技術(shù)與設(shè)計2-第一章-結(jié)構(gòu)與設(shè)計復(fù)習(xí)

第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計蜂巢蜂巢的結(jié)構(gòu)精巧又美觀蜂巢的結(jié)構(gòu)用材最少，容積最大蜂房是六角形的，0.073毫米的巢壁，蜂房微微向內(nèi)傾斜，排列成行，但彼此嵌合得天衣無縫，構(gòu)成一個整體，牢固無比。重40克的蜂房，卻能容納2000克蜜蜂?？屏_拉多大峽谷

1.無處不在的結(jié)構(gòu)吉隆坡雙子大廈白金漢宮克里姆林宮故宮布達拉宮長城趙州橋埃菲爾鐵塔盧浮宮看了以上精妙絕倫的建筑，我們不禁為設(shè)計師們精彩的設(shè)計藝術(shù)而感嘆！大家也注意到這些建筑使用的材料沒什么特殊，卻千姿百態(tài)，風格迥異，它們在設(shè)計上有什么不同？主要是結(jié)構(gòu)不同。那么，什么是結(jié)構(gòu)呢？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。世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。石墨與金剛石金剛石石墨蒼耳子

植物形態(tài)一年生草本，三角狀卵形，先端銳尖，基部心形。邊緣有缺刻或3～5淺裂，有不規(guī)則粗鋸齒，兩面有粗毛；頭狀花序頂生或腋生，雌雄同株，雄花序在上，球形，花冠筒狀，5齒裂；雌花序在下，卵圓形，外面有鉤刺和短毛?；ㄆ?～10月，果期8～11月。

生于荒地、山坡等干燥向陽處。分布于全國各地。

案例1與尼龍搭扣案例2人類飛翔的夢想源于展翅高飛的鳥，鳥因為有它自由流暢的體形和翅膀結(jié)構(gòu)，飛機原型源于飛鳥形體結(jié)構(gòu)的仿生。鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)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?塔科馬海峽大橋塔科馬海峽大橋位于美國華盛頓州的塔科馬海峽。第一座塔科馬海峽大橋，綽號舞動的格蒂，于1940年7月1日通車，四個月后戲劇性地被微風摧毀，這一幕正好被一支攝影隊拍攝了下來，該橋因此聲名大噪。一座雄偉的單跨橋，被風吹得像波浪一樣起伏，還帶有一些搖晃。這段年代久遠的錄像記錄了1940年11月7日，當時享有世界單跨橋之王的塔科馬大橋，被一陣不太強的風吹垮，坍塌。結(jié)構(gòu)與力從力學(xué)角度來說，

結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，

它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。每個物體都有它的特定的架構(gòu)形態(tài)，這種架構(gòu)形態(tài)體現(xiàn)著它的結(jié)構(gòu)。一個較復(fù)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為構(gòu)件。如自行車的車輪，它是由輻條、輪胎、車圈、氣門等構(gòu)件組成的。2.構(gòu)件的受力形式受拉受剪切受彎曲受扭轉(zhuǎn)受壓1.受拉2.受壓3.受剪切4.受扭轉(zhuǎn)5.受彎曲3.請連線，把左右對應(yīng)的項目連接起來：A.構(gòu)件承受使之產(chǎn)生彎曲的力B.構(gòu)件承受兩個矩離很近、大小相等、方向相反的平行力C.構(gòu)件承受使之被擠壓的力D.構(gòu)件承受拉拽力E.構(gòu)件兩端承受方向相反的均勻的力，使它發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變馬上行動

結(jié)構(gòu)的類型實體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的類型

組合結(jié)構(gòu)

實體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體是實心的。受力情況：外力分布在整個體積中。舉例：實心墻、實心柱、實心球、大壩。框架結(jié)構(gòu)：由細長的構(gòu)體組成。支撐空間而不充滿空間?？梢猿惺軌毫屠κ芰η闆r：空間框架體。如鐵塔架，腳手架，建筑框架體。

殼體結(jié)構(gòu)受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上。特別是當頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散。經(jīng)典殼體建筑欣賞悉尼歌劇院殼體結(jié)構(gòu)：經(jīng)典殼體建筑欣賞廣州新體育館國家大劇院練習(xí)：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？參考：摩托車手頭盔的某一部位受到一個大的撞擊力，由于頭盔的殼體結(jié)構(gòu)，使得所受力迅速分布到其表面，形成整個頭盔表面均勻受力，而不是某一點受很大的力……

動動腦找一找1、柵欄２、圓形陶瓷裝飾品３、冰山４、高層建筑的穹頂５、鋼化玻璃鍋蓋６、竹排７、汽車外殼８、人的頭蓋骨９、埃菲爾鐵塔10、頭盔11、大壩3111675481092

實體結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)：殼體結(jié)構(gòu)：

組合結(jié)構(gòu)：翻倒的自行車風中搖墜的行人結(jié)構(gòu)二、穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析1、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性2、結(jié)構(gòu)與強度3、結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性思考：同樣在臺風的破壞下，為什么有一些樹、房子或廣告牌等被刮倒，而其它的卻穩(wěn)如泰山一點都不受臺風影響呢？結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。這是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。1.什么叫做結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性？結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性在建筑中必須考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性在日常生活設(shè)計產(chǎn)品時也要考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性2.影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素比薩斜塔“斜而不倒”結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素結(jié)論1：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與重心的位置的高低有關(guān)。結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

問題：你是如何理解支撐面和接觸面的呢？請你說說圖1~3中那個椅子最穩(wěn)定？對支撐面而言，說說在圖1~3中哪個最大哪個最小？圖1圖2圖3結(jié)論2：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小有關(guān)。結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

結(jié)論2：結(jié)構(gòu)的重心落在支撐面內(nèi)。靜態(tài)自行車結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)論3：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的形狀有關(guān)。問題：三角形和四邊形那個結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定？你能說出生活中應(yīng)用三角型穩(wěn)定性的事例嗎？相機支撐架結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性結(jié)論3：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的形狀有關(guān)。桁架結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性3.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的應(yīng)用

例如在地震多發(fā)地區(qū)，人們將酒瓶之類的物體倒置在地上，利用這一不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)感知地震的功能。一方面人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負載。另一方面人們又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)某些功能。2結(jié)構(gòu)與強度結(jié)構(gòu)的強度是指結(jié)構(gòu)具有抵抗被外力破壞的能力。海嘯大壩拔河：繩子的強度結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性的區(qū)別穩(wěn)定性：指在外力的作用下不容易翻倒強度：指在外力的作用下結(jié)構(gòu)體本身

不容易遭到破壞影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素一、結(jié)構(gòu)的形狀三角形是框架結(jié)構(gòu)最基本的形狀之一，結(jié)實、穩(wěn)定、材料最少。在四邊形、六邊形構(gòu)件中，加上三角形支撐件，就可大大增加構(gòu)件的牢固程度。1、結(jié)構(gòu)的外部形狀去掉這根鐵棒行嗎？影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素一、結(jié)構(gòu)的形狀2、結(jié)構(gòu)的構(gòu)件橫截面形狀不同橫截面形狀的構(gòu)件所能承受力的程度是不一樣的。金剛石分子為四面體，每個四面體有四個角、四個面，且每個面為三角形。二、使用的材料結(jié)構(gòu)的強度與材料有關(guān)紙杯鋼杯塑料杯三、構(gòu)件之間的連接方式鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但能相對轉(zhuǎn)動。鉸連接剛連接剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動，具體有榫接、膠接、焊接等。榫接膠接焊接影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素

結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響，結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能的變化。結(jié)構(gòu)與功能

結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致功能的改變結(jié)構(gòu)決定著事物的性質(zhì)，也直接影響事物的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計個性化需求強度功能成本安全壽命穩(wěn)定性美觀其他結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標和主要因素經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞賞析結(jié)構(gòu)設(shè)計作品，可從技術(shù)與文化兩個角度進行。技術(shù)角度：使用功能、穩(wěn)固耐用、造型設(shè)計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料合理性、工藝精湛程度等。文化角度：文化寓意與傳達，美學(xué)原則，反映時代、民族、習(xí)俗方面特征，個性特征等。課堂小結(jié)一、結(jié)構(gòu)的類型三、結(jié)構(gòu)強度：結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。影響結(jié)構(gòu)強度的因素：

1.材料2.形狀3.連接方式鉸連接剛連接實體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：

1.重心的位置的高低

2.結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。結(jié)構(gòu)重心落在支撐面內(nèi)。

3.結(jié)構(gòu)的形狀小試身手1、吊蘭支撐架使用三角形支架結(jié)構(gòu)，而不用由一根直桿挑起的結(jié)構(gòu)，這說明以下哪個因素（）影響著結(jié)構(gòu)強度？

A．材料 B．形狀

C．構(gòu)件 D．連接方式B2、分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質(zhì)量的重物，竹竿比脆性塑料桿能掛更多重物而不會斷裂，說明在這個試驗中影響結(jié)構(gòu)的強度主要是：（）

A．材料

B．結(jié)構(gòu)的形狀

C．構(gòu)件橫截面形狀

D．構(gòu)件的連接方式A3、某些支撐陽臺的梁做成如下圖所示形狀，這主要是出于對（

）的考慮。

A．美觀

B．強度

C．安裝

D．穩(wěn)定性墻體臺面挑梁B4、使用A字形（人字）梯，往往在梯子中間用一根拉桿或繩子固定，其主要目的是（）

A．增加梯子強度

B．減小人對梯子的壓力

C．增加梯子的穩(wěn)定性

D．促使梯子美觀C5.小劉家里的長木凳凳腳與凳板間的連接處出現(xiàn)了松動，以下加固方法中，既美觀又有效的是A.釘一根木條，構(gòu)成三角形結(jié)構(gòu) B.在圖示位置釘入一枚鐵釘C.在榫頭處鑿一縫隙，敲入木楔 D.左右兩凳腳用木條相連C6.下圖所示為某農(nóng)村小型水庫的大壩的俯視圖，設(shè)計比較合理的是（）B7．大多數(shù)的下水道截面是圓形的，這主要是因為（）A．地面壓力可以沿外表面擴散

B．方便運輸C．容易暢通

D．節(jié)省材料A8．F1（世界一級方程式）賽車比賽是一項“極速運動”。比賽時，賽車要想跑出很高的速度，同時要保持運動過程中的穩(wěn)定性，你認為賽車應(yīng)怎樣進行設(shè)計（）A．流線型外型，底盤高，很重B．流線型外型，底盤低，很輕C．弧線型外型，底盤低，有一定自重D．流線型外型，底盤低，有一定自重D9．在舉辦運動會的時候，體操運動員在單杠上做大回環(huán)姿勢時，會使杠體產(chǎn)生（）

A．拉伸B．彎曲C．壓縮D．斷裂10.懸索橋上的繩索除了承受自身重力外，主要承受是承受（）。A.壓力B.拉力C.剪切力D.扭轉(zhuǎn)力BB11．人站在凳子上會覺得穩(wěn)定性變差，下列因素中不能使其穩(wěn)定性加強的是（

A．選支撐面大些的凳子B．只要滿足需要，凳子可選矮一些的C．選重一些的凳子D．選輕一些的凳子D12．下列結(jié)構(gòu)中不屬于利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)某些功能的是（）

A．游樂設(shè)施的蹺蹺板功能結(jié)構(gòu)B．房間門口的活頁功能結(jié)構(gòu)C．學(xué)校運動場的籃球架結(jié)構(gòu)D．圓珠筆的筆嘴結(jié)構(gòu)C13.吊扇在啟動瞬間，吊桿的主要受力形式有（）。①拉力②壓力③剪切力④扭轉(zhuǎn)力A.①④B.①②C.①③D.②③A12．小華喜歡做家務(wù)，他發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)長臂式晾衣架不方便撐掛圓領(lǐng)衣物，于是嘗試對衣架進行改選并制作出木制可變形衣架（右圖）。（1）改造后他發(fā)現(xiàn)衣架出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題。為此他設(shè)計了4種改進方案，其中最穩(wěn)定的是（）（2）制作晾衣架產(chǎn)生的木屑可以變廢為寶用來制作蚊香，那么，使用下列哪一種工具產(chǎn)生的木屑最適宜直接制作蚊香？（）A．鋸子B．斧子C．鑿子D．刨子CA13．有一個筷子，這個筷子的容許應(yīng)力為50N/cm2，此處截面積為4cm2，如果外界給它一個外力，使它產(chǎn)生180N的內(nèi)力，筷子會不會斷，為什么？（15分）內(nèi)力如圖所示，