通用技術2第一章結構與設計

1、新的學年已經(jīng)開始！技術與設計技術與設計第一章 結構與設計本章第一節(jié)：常見結構的認識本章第一節(jié)：常見結構的認識 廣義地說，結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。 世界上任何事物都存在著結構，結構多種多樣且決定著事物存在的本質。蓋里椅 自然界中的結構自然界中的結構自然界中的結構自然界中的結構自然界中的結構微生物分子結構圖自然界中的結構自然界中的結構金剛石石墨兩個結構的構件相同，但排列方式不同，使性質迥異。由觀察推導出觀點：v在自然界中，結構是普遍存在的。釋迦木塔位于應縣城釋迦木塔位于應縣城內(nèi)西北佛宮寺內(nèi)，俗稱應內(nèi)西北佛宮寺內(nèi)，俗稱應縣木塔。建于遼清寧二年縣木塔。建于遼清寧二年（公元（公元

2、1056年），金明年），金明昌六年（公元昌六年（公元1195年）年）增修完畢。增修完畢。 應縣木塔的應縣木塔的設計，廣泛采用斗拱結構，設計，廣泛采用斗拱結構，全塔共用斗拱全塔共用斗拱54種，每種，每個斗拱都有一定的組合形個斗拱都有一定的組合形式，設計科學嚴密，構造式，設計科學嚴密，構造完美，巧奪天工，是一座完美，巧奪天工，是一座既有民族風格、民族特點，既有民族風格、民族特點，又符合宗教要求的建筑。又符合宗教要求的建筑。應縣木塔應縣木塔 巧奪天工 飛檐飛檐5層，從層，從樓的縱向看各層樓的縱向看各層排檐與樓名直接排檐與樓名直接有關，形如黃鶴，有關，形如黃鶴，展翅欲飛。整座展翅欲飛。整座樓的雄渾之中

3、又樓的雄渾之中又不失精巧，富于不失精巧，富于變化的韻味和美變化的韻味和美感。感。 黃鶴樓黃鶴樓 巧奪天工 巧奪天工岳 陽 樓 優(yōu)雅莊重 優(yōu)美舒適 簡單實用本章第一節(jié)：常見結構的認識本章第一節(jié)：常見結構的認識 廣義地說，結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。 在這一章中，我們所說的結構，是指可以承受一定應力的架構形態(tài)，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力力。蓋里椅 任何結構都是由許多部件和零件所組成的，在工程中稱這些部件或零件為構件。結構與力：拉 力 壓 力扭轉力彎曲力剪切力在外力的作用下，結構會發(fā)生幾何形狀的改變，在工程上稱之為形變。結構與力：五種基本的力拉 力物體所承受的拉拽力 起吊

4、重物的鋼索、拔河時的繩子壓 力擠壓物體的力 千斤頂?shù)幕钊?、橋墩扭轉力反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發(fā)生扭轉形變的力 汽車的方向盤和傳動軸、擰干中的衣服彎曲力作用于物體 ,使它產(chǎn)生彎曲的力 起重機的大梁、釣魚竿、單杠的橫杠剪切力兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力 鉚釘、機械中常用的連接件結構的分類結構的分類: : 根據(jù)物體的結構形態(tài)在受力時承受和傳根據(jù)物體的結構形態(tài)在受力時承受和傳遞的方式的差別，一般可將結構分成三種類遞的方式的差別，一般可將結構分成三種類型：型： 實體結構實體結構 框架結構框架結構 殼形結構殼形結構結構的分類結構的分類實體結構實體結構框架結構框架

5、結構殼形結構殼形結構、實體結構、實體結構v實體結構：結構體本身是實心。外力分布在整個體積中外力分布在整個體積中、框架結構支撐空間而不充滿空間。支撐空間而不充滿空間。、殼體結構殼體結構 外力作用在結構體的表面上。組合結構類型：組合結構類型：埃菲爾鐵塔埃菲爾鐵塔底座的實體底座的實體結構結構埃菲爾鐵埃菲爾鐵塔上部的塔上部的框架結構框架結構組合結構類型：組合結構類型：汽車車體是框架結構與殼體結構的結合。結構的類型物體結構實體結構框架結構殼體結構組合結構受力特點柵欄 圓形陶瓷裝飾品 冰山 高層建筑的穹頂 鋼化玻璃鍋蓋 竹排 汽車外殼 人的頭蓋骨 古羅馬斗獸場 支撐空間卻不充滿空間結構體的表面 外力分布在

6、整個體積中結構體的表面結構體的表面 支撐空間卻不充滿空間 結構體的表面結構體的表面支撐部分空間，分布在部分體積中練習：當出現(xiàn)交通事故時，摩托車手的頭盔是如何避免外力對頭骨的撞擊的？想想看，下面的結構穩(wěn)固嗎？想想看，下面的結構穩(wěn)固嗎？哪個更危險？哪個更危險？安全危險！一、結構的穩(wěn)定性：一、結構的穩(wěn)定性：結構在荷載的作用下維持原有的平衡形式的能力，就叫做結構的穩(wěn)定性。思考1：如下兩圖為同一個拍攝支架，分析哪種結構更穩(wěn)定？為什么？結論結論1 1：思考思考2 2：有如下兩個紙杯平放在桌上，分析哪個紙杯更穩(wěn)定？為什么？有如下兩個紙杯平放在桌上，分析哪個紙杯更穩(wěn)定？為什么？結構底座的影響。結構底座的影響。

7、（與地面接觸所形成的支撐面越大，結構（與地面接觸所形成的支撐面越大，結構的穩(wěn)定性越好）的穩(wěn)定性越好）結論：結論： 思考：思考：有如下三個支架，分析哪種結構更穩(wěn)定？為什么？有如下三個支架，分析哪種結構更穩(wěn)定？為什么？圖圖圖圖圖圖影響結構穩(wěn)定性的主要因素三影響結構穩(wěn)定性的主要因素三結構的形狀的影響。（相同的構件，相結構的形狀的影響。（相同的構件，相對位置不同，結構的穩(wěn)定性不同）對位置不同，結構的穩(wěn)定性不同）圖圖圖圖圖圖結論結論3 3：1、結構、結構的重心的重心位置位置2、結構與地面、結構與地面接觸形成的支接觸形成的支承面的大小承面的大小3、結構、結構的形狀的形狀小小 結結4、其、其他因素他因素既有

8、一定的穩(wěn)定性，又可以向一側傾倒，以保護運動員。既有一定的穩(wěn)定性，又可以向一側傾倒，以保護運動員。2012建筑中三角形的穩(wěn)定性的應用二、結構的強度二、結構的強度結構具有的抵抗被外力破壞的能力，這種能力就稱作。結構的強度是通過構件和材料來體現(xiàn)的。結構構件在外力作用，內(nèi)部各質點之間的相互作用力會發(fā)生改變。這種作用力的改變稱作。支支柱柱頂頂 梁梁構件單位截面面積所受的內(nèi)力稱為構件的。應力與內(nèi)力、橫截面積之間的定量關系：=N/A應力應力=內(nèi)力內(nèi)力/橫截面積橫截面積生活經(jīng)驗：支柱越粗，支撐力越強！增加橫截面積茅草房茅草房土坯房土坯房鋼筋水泥鋼筋水泥建筑建筑材料影響著結構的強度。材料 結構設計豐富而有趣：結

9、構設計豐富而有趣： 選題選題 創(chuàng)意創(chuàng)意 設計設計 選材選材 結構的功能、穩(wěn)定、結構的功能、穩(wěn)定、強度、安全、美觀、成強度、安全、美觀、成本、個性、本、個性、 有規(guī)可循有規(guī)可循本章第三節(jié)：簡單結構的設計本章第三節(jié)：簡單結構的設計設計的一般過程包括哪些環(huán)節(jié)？設計的一般過程包括哪些環(huán)節(jié)？1. 明確設計目標及要求2. 形成初步設計方案3. 模型制作4. 檢測、優(yōu)化和改進設計5. 評價結構設計結構設計功能功能成本成本強度強度穩(wěn)定性穩(wěn)定性美觀美觀.安全安全壽命壽命人的個性化需要人的個性化需要結構設計應考慮的主要因素有哪些？結構設計應考慮的主要因素有哪些？ 結構設計作品舉例：結構設計作品舉例：本章第四節(jié)：經(jīng)

10、典結構的欣賞 坐落在坐落在河北省河北省趙縣洨河上。建于趙縣洨河上。建于隋代隋代（公元（公元581618年）大業(yè)年間（公元年）大業(yè)年間（公元605618年），由著名匠師年），由著名匠師李春李春設計和建造，距今已有約設計和建造，距今已有約1400年的歷史，是當今世界上現(xiàn)存最早、年的歷史，是當今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代敞肩保存最完善的古代敞肩石拱橋石拱橋。1961年被國務院列為第一批年被國務院列為第一批全國重點文物保護單位全國重點文物保護單位。因趙。因趙州橋是重點文物，通車易造成損壞，所以不允許車輛通行。州橋是重點文物，通車易造成損壞，所以不允許車輛通行。賞析賞析結構設計作品結構設計作品 ,

11、 可從可從技術技術文化文化 兩個兩個角角度進行。度進行。 技術的角度主要有技術的角度主要有: : 結構的使用功能的實現(xiàn)結構的使用功能的實現(xiàn)； 結構的穩(wěn)固耐用結構的穩(wěn)固耐用； 結構造型設計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力結構造型設計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力； 材料使用的合理性材料使用的合理性； 工藝制造的精湛程度等。工藝制造的精湛程度等。文化的角度主要有文化的角度主要有：結構的文化寓意與傳達結構的文化寓意與傳達公眾認可的美學原則公眾認可的美學原則反映的時代、民族、習俗方面的特征反映的時代、民族、習俗方面的特征結構的個性特征等結構的個性特征等上海世博園中國館上海世博園中國館v展館外觀展館外觀v中國館，共分為國家館和地區(qū)館兩部

12、分，國家館主體造型雄渾有力，猶如華冠高聳，天下糧倉；地區(qū)館平臺基座匯聚人流，寓意社澤神州，富庶四方。國家館和地區(qū)館的整體布局，隱喻天地交泰、萬物咸亨。中國館以大紅色為主要元素，充分體現(xiàn)了中國自古以來以紅色為主題的理念，更能體現(xiàn)出喜慶的氣氛，讓游客嘆為觀止。v設計理念設計理念v東方之冠、鼎盛中華、天下糧倉、富庶百姓。表達了中國文化的精神與氣質。v主體構思主體構思v中國館建筑外觀以“東方之冠”的構思主題，表達了中國文化的精神與氣質。百度百科節(jié)選 中國2010年上海世博會中國國家館 v在21世紀的今天，環(huán)境和能源問題是城市化進程中的現(xiàn)實問題，中國館的建造處處透露出環(huán)保和節(jié)能的信息。外墻材料使用無放射、無污染的綠色產(chǎn)品；所有管線和地鐵通風口都巧妙地隱藏在建筑體內(nèi)；國家館頂層景觀臺使用最先進的太陽能板，儲藏陽光并轉化為電能，可實現(xiàn)中國館照明全部自給；同時還有雨水收集