典型結(jié)構(gòu)設(shè)計項目-籃球架模型設(shè)計制作(龔燕江)

PAGEPAGE4聯(lián)系情境門、窗、高壓電線塔，都屬于框架結(jié)構(gòu)。我們看到操場上的籃球架，也是一種框架結(jié)構(gòu)。下面我們通過制作一個簡單的框架結(jié)構(gòu)籃球架模型框架結(jié)構(gòu)，來進(jìn)一步了解框架的特點。門、窗、高壓電線塔，都屬于框架結(jié)構(gòu)。我們看到操場上的籃球架，也是一種框架結(jié)構(gòu)。下面我們通過制作一個簡單的框架結(jié)構(gòu)籃球架模型框架結(jié)構(gòu)，來進(jìn)一步了解框架的特點。結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計功能成本強度穩(wěn)定性美觀……安全壽命人的個性化需要1.設(shè)計需求分析結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的主要因素：人們設(shè)計結(jié)構(gòu)是為了完成某種任務(wù)或滿足特定的需要。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須明確設(shè)計的目標(biāo)和要求，必須抓住主要因素。結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)及要求：結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以一種或幾種功能的實現(xiàn)為基本目標(biāo)，應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)范，滿足使用者的基本需要。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的主要因素：①符合使用者對設(shè)計對象的穩(wěn)定性和強度要求；②安全因素；③公眾和使用者的審美需求；④使用者的個性化需要；⑤對設(shè)計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。在工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。在考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度，使結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，能實現(xiàn)一定的功能的同時，還要考慮經(jīng)濟因素，如做到用料省、成本低等，也就是說，力求以最低的成本使所建造的結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的要求。不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)考慮的因素各有側(cè)重，但無論在哪一類用途的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，安全都是至關(guān)重要的因素。籃球架模型作為典型的結(jié)構(gòu)設(shè)計項目在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)知識、制作技能訓(xùn)練、課堂教學(xué)演示等方面具有突出作用。2.設(shè)計要求：具有一定的穩(wěn)定性和強度，裝飾性，尺寸符合比例等?；@球架模型結(jié)構(gòu)比例上采用實際比賽用籃球架1：10尺寸比例?；@板要用適宜的透明材料制成，它們是整塊的，具有與0.03米(3厘米)厚的硬木籃板相同的堅硬度。它們也可用0.03米(3厘米)厚、漆成白色的硬木板制成?；@板的尺寸是：橫寬1.80米，豎高1.05米，下沿距地面2.90米。國際籃聯(lián)的適當(dāng)部門，如地區(qū)委員會對地區(qū)或洲的比賽，或國家聯(lián)合會對所有國內(nèi)的比賽，也有權(quán)批準(zhǔn)橫寬1.80米，豎高1.20米，下沿距地面2.75米的籃板尺寸?；@圈要按如下要求制作：

實心鐵條，內(nèi)徑為0.45米(45厘米)，漆成橙色；圈條的直徑最小為0.017米(17毫米)，最大為0.020米(20毫米)，圈的下沿設(shè)有小環(huán)或類似的東西，以便懸掛籃網(wǎng)；對籃板底部及支架要作包扎以保證安全（包扎要求略）。建構(gòu)建構(gòu)頭腦風(fēng)暴設(shè)計要解決的問題草圖需要教師幫助解決的問題加油站1加油站2動手做○○○○做籃球架模型需要解決什么問題頭腦風(fēng)暴頭腦風(fēng)暴1.明確設(shè)計要求1.明確設(shè)計要求2.結(jié)構(gòu)形式3.構(gòu)件設(shè)計與連接4.受力分析……籃球架結(jié)構(gòu)分析影響籃球架穩(wěn)定性的因素（1）結(jié)構(gòu)的形狀：結(jié)構(gòu)形狀不同，其穩(wěn)定性也不同?；@球架的重心若超出其支撐面，則要翻倒，即失穩(wěn)。（注意安全因素）（2）重心的位置：作用在物體重心上的重力，總有將物體的重心盡量拉近（吸向）地面的趨勢。所以重心越低越穩(wěn)。（3）結(jié)構(gòu)的底座：結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面越大越穩(wěn)定。（4）材料：材料也會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。配重。過程記錄制作模型的步驟（1）根據(jù)設(shè)計圖尺寸截取有機玻璃板（籃板）（2）根據(jù)設(shè)計圖尺寸截取鋁合金角桿材（3）在連接位置鉆孔（4）清除鋁合金角桿材毛刺（5）用螺栓連接（6）安裝木制底座（7）用白色油漆畫籃板框測試與評價：技術(shù)測試要點（1）籃球架重心在支撐面內(nèi)（2）三角形桁架連接牢固（3）底座及配重合適●反思形成認(rèn)識

1．了解結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性的含義。2．了解尺寸和形狀是如何影響結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性的。難點：

利用所學(xué)知識分析實際案例,理解影響結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性的主要因素。下面圖片資料是結(jié)構(gòu)被破壞的情景，說明影響結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性的因素；籃球架對結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性含義的理解；結(jié)合熟悉的、身邊的生活事例，理解影響結(jié)構(gòu)強度及穩(wěn)定性的主要因素。**事故案例：籃球架倒塌砸死20歲小伙2008年10月23日信息時報訊（見習(xí)記者張昊記者熊栩帆）在一攤血跡面前，一名青年和一個鋼質(zhì)籃球架倒在旁邊……昨日下午5時，20歲的青年賴家樂（音）和七八個職中的同學(xué)在海珠區(qū)廣州大道南后滘北大街附近的一個籃球場打球時，籃球架忽然倒塌，賴家樂當(dāng)場被砸中頭部不幸身亡。據(jù)其家屬稱，倒塌的籃球架底座全部生銹霉?fàn)€，一摸全是粉末狀物體。閱讀材料：力學(xué)結(jié)構(gòu)的連接方式1.一體式:如:粘接,焊接固連不需再拆卸2.擠壓式:如:釘連接,螺栓扣緊套緊可拆卸3.接插式:如:插頭方便插拔面對失?。悍€(wěn)定性試驗失敗的原因分析另謀新路：分析制約與條件：思考：增加穩(wěn)定性的方法閱讀材料：分析三角形穩(wěn)定性的力學(xué)原理：當(dāng)三角形兩邊斜桿受壓力向內(nèi)擠壓時，下面的水平桿就起到推力的作用。當(dāng)三角架頂端受力作用時，兩邊斜桿受力向兩側(cè)擴張，下面的水平桿就起到拉力的作用。三角形正是通過三邊互相之間的推和拉的作用保持它的穩(wěn)固性。制作籃球架模型中得到的啟發(fā)檢測題內(nèi)容：（1）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有（

）A．物體的形狀B．材料C．材料之間的聯(lián)接方式D．物體重心的位置（2）塔式建筑的結(jié)構(gòu)一般都是由上到下越來越大，這主要是考慮它的（

）A．穩(wěn)定性B．強度C．美觀性D．經(jīng)濟性（3）說明什么影響了籃球架的結(jié)構(gòu)強度（）A．構(gòu)件的材料B．構(gòu)件的形狀C．重心的高低D．連接方式（4）籃球架、房子、橋梁的桁架結(jié)構(gòu)大多數(shù)是由多個三角形構(gòu)成。這是運用了三角形的什么原理（）A．三角形的穩(wěn)定性B．三角形的結(jié)實C．三角形用料少D．三角形簡單（5）如圖所示為可移動籃球架。為了使運動員在籃球架前活動時更加安全，需要增加其穩(wěn)定性。下列方法中，可以有效提高該籃球架穩(wěn)定性的是（）A．增加籃球架高度B