的连接方式 三角形是框架结构中最基本的形状之一 它结实 稳定 所用材料最少 1 结构的形状 各种形状的横截面构件 所承受力的程度是不一样的 结构的材料 不同材料构成的结构 其强度各不相同 有抗拉力 压力 剪切力和扭曲力性能的 所以在不同结构不同要求中 选择不同特性的材料 梁的示意图 压力 拉力 为什么北川希望小学在地震中屹立不倒 结构的材料 1 铰连接 被连接的构件在连接处不能相对移动 但可相对转动 如折叠伞伞骨间的连接 门与门框的连接等 结构的连接方式 结构的连接方式 2 刚连接 被连接的构件在连接处既不能相对移动 也不能相对转动 具体有榫接 胶接 焊接等 3结构与功能 结构不仅是事物存在的一种形式 而且对事物的功能和作用产生着直接影响 结构的变化可能导致功能的变化 冰上自行车 三简单结构的设计 简易相片架的设计 结构设计 美观 稳定性 强度 成本 功能 人的个性化需要 寿命 安全 知识点回顾 结构设计应考虑的主要因素 现在要你来设计一个相框 你会从哪些方面来考虑 如何来进行你的设计 讨论与交流 设计要求 1 能方便地取放相片 2 具有一定的稳定性和强度 相框不易变形 支架不易松动 相框与支架连接牢固 3 具有一定的装饰性 4 不一定就是参照课本的图片设计 你只要设计出你喜欢的相框 5 从人性化的设计观点出发 让你的相框多出一些闪亮点 简易相片架的设计 作品评分 四经典结构的欣赏 如何欣赏设计作品 以建筑为例 技术 包括结构使用功能的实现 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 文化 具体包括民族特色 历史性 时代性 艺术性等方面 经典结构之一 赵州桥 桥长64 40米 跨径37 02米 是当今世界上跨径最大 建造最早的单孔敞肩型石拱桥 观看时 注意 桥的结构特点 桥的受力分析 桥的文化寓意和民族特色 经典结构之二 飞檐 洞庭天下水岳阳天下楼 经典结构之二 飞檐 武当山道教古建筑的宫殿屋檐的每条垂脊前端 都有一排栩栩如生的禽兽像 形状各异 数量不一 这些禽兽被称为小兽 龙 是传说中一种能兴云作雨的神异动物 封建时代龙又是作为皇帝的象征 经典结构的欣赏 经典结构之二 飞檐 经典结构的欣赏 经典结构之二 飞檐 经典结构的欣赏 中西经典结构欣赏 故宫 文化 汉族文化的代表 建筑色彩以朱墙黄顶为主 表现皇帝的威严 屋顶的飞檐结构减轻了大屋顶的沉重感 既增添了飞动轻快的美感 同时又体现了高贵华美的风韵 丰富了建筑文化 技术 采用了典型的木结构建筑形式 木结构建筑主要采用榫铆连接 屋顶的飞檐结构扩大了采光面 有利于排泄雨水 经典结构的欣赏 中西经典结构欣赏 圣彼得大教堂 文化 体现了明显的文艺复兴时期提倡的古典主义形式 主要特征是罗马式的圆顶穹窿 希腊式的石柱以及平的过梁相结合 是典型的哥特式教堂 整个教堂采用巨大的石材结构