结构与设计(复习)

专题五,结构与设计,（复习）,苍耳子,蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角10928，锐角7032完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。,一、结构的定义,1、广义上，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结构，包括自然界、技术领域和社会领域等各层面,1下列结构不是受自然界事物结构启发而产生的是（）A北京奥运会“鸟巢”B导弹跟踪系统C防毒面具D手表2以下哪种产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的（）A灯泡B乒乓球C锯子D篮球架,2、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。,二、结构与力,当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变,产生一种抵抗的力,称为内力。应力是结构的单位横截面上所产生的内力，应力达到某一极限值时,结构就会遭到破坏。用公式表示应力为=F/s,其中,F是内力,S是受力面积,是应力。,练一练,如图为定滑轮示意图，线的粗细关系L1=2L2=2L3，下列说法正确的是A、L1,L2,L3所受的内力相同B、L2所受的应力最大C、L1,L2的内力相同D、L1,L3所受的应力相同,常见的五种受力形式,分析受力的形式,弯曲力,拉力,压力,扭转力,吊兰的支撑架,桥墩,两端被托起的梁,高考链接(2009年3月浙江高考试题）小军打羽毛球挥拍时金属杆受到的力主要是（）A弯曲力B压力C拉力D扭转力,想一想：用老虎钳剪断铁丝和用剪刀剪断铁丝，铁丝分别受到什么力？,三结构的类型,实体结构：实心结构受力特点：外力分布在整个体积中实体结构可以连续传递载荷，适于承受压力。,框架结构：细长的构件受力特点：支撑空间而不充满空间能够承受垂直和水平方向的力，但承重力和刚度相对较低,壳体结构：层状结构受力特点：外力作用在结构体的表面上，并且能够通过壳形将力均匀扩散，以此来传递和承受外力。组合结构：很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。,1、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金字塔C蚌D鸡蛋2、下列结构分类错误的是()A、实体结构：三峡大坝B、壳体结构：人的头盖骨C、框架结构：长城城墙D、组合结构：天文台,练一练,影响结构稳固的因素有那些？,一、结构的稳定性二、结构的强度,稳固结构的探析,一、结构的稳定性,结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有的平衡状态的能力。,下图是4个装水量不等的矿泉水瓶，它们都被倒置在水平桌面上。假设瓶子自身的重量非常轻，那么哪个瓶子的稳定性最好（）,影响结构稳定性的因素,因素一：重心位置高低,儿童的平衡能力相对比较弱。为了防止翻车，大多数童车的后轮两侧会各加一个小轮。正常行驶时，两个小轮不与地面接触；当车子左倾或右倾时，两个小轮中的其中一个就会接触地面，从而不致翻到。这是由于（）A增大了摩擦力，方便制动停车B降低了重心，增强了结构的稳定性C增大了结构与地面的接触面，增强了结构的稳定性D增大了结构与地面的支撑面，增强了结构的稳定性,影响结构稳定性的因素,因素二：支撑面积的大小,支撑面积的大小,想一想：,照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？,影响结构稳定性的因素,因素三：结构的形状,结构的稳定性与它的几何形状有关,比萨斜塔为什么不倒塌？,想一想：,结构稳定,重力所在点的垂线落在支撑面内,想一想：,单脚支撑的自行车放稳的原因分析,影响结构稳定性的因素：,结论,重心位置结构形状支撑面积,不稳定结构的利用,讨论:：列举生活中不稳定的结构实现一定功能的例子,不稳定结构的利用,跨栏,如移动门、折叠椅等等都是不稳定结构的利用。,静止时自行车稳定的停在路边,自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？,(1)货物应尽量放在船舱里还是甲板上？为什么？(2)拥挤的公交车上已没有座位，你必须站着，扶手也没有了，你如何在公交车上能保持自己不摔倒？,课堂练习,结构的强度是指结构具有的抵抗破坏的能力。,二、结构的强度,2.1结构的形状,石墨的结构,金刚石及其内部结构,2.1结构的形状,相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。,2.2、强度与材料,结构的强度与材料有关,VS,纸杯,钢杯,截面粗细不同的两根实心直杆件，在相同的拉力作用下，遭受破坏的程度不一样，粗截面的杆件先被破坏，其根本的原因与（）A.外力无关B.内力无关C.应力有关D.材料有关,使用钢筋混凝土结构的好处是什么？,拓展,1.楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是,2、古代打土墙时经常在土中加入适量的稻草，加入稻草的目的是（）A增强墙体的结构强度B提高墙体的稳定性C房屋的保暖D减少用土量,结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。,2.3结构的连接,结构构件的连接通常有以下两类：铰连接刚连接,2.3结构的连接,铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，具体有松螺栓、松铆等。,2.3结构的连接,刚连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。,2.3结构的连接,胶接,榫接,1.（2009年3月浙江高考）下列自行车四个部位的连接中属于铰连接的是A辐条与车圈的连接B链条间的连接C鞍座与车架的连接D轮胎与车圈的连接2.（2009年浙江会考）要求铁栅栏门安装到门框上能够正常开启和关闭，铁栅栏门与门框合理的连接方式是A榫接B铰连接C焊接D刚连接,三、结构与功能,结构对事物的功能和作用产生着直接的影响，结构的改变可能导致功能的改变,多功能起子,1.若学校路灯钢管杆上部被台风吹断，其主要原因是（）A钢管的稳定性差B钢管的强度不够C钢管的重心太低D钢管的根部固定于地基的深度不够,2、下列叙述与结构的强度无关的是A塑料凳的截面设计成凹凸状B铁制凳子比塑料凳子的抗压能力强C金刚石碳元素构成的正四面体形状而石墨构成的是片状六边形D骑自行车时左右摇晃,四、结构设计,结构设计,功能,人的个性化需要,寿命,安全,美观,稳定性,强度,成本,小结,一、结构的稳定性影响结构稳定性的三个因素：重心位置、支撑面积的大小和结构的形状二、结构的强度影响结构强度的三因素：结构的形状、结构的材料与连接三、结构与功能四、结构设计,某村庄旁边的小河上原有一座限重1.5顿的简易桥梁，如图所示，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？请同学设计出2种以上的改良方案，并画出设计简图。,李林发现学校的8人寝室缺少一个脸盆架，他仔细查看