通用技术结构与设计课件

结构与设计结构与设计1认识结构——了解结构1.自然界中的结构认识结构——了解结构1.自然界中的结构22.人工结构认识结构——了解结构2.人工结构认识结构——了解结构33.结构的概念 (1)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。 (2)构件：一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。 (4)应力：构件单位截面面积所受的内力。 (3)内力：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。认识结构——了解结构3.结构的概念 (1)结构是指事物的各个组成部分之间的有序41.作用在构件上的各种力：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。

认识结构——结构的受力1.作用在构件上的各种力：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲52.作用在构件上的各种力受力形式概念拉力物体所承受的拉拽力压力挤压物体的力剪切力两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力扭转力反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力弯曲力作用于物体，使它产生弯曲的力认识结构——结构的受力2.作用在构件上的各种力受力形式概念拉力物体所承受的拉拽力6判断受力情况认识结构——结构的受力判认识结构——结构的受力7从力学架构与形态方面考虑，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。

结构的类型概念受力特点承受的力举例实体结构结构体本身是实心的结构外力分布在整个体积中压力等实心墙、大坝框架结构结构体由细长的构件组成的结构支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载压力、拉力、弯曲力铁架塔、建筑用脚手架壳体结构结构体是层状的结构外力作用在结构体的表面上顶部受压力，均匀扩散到下部贝壳、头盔、水立方认识结构——结构的类型从力学架构与形态方面考虑，通常将结构分为实体结构、框架结构和8认识结构——结构的类型实体结构框架结构壳体结构认识结构——结构的类型实体结构框架结构壳体结构91.

结构的稳定性含义：结构在外力的作用下维持其原有平衡状态的能力，它是结构的重要性质之一。探究结构——结构与稳定性2.影响结构稳定性的主要因素

影响结构稳定性的因素主要有：重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面大小、结构的形状、结构的连接几何形状。

如果结构重心所在点的垂线落在支撑面范围内，则结构处于稳定状态。1.结构的稳定性探究结构——结构与稳定性2.影响结构稳定性101.影响结构强度的主要因素探究结构——强度与材料

结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。

结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。

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。在长方形或六边形的框架中间，加上三角形的支撑构件，可大大增加结构强度。1.影响结构强度的主要因素探究结构——强度与材料 结构的11探究结构——强度与材料探究结构——强度与材料12构件的连接方式：通常有两种：刚连接和铰连接。榫接、胶接、焊接都属于刚连接。还有螺栓连接、绳接、铆接等。探究结构——结构的连接方式构件的连接方式：探究结构——结构的连接方式132.简单结构的设计

根据问题确定具体的设计项目；明确设计目标及要求；进行设计分析；形成初步设计方案；模型或者原型制作；检测、优化和改进设计；设计评价。1.结构设计的主要因素：稳定性、强度、成本、使用寿命、美观、安全因素、功能、经济因素等。

（1）受力情况、稳定性、强度、连接方式、材料选择等。（2）还有从功能、实用、安全、经济、美观和人性化等角度考虑（3）能对结构设计进行基本的描述（图纸等）结构的设计2.简单结构的设计1.结构设计的主要因素：稳定性、强度、成本14经典结构的欣赏

优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。我们在赏析和分析这些经典的结构设计作品时，可以从两个角度来进行：

1.技术角度：侧重结构的功能，结构的稳固性和耐用程度，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等。

2.文化角度：侧重文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等等。

经典结构的欣赏优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能15学考真题练习1、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确切的是（

）A．拉力指物体所承受的拉拽力B．压力就是挤压物体的力C．剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力D．弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力2、如图所示为一款机械手。在力F作用下，拉杆通过连杆带动夹持手绕着销轴转动，将工件夹紧。连杆和夹持手的主要受力形式是(

)A.连杆受拉、夹持手受弯曲B.连杆受压、夹持手受压C.连杆受压、夹持手受弯曲D.连杆受弯曲、夹持手受弯曲CC学考真题练习1、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯16学考真题练习3、如图所示是修缮完毕的上海外白渡桥北段桥身。外白渡桥是苏州河汇入黄浦江口的第一座钢桥，见证了上海滩百年沧桑。在修缮时，有关部门非常强调要修旧如旧。如此修缮的主要原因是（

）A．该桥是框架结构B．此地段无法架设现代桥梁C．此地段交通的迫切需要D．该桥具有较高文化价值4、如图所示的交通路牌结构示意图。横杆①②平行与立柱③垂直安装，当路牌遭遇正面强风时，横杆②与立柱③的主要受力形式分别是(

)A.②受压，③受拉、受弯曲B.②受弯曲，③受弯曲，受扭转C.②受弯曲，③受压、受弯曲D.②受压，③受弯曲、受扭转DB学考真题练习3、如图所示是修缮完毕的上海外白渡桥北段桥身。外17学考真题练习5、如图所示是一款创意三轮车葡萄酒瓶架。若要提高它的稳定性，有效的改进措施是(

)A.增加瓶筐材料的直径

B.缩短前后轮的距离C.增大两后轮的直径

D.增大两后轮的间距6、如图所示的结构承受竖直向下力F的作用。该结构的材料选择不合理的是（

）A．AB选择硬支撑杆B．AB选择足够强度的绳索C．CB选择硬支撑杆D．CB选择足够强度的绳索DB学考真题练习5、如图所示是一款创意三轮车葡萄酒瓶架。若要提高18学考真题练习7、生产施工前要对材料的性能进行测试，要测试木材的某种强度，如图2所示装置，测试前先准备两个木纹方向不同的木块A、B，关于这个测试说法正确的是（

）A．图1中A、B是同种木材的木料，该测试是材料的抗弯强度测试B．图1中A、B是两种木材的木料，该测试是材料的抗弯强度测试C．图1中A、B是两种木材的木料，该测试是材料的抗剪强度比较测试D．图1中A、B是同种木材的木料，该测试是材料的抗剪强度比较测试C8、在举办运动会的时候，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学考真题练习7、生产施工前要对材料的性能进行测试，要测试木材19学考真题练习9、某班级在通用技术课上，进行了结构设计与制作比赛：用规定数量的木筷搭建规定高度的支撑架，看谁制作的支撑架能承受的压力最大。结果如图所示的结构得到了冠军。该结构获得冠军的主要原因是（

）A．采用了木质的筷子B．采用了三角形的结构C．支撑面大D．重心低10、不同的材料一般采用不同的连接方式。金属一般采用（）方式，木材一般采用（）方式，塑料一般采用（）方式，玻璃一般采用（）方式A.焊接、铆接、榫接、胶接

B.焊接、榫接、胶接、胶接

C.胶接、铆接、焊接、榫接

D.胶接、焊接、铆接、榫接BB学考真题练习9、某班级在通用技术课上，进行了结构设计与制作比20学考真题练习11、桁架结构全由三角形组成，接头均为旋转接头，称为铰接。大跨度建筑物的屋顶、大型桥等，常采用桁架结构。以下桥梁中采用桁架结构的是（）12、如图所示为竹木混合材料的躺椅，其结构的主要类型是（）A．实体结构B．壳体结构C．框架结构D．其他结构

CB桁(héng)架：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。学考真题练习11、桁架结构全由三角形组成，接头均为旋转接头，21学考真题练习13、如图所示为用硬纸板制作而成的座椅，具有一定的强度，能承受一个成年人的重量。下列可以提高纸板椅强度的措施是(

)A.增大纸板椅支撑面B.提高纸板椅重心高度

C.增加纸板椅座面的宽度D.增大纸板的横截面

14、孙丽对如图所示的户外垃圾桶结构进行改进。以下措施中不合理的是(

)DD学考真题练习13、如图所示为用硬纸板制作而成的座椅，具有一定22学考真题练习15、如图所示是一款千斤顶，其工作原理是：转动丝杆，改变支撑杆间的角度实现升降。下列关于千斤顶结构的说法中，错误的是(

)A.支撑杆用钢板制作成“U型”，既保证强度又减轻质量B.通过丝杆的转动实现千斤顶的升降C.蝶型底座，既适用于不同地面，又有较大的支撑面积D.支撑杆之间采用铰连接，主要是为了便于折叠收纳16、小刘家的长木凳凳脚与凳板间的连接处出现了松动，以下加固方法中，既美观又有效的是(

)DC学考真题练习15、如图所示是一款千斤顶，其工作原理是：转动丝23学考真题练习17、如图所示为一款“小鸟”造型塑料CD架,在对其稳定性试验中,随着CD盘增加,稳定性降低,以至于发生倾覆。为了提高该产品稳定性。下列措施可行的是()A．加长鸟嘴长度B．改用强度更高的塑料C．增加脚与鸟嘴之间的高度D．增加脚的长度18、赵州桥设计师李春将桥身建造成“敞肩拱”结构,主要是()A.方便车、马、行人通过B.减小水的冲力、节省材料、减轻桥的自重C.美观D.有个性DB学考真题练习17、如图所示为一款“小鸟”造型塑料CD架,在对24学考真题练习19、山西悬空寺始建于北魏时期，是一处木质框架结构古建筑，紧贴崖壁，半悬空中。下列说法正确的是(

)①北魏时期佛教已传入我国；②该建筑架构简单，稳定性差；③木柱和横梁之间的连接方式主要为钉连接；④插进岩石内的横木飞梁和木柱起主要支撑作用A.①②

B.①④C.②③D.③④B20、如图所示为上海龙华寺建筑，建筑中的飞檐设计有助于(

)A.提高建筑的稳定性B.提高建筑的强度C.节省成本D.扩大采光面、有利于排泄雨水D学考真题练习19、山西悬空寺始建于北魏时期，是一处木质框架结25学考真题练习21、天安门(如图所示)是中国象征性的建筑物，造型威严庄重，气势宏大，雄伟壮丽，是中国古代城门中杰出的代表作，下列叙述中不属于结构评价的是(

)A.城楼上所挂的毛主席画像和两侧的巨幅标语，给古老的天安门赋予了时代的意义B.城楼建立在巨型条石砌成的须弥座式城台上，造型庄重浑厚，宏伟典雅C.朱墙黄琉璃瓦顶，天花、斗拱、梁枋等绘满了金龙和玺彩画，金碧辉煌D.城楼为木结构建筑，60根红漆木柱支撑着重檐歇山式屋顶，雄伟壮观A学考真题练习21、天安门(如图所示)是中国象征性的建筑物，造26结构与设计结构与设计27认识结构——了解结构1.自然界中的结构认识结构——了解结构1.自然界中的结构282.人工结构认识结构——了解结构2.人工结构认识结构——了解结构293.结构的概念 (1)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。 (2)构件：一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。 (4)应力：构件单位截面面积所受的内力。 (3)内力：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。认识结构——了解结构3.结构的概念 (1)结构是指事物的各个组成部分之间的有序301.作用在构件上的各种力：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。

认识结构——结构的受力1.作用在构件上的各种力：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲312.作用在构件上的各种力受力形式概念拉力物体所承受的拉拽力压力挤压物体的力剪切力两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力扭转力反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力弯曲力作用于物体，使它产生弯曲的力认识结构——结构的受力2.作用在构件上的各种力受力形式概念拉力物体所承受的拉拽力32判断受力情况认识结构——结构的受力判认识结构——结构的受力33从力学架构与形态方面考虑，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。

结构的类型概念受力特点承受的力举例实体结构结构体本身是实心的结构外力分布在整个体积中压力等实心墙、大坝框架结构结构体由细长的构件组成的结构支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载压力、拉力、弯曲力铁架塔、建筑用脚手架壳体结构结构体是层状的结构外力作用在结构体的表面上顶部受压力，均匀扩散到下部贝壳、头盔、水立方认识结构——结构的类型从力学架构与形态方面考虑，通常将结构分为实体结构、框架结构和34认识结构——结构的类型实体结构框架结构壳体结构认识结构——结构的类型实体结构框架结构壳体结构351.

结构的稳定性含义：结构在外力的作用下维持其原有平衡状态的能力，它是结构的重要性质之一。探究结构——结构与稳定性2.影响结构稳定性的主要因素

影响结构稳定性的因素主要有：重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面大小、结构的形状、结构的连接几何形状。

如果结构重心所在点的垂线落在支撑面范围内，则结构处于稳定状态。1.结构的稳定性探究结构——结构与稳定性2.影响结构稳定性361.影响结构强度的主要因素探究结构——强度与材料

结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。

结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。

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。在长方形或六边形的框架中间，加上三角形的支撑构件，可大大增加结构强度。1.影响结构强度的主要因素探究结构——强度与材料 结构的37探究结构——强度与材料探究结构——强度与材料38构件的连接方式：通常有两种：刚连接和铰连接。榫接、胶接、焊接都属于刚连接。还有螺栓连接、绳接、铆接等。探究结构——结构的连接方式构件的连接方式：探究结构——结构的连接方式392.简单结构的设计

根据问题确定具体的设计项目；明确设计目标及要求；进行设计分析；形成初步设计方案；模型或者原型制作；检测、优化和改进设计；设计评价。1.结构设计的主要因素：稳定性、强度、成本、使用寿命、美观、安全因素、功能、经济因素等。

（1）受力情况、稳定性、强度、连接方式、材料选择等。（2）还有从功能、实用、安全、经济、美观和人性化等角度考虑（3）能对结构设计进行基本的描述（图纸等）结构的设计2.简单结构的设计1.结构设计的主要因素：稳定性、强度、成本40经典结构的欣赏

优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。我们在赏析和分析这些经典的结构设计作品时，可以从两个角度来进行：

1.技术角度：侧重结构的功能，结构的稳固性和耐用程度，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等。

2.文化角度：侧重文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等等。

经典结构的欣赏优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能41学考真题练习1、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确切的是（

）A．拉力指物体所承受的拉拽力B．压力就是挤压物体的力C．剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力D．弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力2、如图所示为一款机械手。在力F作用下，拉杆通过连杆带动夹持手绕着销轴转动，将工件夹紧。连杆和夹持手的主要受力形式是(

)A.连杆受拉、夹持手受弯曲B.连杆受压、夹持手受压C.连杆受压、夹持手受弯曲D.连杆受弯曲、夹持手受弯曲CC学考真题练习1、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯42学考真题练习3、如图所示是修缮完毕的上海外白渡桥北段桥身。外白渡桥是苏州河汇入黄浦江口的第一座钢桥，见证了上海滩百年沧桑。在修缮时，有关部门非常强调要修旧如旧。如此修缮的主要原因是（

）A．该桥是框架结构B．此地段无法架设现代桥梁C．此地段交通的迫切需要D．该桥具有较高文化价值4、如图所示的交通路牌结构示意图。横杆①②平行与立柱③垂直安装，当路牌遭遇正面强风时，横杆②与立柱③的主要受力形式分别是(

)A.②受压，③受拉、受弯曲B.②受弯曲，③受弯曲，受扭转C.②受弯曲，③受压、受弯曲D.②受压，③受弯曲、受扭转DB学考真题练习3、如图所示是修缮完毕的上海外白渡桥北段桥身。外43学考真题练习5、如图所示是一款创意三轮车葡萄酒瓶架。若要提高它的稳定性，有效的改进措施是(

)A.增加瓶筐材料的直径

B.缩短前后轮的距离C.增大两后轮的直径

D.增大两后轮的间距6、如图所示的结构承受竖直向下力F的作用。该结构的材料选择不合理的是（

）A．AB选择硬支撑杆B．AB选择足够强度的绳索C．CB选择硬支撑杆D．CB选择足够强度的绳索DB学考真题练习5、如图所示是一款创意三轮车葡萄酒瓶架。若要提高44学考真题练习7、生产施工前要对材料的性能进行测试，要测试木材的某种强度，如图2所示装置，测试前先准备两个木纹方向不同的木块A、B，关于这个测试说法正确的是（

）A．图1中A、B是同种木材的木料，该测试是材料的抗弯强度测试B．图1中A、B是两种木材的木料，该测试是材料的抗弯强度测试C．图1中A、B是两种木材的木料，该测试是材料的抗剪强度比较测试D．图1中A、B是同种木材的木料，该测试是材料的抗剪强度比较测试C8、在举办运动会的时候，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学考真题练习7、生产施工前要对材料的性能进行测试，要测试木材45学考真题练习9、某班级在通用技术课上，进行了结构设计与制作比赛：用规定数量的木筷搭建规定高度的支撑架，看谁制作的支撑架能承受的压力最大。结果如图所示的结构得到了冠军。该结构获得冠军的主要原因是（

）A．采用了木质的筷子B．采用了三角形的结构C．支撑面大D．重心低10、不同的材料一般采用不同的连接方式。金属一般采用（）方式，木材一般采用（）方式，塑料一般采用（）方式，玻璃一般采用（）方式A.焊接、铆接、榫接、胶接

B.焊接、榫接、胶接、胶接

C.胶接、铆接、焊接、榫接

D.胶接、焊接、铆接、榫接BB学考真题练习9、某班级在通用技术课上，进行了结构设计与制作比46学考真题练习11、桁架结构全由三角形组成，接头均为旋转接头，称为铰接。大跨度建筑物的屋顶、大型桥等，常采用桁架结构。以下桥梁中采用桁架结构的是（）12、如图所示为竹木混合材料的躺椅，其结构的主要类型是（）A．实体结构B．壳体结构C．框架结构D．其他结构

CB桁(héng)架：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。学考真题练习11、桁架结构全由三角形组成，接头均为旋转接头，47学考真题练习13、如图所示为用硬纸板制作而成的座椅，具有一定的强度，能承受一个成年人的重量。下列可以提高纸板椅强度的措施是(

)A.增大纸板椅支撑面B.提高纸板椅重心高度

C.增加纸板椅座面的宽度D.增大纸板的横截面

14、孙丽对如图所示的户外垃圾桶结构进行改进。以下措施中不合理的是(

)DD学考真题练习13、如图所示为用硬纸板制作而成的座椅，具有一定48学考真题练习15、如图所示是一款千斤顶，其工作原理是：转动丝杆，改变支撑杆间的角度实现升降。下列关于千斤顶结构的说