【課件】初識結(jié)構(gòu)

《技術(shù)與設(shè)計2》《技術(shù)與設(shè)計1》就是讓我們掌握一個完整的設(shè)計過程，學會與設(shè)計有關(guān)的各種途徑、方法，了解設(shè)計中可能遇到的各種問題，學會多角度的思考問題?！都夹g(shù)與設(shè)計2》的簡單介紹《技術(shù)與設(shè)計2》關(guān)注設(shè)計過程中的基本思想和方法的應用，包括結(jié)構(gòu)與設(shè)計、流程與設(shè)計、系統(tǒng)與設(shè)計、控制與設(shè)計。結(jié)構(gòu)與設(shè)計從力學的角度理解結(jié)構(gòu)的含義、結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性的問題?？笨舜髽虻牡顾鞒膛c設(shè)計強調(diào)對流程和流程優(yōu)化的理解，學習科學合理的流程煮飯的流程：系統(tǒng)與設(shè)計用系統(tǒng)的思想解決生活中的問題如溫室效應：控制與設(shè)計理解控制的含義和運用，在生活中合理的應用控制合理運用控制可以提高我們的生活質(zhì)量第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計

第一節(jié)初識結(jié)構(gòu)教學目標：1、認識身邊無所不在的結(jié)構(gòu)。2、能從力學的角度理解結(jié)構(gòu)的涵義和本質(zhì)。3、會對日常常見結(jié)構(gòu)進行歸類。1

無處不在的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(Structure)世界上任何事物都存在著結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。蜂巢蜘蛛網(wǎng)恐龍骨骼人體骨骼樹樹

應縣佛宮寺釋迦塔位于山西省朔州市應縣城內(nèi)西北佛宮寺內(nèi)，俗稱應縣木塔。建于遼清寧二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完畢。是我國現(xiàn)存最高最古的一座木構(gòu)塔式建筑，也是唯一一座木結(jié)構(gòu)樓閣式塔，為全國重點文物保護單位。

木塔位于寺南北中軸線上的山門與大殿之間，屬于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的臺基上，塔高67.31米，底層直徑30.27米，呈平面八角形。第一層立面重檐，以上各層均為單檐，共五層六檐，各層間夾設(shè)暗層，實為九層。因底層為重檐并有回廊，故塔的外觀為六層屋檐。各層均用內(nèi)、外兩圈木柱支撐，每層外有24根柱子，內(nèi)有八根，木柱之間使用了許多斜撐、梁、枋和短柱，組成不同方向的復梁式木架，整個建筑沒用一顆釘子。有人計算，整個木塔共用紅松木料3000立方，約2600多噸重，整體比例適當，建筑宏偉，藝術(shù)精巧，外形穩(wěn)重莊嚴。

應縣木塔利用自然地形結(jié)構(gòu)水坑里竟然設(shè)計出這樣一座大酒店

上海松江有個100米深石場，還有一個小湖。Atkins設(shè)計公司就在這里設(shè)計了一個22世紀風格的五星級的松江大酒店。建筑宏偉壯觀，有一組瀑布狀的玻璃幕墻，非常漂亮。這還是一座極為環(huán)保的建筑，整個酒店的屋頂種滿綠草，石場為酒店提供了良好的溫度控制。酒店總共能住1000位客人，他們可以享受酒店里的餐廳、咖啡廳、健身房、宴會廳、水下水族館、會議廳、泳池、攀巖......松江大酒店

結(jié)構(gòu)(Structure)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。本質(zhì)：是為了承受力和抵抗變形馬上行動在生產(chǎn)生活中那些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然物體的結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的?The

Question是reebok為艾弗森設(shè)計的第一雙鞋。

整雙鞋采用reebok的[Hexalite]（蜂巢）技術(shù)，利用獨特的六角形幾何連接結(jié)構(gòu)，將受力均勻分散，進行很有效的緩震。后掌采用一整片蜂巢緩震材料，將鞋底和側(cè)面完全包裹，增加了穩(wěn)定性。此款鼠標墊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為仿蜂巢設(shè)計，這一設(shè)計大大降低了鼠標墊的重量，卻不影響鼠標墊的韌性。蜂巢結(jié)構(gòu)設(shè)計保障了鼠標墊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用再久也不會發(fā)生變形?！暗露?運動”(Delta7Sports)公司在他們推出的Arantix山地自行車上，典型的質(zhì)密圓柱管形材料被可通風、可看穿的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)所取代。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由碳纖維合成物編織而成，并用凱夫拉爾繩(纖維B)進行捆綁。雖然這張“蜘蛛網(wǎng)”看起來可能很脆弱，但這種名為“IsoTruss”的碳纖維合成物強度上卻要勝過鋼、鋁和鈦，甚至比質(zhì)密的的碳合成物還要堅固——當前的超輕型自行車車架一般都使用這種材料。使用者將產(chǎn)品對準歹徒，扣動板機，擊發(fā)彈點擊后，形成巨大的推動力，將產(chǎn)品前置的捕捉網(wǎng)發(fā)射出去，在10米的范圍內(nèi)將歹徒罩住，使歹徒無法奔跑，且越動網(wǎng)罩越緊。在10米左右的范圍內(nèi)，對準歹徒發(fā)射，張開的巨大網(wǎng)罩能準確地罩住歹徒，成功率高達98%以上。網(wǎng)為高強度尼龍絲編織而成，具有重量輕、韌性強、不易損壞等特點，能牢牢地罩住歹徒。1

實心結(jié)構(gòu)受力特點：外力承受在物體的外表，如大壩、實心墻實心結(jié)構(gòu)：

結(jié)構(gòu)體本身是實心的2

框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體由細長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)受力特點：支撐空間而不充滿空間。如鐵架塔，建筑用腳手架，廠房的框架。桁架結(jié)構(gòu)3

殼體結(jié)構(gòu)國家大劇院受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上，如建筑，汽車外殼，貝殼。結(jié)構(gòu)的受力特點：實體結(jié)構(gòu)：外力分布在整個體積中框架結(jié)構(gòu)：外力通過桿件（構(gòu)件）相互傳遞，最后落在支撐基礎(chǔ)上。板殼結(jié)構(gòu)：外力近似均勻分布在結(jié)構(gòu)表面上。

１．判斷下列物體結(jié)構(gòu)是屬于哪種結(jié)構(gòu)類型?！獭獭獭獭獭獭獭獭滩牧祥喿x:一件建筑和高級工程學的杰作蛋殼對于壓力的承受力是驚人的。人人皆知的是，在中國雜技佳作中，不僅有人踩雞蛋的節(jié)目，更有提起兩桶水踩蛋的精彩表演。這是巧妙地利用蛋殼承受壓力能力的一個極好的例子。蛋不僅是整個生物界最大的單體細胞，以現(xiàn)代技術(shù)和工程知識系統(tǒng)的眼光來看，它還是一個集工程學、建筑學、防衛(wèi)戰(zhàn)略、保存能量和使空間利用達到最佳化與將其最完美結(jié)合于一身的大自然的絕妙之作。

我們的觀察首先從雞蛋，特別是從蛋殼開始。蛋殼是由94%的碳酸鈣（以方解石晶體的形式）、1%的碳酸鎂、1%的磷酸鈣和4%的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。方解石晶體基本上是隨意排列的，因此在晶體之間形成了許許多多的小孔，這些蛋孔可以讓空氣和濕氣能通過，而空氣和濕度對于雛雞，當然還有細菌（比如沙門氏菌）的生存來說是必不可少的。

方解石晶體的排列賦予了蛋殼與其作用相稱的一個完美的結(jié)構(gòu)，也就是它能夠抗較大的壓力，但對于拉力來說相對較弱。這樣，如果通過兩介凸出的頂端，對蛋殼施加力，那么雞蛋抗壓力就顯得很強，這也是由它們的拱狀結(jié)構(gòu)的力學特性決定的，拱形結(jié)構(gòu)使圓屋頂和拱形物能夠承受巨大的重量。在這種狀態(tài)下，壓力沿拱狀結(jié)構(gòu)（也就是沿蛋壁）分布，而不會使結(jié)構(gòu)斷裂。而蛋殼又必須是易碎的，這樣雛雞只用微弱的力就能破殼而出。雛雞用嘴向外用力，從蛋殼內(nèi)部看呈凹形的頂部很容易碎裂，因為它的抗拉力很弱。思考：觀察右圖，說明石磨的推桿要用繩子吊起來的原因小試驗:試驗目的：比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。試驗總結(jié)：1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強？2、舉例說明這一結(jié)論在實際應用中有什么意義。比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。3、如果把紙板折成瓦楞狀，試驗結(jié)果會發(fā)生什么變化？瓦楞紙板2

結(jié)構(gòu)與力從力學的角度來說，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)是為了承受力和抵抗變形，這便是結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。每個物體都有它特定的架構(gòu)形態(tài)這種架構(gòu)形態(tài)體現(xiàn)著它的結(jié)構(gòu)，一個復雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成,這些組成部分通常稱構(gòu)件。自行車輪的結(jié)構(gòu)FSF是內(nèi)力，Ｓ是受力面積，σ是應力，應力是結(jié)構(gòu)的單位橫截面上產(chǎn)生的內(nèi)力，當內(nèi)力達到某一極限時，結(jié)構(gòu)就會遭到破壞。σ

＝拉力作用于物體,使它產(chǎn)生彎曲的力壓力兩個距離很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力剪切力擠壓物體的力扭轉(zhuǎn)力物體所承受的拉拽力彎曲力反方向向物體兩端均勻施力,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力五種基本的受力方式馬上行動指出下列結(jié)構(gòu)可以抵抗來自外界哪些方面的作用力。建筑物的窗戶餐桌硬紙包裝箱參考答案：建筑物的窗戶：餐桌：硬紙包裝箱：抵抗來自建筑物墻的正向和側(cè)向的壓力、風的作用力，及其自身的重力等承受來自桌面物體的壓力和它自身的重力等承受箱內(nèi)物體的重力、箱內(nèi)物體向外的擠壓力以及自身的重力等當堂訓練當堂達標：1.下列哪種結(jié)構(gòu)是受自然界事物結(jié)構(gòu)啟發(fā)而產(chǎn)生的？（）A．鋼筆 B．潛艇C．課桌 D．黑板2．分析下列物體的結(jié)構(gòu)類型，屬于實體結(jié)構(gòu)的是（）A．電燈泡 B．乒乓球C．橡皮擦 D．籃球架3.2008年1月我國南方遭遇了50年一遇的雪災，很多災區(qū)的輸電塔覆冰垮塌，給災區(qū)人民帶來了嚴重的后果。從結(jié)構(gòu)的類型看，這些輸電塔屬于（

）A．實體結(jié)構(gòu)

B．框架結(jié)構(gòu)

C．殼體結(jié)構(gòu)

D．柱形結(jié)構(gòu)4.在舉辦運動會的時候，運動員在單杠上做大回環(huán)姿勢時，會使杠體產(chǎn)生（

）變形。A．拉伸

B．彎曲

C．壓縮

D．斷裂BCBB問答題